Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов

Авторы патента:

Галемов Тахир Талхатович (RU)

Балабанов Андрей Тимофеевич (RU)

Емельянов Михаил Валерьевич (RU)

C25C3/22 - газосборные устройства

Владельцы патента RU 2778435:

Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринг Строительство Обслуживание" (RU)

Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопроводов. Устройство содержит корпус с установленным внутри него барабаном, на наружной поверхности которого закреплен по спирали желоб, с размещенным на нем валопроводом с рабочим инструментом на его конце, приводы вращения барабана и вращения валопровода, причем валопровод соединен с валом неподвижно закрепленного снаружи барабана привода вращения валопровода и установлен с возможностью одновременного поступательного перемещения от привода вращения барабана, установленного снаружи корпуса, и осевого вращения от привода вращения валопровода, барабан установлен на подшипниковых опорах, причем одна из опор выполнена с возможностью подвода рабочей жидкости посредством вращающейся муфты для привода вращения валопровода, а на другой опоре размещен привод вращения барабана. Обеспечивается упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик устройства, обеспечивающих удобство при обслуживании и замене деталей при ремонте. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники

Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопроводов, например, в металлургической, химической промышленности и других отраслях, где требуется очистка трубопроводов от твердых осадкообразований, в частности, например, к устройствам очистки газоходов для отходящих газов от электролизеров для получения алюминия.

Уровень техники

Из уровня техники известна машина для очистки внутренних поверхностей газоходов (патент РФ №2616746, С25С 3/22, опубл. 13.04.2017 г.), которая содержит неподвижный корпус закрытого типа, с установленным внутри него намоточным барабаном с размещенным на нем в спиральном желобе валопроводом, выполненным в виде гибкого вала или пружины с рабочим инструментом на конце, выполненным в виде конической фрезы с лезвиями, размещенный снаружи неподвижного корпуса гидропривод вращения барабана, причем за счет вращения барабана осуществляется поступательное перемещение валопровода и размещенный снаружи неподвижного корпуса гидропривод вращения валопровода вокруг своей оси. Барабан вращается на двух опорах. На одной опоре закреплен гидромотор привода вращения барабана, на второй опоре расположен вывод валопровода от спирального желоба на барабане внутри корпуса к расположенному снаружи корпуса гидромотору привода вращения валопровода, который выполнен через ось опоры, через неподвижно закрепленную к барабану трубу.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции из-за излишне увеличенной длины валопровода на участке между гидромотором привода вращения валопровода и местом входа валопровода в спиральный желоб барабана, где валопровод проходит это расстояние внутри неподвижно закрепленного внутри барабана трубопровода. Излишняя длина валопровода связана с конструктивной необходимостью выполнения для обеспечения работоспособности значительно большого радиуса изгиба валопровода, поскольку ось вращения гидромотора привода вращения валопровода и ось вращения валопровода, находящегося в спиральном желобе снаружи барабана, не совпадают. В связи с увеличенной длинной валопровода требуется дополнительная большая мощность гидропривода на вращение валопровода. Кроме того, у устройства ограниченный доступ к узлам, находящимся внутри корпуса устройства и низкая ремонтопригодность, из-за сложности замены деталей при ремонте и обслуживании, из-за того, что отсутствует доступ к расположенным внутри закрытого корпуса барабана, валопроводу и другим узлам. Из-за закрытого корпуса оценить техническое состояние или удобно и оперативно обслужить узлы, расположенные внутри корпуса и внутри барабана, можно только при полной разборке устройства.

