PL188974B1 - Urządzenie do czyszczenia wewnętrznych przestrzeni rurociągu - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do czyszczenia wewnetrznych prze- strzeni rurociagu, przystosowane do ciasnego umieszcza- nia w rurociagu i jednoczesnie wykonywania ruchu obro- towego i slizgowego obejmujace korpus i oslone; co naj- mniej dwie czesci nosne i sterujace przymocowane na obwodzie zewnetrznym korpusu, stabilizujace urzadzenie wzgledem srodka ciezkosci w trakcie przemieszczania; czesc szczotkowa; oraz mechanizm zapewniajacy ruch obrotowy i sterowanie, znam ienne tym , ze korpus (1) jest wyposazony w przelewowy otwór (1.1) zorientowany zgodnie z kierunkiem ruchu slizgowego urzadzenia, regu- lator ruchu slizgowego (2), czolowe czesci uszczelniajace i skrobiace (4) wykonane z materialu elastycznego; przy czym czolowe czesci uszczelniajace i skrobiace (4) oraz czesc szczotkowa (6) maja przekrój o profilu kolowym; zewnetrzny obwód glównego magnesu (7) jest dopasowa- ny do wewnetrznego obwodu rurociagu, tak ze istnieje luka pomiedzy tymi dwoma obwodami; a pokrywa (1.2), jedna czesc nosna i sterujaca (3), co najmniej jedna czesc uszczelniajaca i skrobiaca (4), czesc szczotkowa (6), glówny magnes (7), mechanizm zapewniajacy ruch obro- towy i sterowanie (8), oraz element wybrany z grupy obejmujacej kolejna czesc nosna i sterujaca (3) oraz ze- staw czesci, sa ustawione w okreslonej powyzej kolejnosci jedno za drugim w kierunku przeciwnym do ruchu slizgo- wego urzadzenia, przy czym ruch obrotowy i slizgowy urzadzenia wykonywany jest z wykorzystaniem wlasnosci transportowanego medium. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do czyszczenia wewnętrznych przestrzeni rurociągu, służącego do transportu mediów, głównie gazowych. Wynalazek rozwiązuje problem łączenia sposobów czyszczenia, które są realizowane przez jedno urządzenie, co pozwala na osiągnięcia zmniejszenia wymaganego czasu i jednocześnie zwiększenia jakości procesu czyszczenia.

Obecnie istnieje kilka procedur technologicznych i urządzeń do ich realizacji służących do usuwania zanieczyszczeń, jakie można znaleźć wewnątrz oraz na wewnętrznej powierzchni rurociągu, służącego do transportu medium gazowego. Zanieczyszczenia te mogą mieć charakter mechaniczny, na przykład mogą stanowić pozostałości po procesie konstrukcji systemu rurociągów takie jak elektrody spawalnicze, różne przedmioty metalowe itd.

Ponadto istnieją pewne zanieczyszczenia, które są konsekwencją procesów ciernych, powstałych w wyniku kontaktu transportowanego medium z powierzchnią rurociągu, produktami skroplenia, zanieczyszczeniami technologicznymi pochodzącymi ze stanowisk kompresorów.

Urządzenia używane do czyszczenia rurociągu są zasadniczo wykonane jako mechanizmy przesuwane w rurociągu przy użyciu właściwości fizycznych mediów, oddziaływujących na odpowiednie mechanizmy. Zawierają one korpus nośny, do którego przymocowane są elementy czyszczące. Konstrukcja i materiał tych elementów odpowiadają metodzie czyszczenia.

Do najczęściej używanych urządzeń czyszczących możliwe jest zaliczenie urządzeń typu kołnierzowego, w których kołnierze są podstawowymi elementami czyszczącymi, a powierzchnia na ich obwodzie ściśle przylega do wewnętrznej powierzchni rurociągu. Nadają się one do czyszczenia rur z zanieczyszczeń płynnych.