В качестве прототипа выбрано известное устройство очистки трубопроводов системы газоудаления алюминиевого электролизера (патент РФ №2625152, С25С 3/22, опубл. 11.07.2017 г.), содержащее неподвижный корпус закрытого типа с намоточным барабаном внутри корпуса, гидромотор привода вращения барабана, который посредством цепной передачи соединен с валом, по которому вдоль оси на роликах может перемещаться намоточный барабан со спирально намотанным валопроводом, выполненным в виде пружины, при этом пружина выполнена с возможностью перемещения с помощью роликов по направляющей трубе с выходом из корпуса, причем на свободном конце пружины закреплен рабочий инструмент в виде чистящего наконечника, а другой конец пружины закреплен на валу гидромотора, который расположен внутри полости барабана.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, из-за того, что привод вращения барабана имеет малонадежную открытую цепную передачу, работающую в агрессивной среде электролизного корпуса при повышенной запыленности и повышенной температуре. Цепь в процессе интенсивной эксплуатации требует периодической натяжки и постоянной смазки. Барабан вращается на валу, имеющем две опоры, причем одна опора излишне конструктивно усложнена за счет того, что через нее осуществляется и привод вращения вала с намоточным барабаном и через эту же опору подается гидравлическая жидкость к гидромотору привода вращения валопровода. Кроме того, из-за плохого доступа к узлам, находящимся внутри закрытого корпуса, устройство характеризуется недостаточной надежностью при работе и низкой ремонтопригодностью, из-за сложности замены деталей при ремонте и обслуживании, поскольку гидромотор привода вращения валопровода расположен внутри полости барабана, который в свою очередь расположен внутри закрытого корпуса. Кроме того, внутри закрытого корпуса отсутствует доступ и к валу, вдоль которого перемещается барабан и отсутствует доступ к валопроводу. Из-за закрытого корпуса оценить техническое состояние или обслужить узлы, расположенные внутри корпуса и внутри барабана, можно только при полной разборке устройства. Раскрытие сущности изобретения.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик устройства, обеспечивающих удобство при обслуживании и замене деталей при ремонте.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов (15), содержащем корпус (1) с установленным внутри него барабаном (2), на наружной поверхности которого закреплен по спирали желоб (3), с размещенным на нем валопроводом (4) с рабочим инструментом (5) на конце, привод вращения барабана (8) и привод вращения валопровода (10), новым является то, что валопровод (4) соединен с валом неподвижно закрепленного снаружи барабана (2) привода вращения валопровода (10) и установлен с возможностью одновременного поступательного перемещения от привода вращения барабана (8), установленного снаружи корпуса (1), и осевого вращения от привода вращения валопровода (10), барабан (2) установлен на двух подшипниковых опорах (6) и (7), причем одна из опор (7) выполнена с возможностью подвода рабочей жидкости посредством вращающейся муфты (9) для привода вращения валопровода (10), а на другой опоре (6) размещен привод вращения барабана (8).

Дополнительно для доступа к приводу вращения валопровода (10) и барабану (2) на наружной поверхности корпуса (1) предусмотрены открывающиеся крышки (13) и (14).

Изобретение поясняется в чертежах, где показано:

на фиг. 1 - общий вид устройства в рабочем положении (вид со стороны продольного паза корпуса);

на фиг. 2 - общий вид устройства (вид со стороны продольного паза корпуса, часть корпуса снята);

на фиг. 3 - общий вид устройства (вид 3/4 со стороны открывающихся крышек корпуса);

на фиг. 4 - общий вид устройства с открытой крышкой обслуживания намоточного барабана, и с открытой крышкой обслуживания привода вращения валопровода, изометрия;

на фиг. 5 - разрез по оси намоточного барабана.

Перечень конструктивных элементов

1 - корпус;

2 - намоточный барабан;

3 - спиральный желоб;

4 - валопровод;

5 - рабочий инструмент;

6 - подшипниковая опора барабана;

7 - подшипниковая опора барабана;

8 - привод вращения барабана;

9 - вращающаяся муфта подвода рабочей жидкости;

10 - привод вращения валопровода;

11 - направляющая втулка валопровода;

12 - продольный паз корпуса;

13 - открывающаяся крышка корпуса;

14 - открывающаяся крышка корпуса;

15 - обрабатываемый трубопровод;

16 - укладыватель витков;

17 - маслопровод.

Устройство состоит из неподвижного корпуса 1, внутри которого установлен намоточный барабан 2. На наружной поверхности намоточного барабана 2 закреплен спиральный желоб 3, имеющий U-образный профиль. Внутри закрытого пространства желоба 3 под внутренней поверхностью обечайки корпуса 1 проходит валопровод 4, выполненный, например, в виде гибкого вала или пружины. На выходящем из корпуса 1 конце валопровода 4 жестко закреплен рабочий инструмент 5, выполненный, например, в виде специальной многолезвийной коническо-цилиндрической фрезы.

Намоточный барабан 2 имеет возможность вращения на двух подшипниковых опорах барабана 6 и 7. Вращение намоточного барабана 2 производится приводов вращения барабана 8, который установлен снаружи корпуса 1 и закреплен на подшипниковой опоре барабана 6. На второй подшипниковой опоре барабана 7 установлена вращающаяся муфта 9 к установленному снаружи на намоточном барабане 2 приводу вращения валопровода 10. Подвод рабочей жидкости от вращающейся муфты 9 к приводу вращения валопровода 10 осуществляется расположенными внутри намоточного барабана 2 маслопроводами 17. Привод вращения барабана (8) и привод вращения валопровода (10) осуществляется, например, гидромоторами.

Валопровод 4 снаружи намоточного барабана 2 со стороны подшипниковой опоры 7 вращающейся муфты (9) проходит внутри направляющей втулки валопровода 11, закрепленной снаружи на торце намоточного барабана 2, и жестко закреплен к валу привода вращения валопровода 10.

Валопровод 4 своим рабочим инструментом 5 имеет возможность входить внутрь обрабатываемого трубопровода 15, выходя с намоточного барабана 2 из корпуса 1 через выполненный в его обечайке продольный паз корпуса 12, вдоль которого перемещается укладыватель витков 16. Направление подачи валопровода 4 внутрь обрабатываемого трубопровода 15 задается направляющим механизмом (не показан).

Для обеспечения свободного доступа при проведении обслуживания или ремонта к приводу вращения валопровода 10, на наружной обечайке корпуса 1 предусмотрена открывающаяся крышка корпуса 13, а для обеспечения свободного доступа к валопроводу 4 и намоточному барабану 2 предусмотрена открывающаяся крышка корпуса 14.

Устройство работает следующим образом.

Очистка внутренней поверхности обрабатываемого трубопровода 15 осуществляется рабочим инструментом 5, который жестко закреплен на конце валопровода 4. Для проведения очистки, рабочий инструмент 5 и обрабатываемый трубопровод 15 совмещаются рабочим инструментом 5 напротив входа в обрабатываемый трубопровод 15. Подача рабочего инструмента 5 в обрабатываемый трубопровод 15 осуществляется через продольный паз корпуса 12, получая направление укладывателем витков 16 за счет разматывания валопровода 4 в замкнутом пространстве, ограниченном стенками спирального U-образного желоба 3 и внутренней поверхностью наружной обечайки корпуса 1, с намоточного барабана 2 приводом вращения барабана 8, а вращение валопровода 4 с рабочим инструментом 5 осуществляется приводом вращения валопровода 10. При этом привод вращения валопровода 10 закреплен на наружной части намоточого барабана 2 внутри корпуса 1, вращается вместе с намоточным барабаном 2. Вращение привода 10 обеспечивается за счет подвода рабочей жидкости гидросистемы через вращающуюся муфту 9 по маслопроводам 17, закрепленным и вращающимся вместе с намоточным барабаном 2.

После ввода рабочего инструмента 5 в обрабатываемый трубопровод 15, под действием вращающего момента и осевой выталкивающей силы, возникающей от вращения намоточного барабана 2, валопровод 4 своим рабочим инструментом 5, вращаясь вдоль своей оси и одновременно перемещаясь, выталкивается вперед за счет разматывания в замкнутом пространстве с вращающегося барабана 2, снимает отложения с внутренней поверхности обрабатываемого трубопровода 15.

После завершения очистки рабочим инструментом 5 необходимого участка обрабатываемого трубопровода 15 производится наматывание валопровода 4 в спиральный желоб 3 намоточного барабана 2 за счет включения противоположного, реверсивного подаче вращения, привода вращения барабана 8, при этом укладыватель витков 16 задает направление подачи валопровода 4 в спиральный желоб 3, привод вращения валопровода 10 продолжает вращение в прежнем направлении, что облегчает процесс намотки валопровода 4 в спиральный желоб 3 намоточного барабана 2.

Доступ для обслуживания или ремонта к приводу вращения валопровода 10 обеспечивается за счет открывания крышки корпуса 13, расположенной на наружной обечайке корпуса 1. Доступ для обслуживания валопровода 4, расположенного на намоточном барабане 2, и обслуживания намоточного барабана 2 обеспечивается за счет открывания крышек корпуса 13 и 14 одновременно.