Magnetyczne urządzenia czyszczące są bardziej uniwersalne, gdy składają się z dwóch składników, z kołnierzy i segmentów magnetycznych, których powierzchnia znajduje się

188 974 w pewnej odległości od powierzchni wewnętrznej rurociągu, której wielkość leży w zakresie od około 100 do 200 mm, co częściowo ogranicza efektywność czyszczenia. Konstrukcja tych urządzeń determinuje zdolność do usuwania z rurociągu oprócz zanieczyszczeń płynnych, również metalowych składników zanieczyszczeń. W konsekwencji faktu, że urządzenie dostosowane jest do wykonywania ruchu obrotowego podczas czyszczenia i nie jest wyposażone w środki do usuwania połączeń pomiędzy zanieczyszczeniami, szczególnie w przypadku ich silniejszego przylegania do wewnętrznej ściany rurociągu, co może powodować mniejszą efektywność czyszczenia.

Urządzenia czyszczące wyposażone w kołnierze i szczotki z metalowym włosiem są stosunkowo szeroko rozpowszechnione. Wykorzystanie szczotek w procesie czyszczenia ma z jednej strony korzystny wpływ na jakość czyszczenia powierzchni wewnętrznej rurociągu i w rzeczywistości urządzenie zdolne jest do czyszczenia rurociągu z wszelkich zanieczyszczeń, ale jednocześnie występuje większe obciążenie części kołnierzowej urządzenia, co ma negatywny wpływ na jego zużycie.

Urządzenia czyszczące, w których zespół czyszczący jest stworzony przez same kołnierze, w których obszary kontaktu ze ścianą rury posiadają metalowe występy, są najczęściej używane do usuwania cienkich warstw zanieczyszczeń, jak na przykład wosk w rurociągach do transportu nieprzerobionego oleju. W tym tego przypadku jest to specjalne urządzenie czyszczące, z którym wiążą się z większe koszta finansowe jego wytwarzania. Tak samo jak w przypadku poprzedniego urządzenia, przy większym zatkaniu rurociągu, kołnierze są bardzo obciążone i dlatego ulegają zużyciu.

Ostatnio produkowane są urządzenia czyszczące, które oprócz wspomnianych elementów czyszczących, są wyposażone w regulator ruchu ślizgowego. Celem takiej konstrukcji jest optymalizacja szybkości ruchu urządzenia, na przykład w zależności od wielkości zatkania rurociągu lub ilości transportowanego medium oraz w celu uzyskania wyższej jakości czyszczenia.

Spośród znanych urządzeń, warto wspomnieć o urządzeniu ujawnianym w dokumencie US 4,027,349. Składa się ono z korpusu dostosowanego do umieszczania w rurze, elementów obrotowych umieszczonych na korpusie dostosowanych do współosiowego ruchu obrotowego wewnątrz rury, wielu szczotek, rozmieszczonych w odstępach wokół zewnętrznego obwodu wspomnianych elementów, zamontowanych obrotowo na osiach skierowanych w kierunku ściany rury; silnika gazowego wprawiającego szczotki w ruch obrotowy wokół ich osi, przy czym wspomniane elementy posiadają kanały przepływu dostarczające gaz z nieobracającego się źródła umieszczonego na korpusie do silnika gazowego zasilający silnik gazowy; a szczotki są rozmieszczone promieniście wzglądem osi wspomnianych elementów, względem kierunku ich obrotu, przy czym powierzchnia prowadząca każdej szczotki wywiera na ścianę rury mniejsze ciśnienie niż krawędź tylna szczotki, co obniża jej zużycie; a urządzenie zawiera również elementy nachylające szczotki w kierunku ściany rury.

Urządzenia czyszczące składają się z jednej, dwóch, a czasem trzech części, co oznacza, że mają one konstrukcję urządzenia zawiasowego. Dwu i trzyczęściowe urządzenia czyszczące nadają się przede wszystkim do czyszczenia rurociągów o mniejszych średnicach. Proste urządzenia czyszczące są używane przy większych średnicach rurociągów. Wspólną wadą wszystkich wymienionych urządzeń jest zdolność do wykonywania jedynie ruchu ślizgowego wewnątrz rurociągu.