Проведенные испытания устройства подтвердили его работоспособность, простоту и надежность конструкции. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и предполагается к использованию на алюминиевых заводах для очистки внутренней поверхности трубопроводов.

1. Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов (15), содержащее корпус (1) с установленным внутри него барабаном (2), на наружной поверхности которого закреплен по спирали желоб (3), с размещенным на нем валопроводом (4) с рабочим инструментом (5) на его конце, приводы вращения барабана (8) и вращения валопровода (10), отличающееся тем, что валопровод (4) соединен с валом неподвижно закрепленного снаружи барабана (2) привода вращения валопровода (10) и установлен с возможностью одновременного поступательного перемещения от привода вращения барабана (8), установленного снаружи корпуса (1), и осевого вращения от привода вращения валопровода (10), барабан (2) установлен на подшипниковых опорах (6) и (7), причем одна из опор (7) выполнена с возможностью подвода рабочей жидкости посредством вращающейся муфты (9) для привода вращения валопровода (10), а на другой опоре (6) размещен привод вращения барабана (8).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для доступа к приводу вращения валопровода (10) и барабану (2) на наружной поверхности корпуса (1) предусмотрены открывающиеся крышки (13) и (14).

Изобретение относится к двухступенчатому газоочистному модулю для очистки электролизных газов, содержащему по меньшей мере один реактор, выполненный в виде трубы Вентури и обеспечивающий выравнивание газового потока по скоростным режимам, соединенный переходным патрубком с по меньшей мере одним рукавным фильтром, течку для подачи адсорбента в реактор, камеры грязного и чистого газа, фильтровальные рукава и бункер.

Система для удаления газов из алюминиевого электролизера // 2744333

Изобретение относится к системе для удаления газов из электролизеров для получения алюминия при получении алюминия электролизом, каждый из которых содержит балку-коллектор с двумя газоотводами. Система содержит средство для удаления газов во время работы электролизера и для удаления увеличенного количества газов при снятии одного или более укрытий, выполненное в виде устройства для регулирования объема удаляемого газа, содержащего газоотводный канал большего сечения и газоотводный канал меньшего сечения, с соотношением площадей большего и меньшего сечений 3:2, и конфузор, объединяющий газоотводные каналы на выходе из устройства, на каждом из газоотводных каналов установлено по два патрубка для соединения с соответствующим газоотводом балки-коллектора каждого электролизера, две регулировочные заслонки, два переходника для соединения каждого патрубка устройства с газоотводами балки-коллектора каждого электролизера, газоотводные каналы образуют два контура удаления газов: основной контур удаления газов, действующий постоянно, и второй - дополнительный контур удаления газов, включающийся при разгерметизации электролизера, для удаления газов поочередно на одном из двух подсоединенных к системе удаления газов рядом стоящих электролизеров.

Горелка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера // 2724755

Изобретение относится к горелке для сжигания анодных газов, образующихся в процессе электролиза в электролизере для получения алюминия с самообжигающимся анодом. Горелка разделена на две части - нижнюю, включающую зону предварительного смешивания сжигаемых анодных газов с воздухом и первичную зону горения, представляющую собой блок стальных трубок, и верхнюю часть, в которой происходит интенсивное смешивание и окончательный дожиг анодных газов, при этом отношение диаметра d верхней части горелки к диаметру d1 ее нижней части составляет d:d1=1,4÷1,6:1, а отношение высоты Н верхней секции горелки к высоте h ее нижней секции составляет Н:h=2,0÷2,5=1, при этом стальные трубки в блоке по отношению к горизонтали размещены под углом 60÷70°, а отношение диаметра d1 нижней части горелки к диаметру d2 стальных трубок составляет d1:d2=4÷5:1, при этом на уровне верхней части блока стальных трубок расположен фланец, отношение диаметра d3 которого к диаметру d1 нижней части горелки составляет d3:d1=1,05÷1,1:1, отношение высоты h1 камеры, в которой расположен блок стальных трубок, к высоте h2 блока составляет h1:h2=1,02÷1,05:1, а отношение ширины b камеры размещения наклонных трубок к диаметру d1 нижней части горелки составляет b:d1=1,02÷1,05:1.

Электролизная установка и способ обработки электролизных газов // 2709660

Изобретение относится к установке для производства алюминия электролизом и обработке отходящих электролизных газов. Установка содержит цепочку последовательно соединенных электролизных ванн и контур обработки газов, образующихся в электролизных ваннах, содержащий первую ступень обработки для обработки фтороводорода, вторую ступень обработки для обработки диоксида серы, контур подачи оксида алюминия для подачи оксида алюминия на первую ступень обработки и вторую ступень обработки и теплообменник, размещенный между первой и второй ступенями обработки.

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера // 2697148

Изобретение относится к устройству для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом. Устройство содержит газосборный колокол, камеру сгорания и патрубки, взаимодействующие с газоотводящими трубами, вертикальные участки которых входят телескопически в угловые секции газосборного колокола и оборудованы воздухозаборными щелями, общая площадь fобщ которых составляет 0,15…0,20 площади F поперечного сечения патрубка, а горизонтальные участки труб телескопически входят в камеру сгорания.

Комплексная очистка газов // 2669664

Изобретение относится к способу и системе для комплексной очистки газа в процессе получения алюминия электролизом в электролитиченской ячейке. Способ включает подачу нефторированного глинозема в электролитическую ячейку, содержащую кожух, причем верхняя область кожуха представляет собой анодное устройство, при этом по меньшей мере одно из нефторированного глинозема и фторированного глинозема образует псевдоожиженный слой внутри анодного устройства, удаление газообразных фторидов из технологических газов, вырабатываемых электролитическим элементом, путем адсорбции газообразных фторидов с использованием нефторированного глинозема в псевдоожиженном слое, причем указанная адсорбция газообразных фторидов нефторированным глиноземом создает фторированный глинозем и полуочищенные технологические газы, фильтрацию твердых частиц фторидов, уносимых в полуочищенных технологических газах, причем указанная фильтрация происходит внутри анодного устройства над псевдоожиженным слоем, получение очищенных технологических газов и выпуск очищенных технологических газов из анодного устройства в открытое окружающее пространство снаружи электролитической ячейки.

Устройство для сбора и удаления газов в алюминиевом электролизере // 2668617

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления газов в алюминиевом электролизере с предварительно обожженными анодами. Устройство содержит систему газоходов, содержащую горизонтальный основной и дополнительный газоходы, выполненные с возможностью включения/отключения основного и дополнительного газоходов, и газосборные колпаки, при этом каждый из газосборных колпаков соединен первым каналом с горизонтальным основным газоходом, образуя основной контур удаления газов, и вторым каналом с дополнительным вертикальным газоходом, образуя дополнительный контур удаления газов, при этом высота каждого последующего первого канала основного контура увеличивается по потоку газа на 16÷24% от высоты предыдущего первого канала, а высота каждого последующего второго канала дополнительного контура увеличивается по потоку газа на 24÷26% от высоты предыдущего второго канала, в нижней части на внутренней поверхности продольных сторон по меньшей мере одного газосборного колпака вдоль направления движения газа установлены разделительные пластины, длина которых составляет не более 50% от высоты газосборного колпака, с каждой стороны от центральной оси газосборного колпака симметрично установлены по меньшей мере две разделительные пластины, при этом длина каждой следующей по направлению к центральной оси колпака пластины уменьшается по отношению к предыдущей на 25-35%.

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера // 2664584

Изобретение относится к дожиганиию анодных газов алюминиевого электролизера. Устройство содержит горелку с воздухозаборными щелями прямоугольной формы, расположенными в нижней части горелки и направленными внутрь горелки под острым углом к касательной ее внешней поверхности.

Электролизер для получения алюминия // 2657395

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. Электролизер включает размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, при этом самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера // 2631778

Изобретение относится к устройству для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом для производства алюминия. Устройство содержит горелку со щелями, соединенную вертикальным участком газохода с подкорпусным газоходом, и цилиндрический теплообменник, установленный на вертикальном участке газохода, с охватом газохода по длине, равной 0,7÷0,9 общей длины участка газохода, и с зазором между теплообменником и газоходом, составляющим 30÷100 мм, при этом в нижней торцевой части теплообменника выполнены отверстия для подачи воздуха в теплообменник, а в верхней торцевой части - отверстие для подачи воздуха к воздухозаборным щелям горелки.