Spośród takich urządzeń, należy wspomnieć o urządzeniu czyszczącym znanym z dokumentu EP 0076434 Al, posiadającym, co najmniej jedną głowicę roboczą umieszczaną w pozycji roboczej i ruchomą wzdłuż określonych ścieżek we wnętrzu rurociągu lub zbiorników niewidocznych z zewnątrz, oraz oprzyrządowanie zamontowane na co najmniej jednej głowicy roboczej, obejmujące obrotowe szczotki zamontowane na głowicy roboczej, dociskane do wewnętrznych powierzchni ścian przeznaczonych do czyszczenia; co najmniej jedną dyszę zasysającą zamontowaną na głowicy roboczej, ruchomą do uzgodnienia z odpowiednim obszarem rurociągu lub zbiornika, w którym pracuje szczotka; wtryskiwacz posiadający stronę zasysającą połączoną z dyszą, stronę wypływową oraz dyszę wylotową; przewód doprowadzający materiał napędowy do dyszy wylotowej wtryskiwacza spoza obszaru rurociągu lub zbiornika; oraz zbiornik do zbierania pyłu włączony poniżej strony wypływowej wtryskiwacza.

188 974

Przedstawione powyżej wady znanych urządzeń są znacznie ograniczone w urządzeniu do czyszczenia rurociągu według wynalazku.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do czyszczenia wewnętrznych przestrzeni rurociągu, przystosowane do ciasnego umieszczania w rurociągu i jednocześnie wykonywania ruchu obrotowego i ślizgowego obejmujące korpus i pokrywę; co najmniej dwie części nośne i sterujące przymocowane na obwodzie zewnętrznym korpusu, stabilizujące urządzenie względem środka ciężkości w trakcie przemieszczania; część szczotkową; oraz mechanizm zapewniający ruch obrotowy i sterowanie.

Istotą wynalazku jest fakt, że korpus jest wyposażony w przelewowy otwór zorientowany zgodnie z kierunkiem ruchu ślizgowego urządzenia, regulator ruchu ślizgowego, czołowe części uszczelniające i skrobiące wykonane z materiału elastycznego; przy czym czołowe części uszczelniające i skrobiące oraz część szczotkowa (6) mają przekrój o profilu kołowym; zewnętrzny obwód głównego magnesu jest dopasowany do wewnętrznego obwodu rurociągu, tak że istnieje luka pomiędzy tymi dwoma obwodami; a pokrywa, jedna część nośna i sterująca, co najmniej jedna część uszczelniająca i skrobiąca, część szczotkowa, główny magnes, mechanizm zapewniający ruch obrotowy i sterowanie, oraz element wybrany z grupy obejmującej kolejną część nośną i sterującą oraz zestaw części, są ustawione w określonej powyżej kolejności jedno za drugim w kierunku przeciwnym do ruchu ślizgowego urządzenia, przy czym ruch obrotowy i ślizgowy jest wykonywany z wykorzystaniem własności transportowanego medium.

Poszczególne części urządzenia umocowane na korpusie nośnym mogą być demontowane.

Korzystnie zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą oraz co najmniej jedną część uszczelniającą i skrobiącą, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie.

W innym korzystnym rozwiązaniu zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą oraz dodatkową część szczotkową, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie.

W kolejnym korzystnym rozwiązaniu zestaw części zawiera dodatkowy magnes oraz dodatkową część nośną i sterującą, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie według porządku: dodatkowy magnes, dodatkowa część nośna i sterująca.

Korzystnie zestaw części zawiera dodatkową część szczotkową, dodatkową część nośną i sterującą, co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie.

W jeszcze innym korzystnym wariancie zestaw części zawiera dodatkowy magnes, dodatkową część nośną i sterującą oraz co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie w kolejności: dodatkowy magnes, co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca, dodatkowa część nośna i sterująca.

W kolejnym korzystnym przypadku zestaw części zawiera dodatkowy magnes, dodatkową część nośną i sterującą, co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie w kolejności: dodatkowy magnes, dodatkowa część nośna i sterująca oraz co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca.

W jeszcze innym korzystnym przypadku, zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą, co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą, dodatkową część szczotkową i dodatkowy magnes, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie w kolejności: dodatkowy magnes, dodatkowa część szczotkowa, co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca, dodatkowa część nośna i sterująca.

Korzystnie zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą, co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą, dodatkową część szczotkową i dodatkowy magnes, przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie w kolejności: dodatkowy magnes, dodatkowa część szczot6

188 974 kowa, dodatkowa część nośna i sterująca, co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca.

Korzystnie część szczotkowa jest umieszczona w obszarze pola magnetycznego magnesu głównego.

Korzystnie dodatkowy magnes zawiera elementy wzbudzające indukcję magnetyczną w celu kierowania sił przyciągania w kierunku dodatkowego magnesu.

Korzystnie część szczotkowa zawiera dwie sekcje, z których sekcja sąsiadująca z magnesem głównym zawiera bardziej elastyczne i cieńsze włosie, o gęstszej strukturze rozmieszczenia niż włosie drugiej sekcji.

Korzystnie każda część nośna i sterująca oraz każda część szczotkowa jest utworzona z segmentów.

Korzystnie każda część nośna i sterująca oraz każda część uszczelniająca i skrobiąca są przymocowane do kryz, wykonanych z tworzyw sztucznych, korzystnie z polimeru wzmacnianego kompozytem.

Korzystnie urządzenie zawiera dodatkowo licznik obrotów oraz jednostkę sygnalizującą położenie urządzenia, przy czym są one umieszczone w przestrzeni chronionej.

Korzystnie pokrywa urządzenia jest wyposażona w zderzak.

Mechanizm czyszczący według wynalazku zapewnia usuwanie praktycznie wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń występujących w rurociągach, zarówno pochodzenia metalicznego, jak na przykład zanieczyszczenia powstające ze zużycia ciernego, zanieczyszczenia, które pozostały w systemach rurociągów na etapie ich konstrukcji, szczególnie elektrody spawalnicze i ich pozostałości, zgorzelina żelazna lub inne zanieczyszczenia, jak na przykład skroplenia. Konstrukcja i wzajemne usytuowanie poszczególnych części urządzenia wynika z funkcji ruchu i jednocześnie z funkcji czyszczącej urządzenia.

Poszczególne sposoby czyszczenia, realizowane w urządzeniu, są ze sobą logicznie powiązane i stanowią warunek wstępny, według którego już przy jednym przejściu urządzenia czyszczącego, według wynalazku, przez rurociąg, osiągnięty zostanie wysoki standard czyszczenia i ewentualne powtórne czyszczenia przy użyciu urządzenia, które jest przedmiotem ochrony mają charakter czyszczeń sprawdzających lub czyszczeń końcowych, zależnie od stopnia zatkania rurociągu.

Regulacja prędkości ruchu wzdłuż rurociągu w połączeniu z ruchem obrotowym urządzenia wokół jego osi podłużnej stanowi warunki wstępne dla właściwego czyszczenia wewnętrznej przestrzeni rurociągu, przy osiągnięciu praktycznie równomiernego rozmieszczenia zanieczyszczeń ferromagnetycznych zebranych przez urządzenie.

Rezultatem powyższego jest to, że przy wykorzystaniu urządzenia, będącego przedmiotem ochrony, możliwe jest osiągnięcie jakości czyszczenia rurociągu przynajmniej porównywalnej z jakością, jaka jest osiągana przy użyciu istniejących urządzeń przy jednoczesnym skróceniu procesu czyszczenia.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony schematycznie na rysunku, który przedstawia urządzenie do czyszczenia wewnętrznych ścian rurociągu w widoku z przodu oraz w częściowym przekroju wzdłużnym.

Konkretna realizacja urządzenia czyszczącego wewnętrzną stronę rurociągu, które jest przedmiotem ochrony wynika z funkcji równoczesnego usuwania z rurociągu zanieczyszczeń metalowych, płynnych i innych, jednakowo wokół całego obwodu, łącznie z usuwaniem połączeń pomiędzy zanieczyszczeniami, a wewnętrzną powierzchnią rurociągu.

Zasadniczo, urządzenie zbudowane jest z korpusu nośnego 1, wykonanego z metalu. Wokół jego osi podłużnej znajduje się przelewowy otwór 1.1, prowadzący do regulatora 2 prędkości ruchu ślizgowego. Regulator umieszczony jest na pokrywie 1.2 urządzenia, przymocowanej do korpusu nośnego 1. Podstawową część regulatora 2 prędkości ruchu ślizgowego stanowi strumieniowa, nadciśnieniowa wymienialna końcówka wylotowa 2.1.

Zewnętrzna powierzchnia korpusu nośnego 1 jest zmienna. Zmienność ta jest zdeterminowana konstrukcją i funkcją części, które są umocowane na zewnętrznej powierzchni. Poszczególne części funkcjonalne są umieszczone lub przytwierdzone do korpusu na zewnętrznym obwodzie korpusu nośnego 1 przy użyciu połączeń rozłącznych. Począwszy od pokrywy 1.2 w kierunku przeciwnym do ruchu urządzenia umieszczone są części według następującego

188 974 porządku: część nośna i sterująca 3, dwie części uszczelniające i skrobiące 4, kołnierz sterujący i mocujący 5. Następnie część szczotkowa 6, główny magnes 7, mechanizmy zapewniające ruch obrotowy i sterowanie 8, kołnierz sterujący i mocujący 5, dwie części uszczelniające i skrobiące 4, część nośna i sterująca 3, oraz dodatkowy magnes 9.

Części uszczelniające i skrobiące 4 i część nośna i sterująca 3, umieszczone na boku pokrywy 1.2 urządzenia są indywidualnie wprowadzane pomiędzy kryzy 1.3 i są do nich przytwierdzone za pomocą śrub 10, podczas gdy odstępy pomiędzy kryzami są ograniczone elementami dystansującymi 11. Kryzy są przytwierdzone do korpusu nośnego 1. Z punktu widzenia wagi korzystnym jest, aby części uszczelniające i skrobiące 4 oraz części nośne i sterujące 3 wykonane były ze wzmocnionego kompozytem polimeru lub innego tworzywa sztucznego o podobnych właściwościach. Część nośna i sterująca 3 oraz części uszczelniające i skrobiące 4 mają zewnętrzny obwód w kształcie koła. Z punktu widzenia rozmiarów, zewnętrzne średnice części uszczelniających i skrobiących 4 umożliwiają ich wprowadzenie do rury na wcisk i tym samym zapewniona jest ścisłość przylegania. Zewnętrzna średnica części nośnej i sterującej 3 umożliwia ruchome umieszczenie w rurze. Z punktu widzenia konstrukcji, korzystnym jest przytwierdzenie części nośnych i sterujących 3 oraz części uszczelniających i skrobiących 4 do kryz 1.3 zwykłymi śrubami 10.

Część szczotkowa 6 jest przytwierdzona do korpusu nośnego 1. Składa się ona z metalowego włosia o odpowiedniej elastyczności, osadzonego na obwodzie oprawki. Z punktu widzenia efektywności tej funkcji, należy tak dopasować średnicę oprawki, aby była umieszczona w rurze na wcisk. Korzystne jest, gdy sekcje włosia posiadają różne właściwości. Dla zwykłych warunków działania urządzenia wystarcza, aby część szczotkowa 6 zawierała dwie sekcje włosia. Sekcja umieszczona bliżej pokrywy 1.2 urządzenia zawiera, w odniesieniu do włosia drugiej sekcji, włosie grubsze, sztywniejsze i gęstsze. Druga sekcja zawiera włosie cieńsze, bardziej elastyczne i rzadsze.

Następną częścią, która według porządku przytwierdzona jest do korpusu nośnego 1 jest główny magnes 7. Magnes swym zewnętrznym obwodem odpowiada wewnętrznemu obwodowi rurociągu, a pomiędzy tymi dwoma obwodami istnieje luka, a zewnętrzny obwód głównego magnesu 7 ma kształt wielokąta. Z punktu widzenia właściwości koniecznym jest, aby magnes i jego usytuowanie, a szczególnie jego odstęp od części szczotkowej 6 zapewniały występowanie dominującej siły przyciągania w przestrzeni głównego magnesu 7, która zapewnia zbieranie nawet najmniejszych zanieczyszczeń ferromagnetycznych z wewnętrznej ściany rurociągu.

Za głównym magnesem 7 do korpusu nośnego 1 przytwierdzony jest mechanizm zapewniający ruch obrotowy i sterowanie. Zawiera on ramiona amortyzowane sprężynowo, wyposażone w małe kółka i ramiona, które poprzez dokładnie dobrane siły nacisku oddziaływują na rurociąg i zapewniają ruch obrotowy urządzenia. Za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie 8 umieszczony jest kołnierz mocujący i sterujący 5 oraz część nośna i sterująca 3 lub kołnierz mocujący 5 i sterujący oraz zestaw części, który zawiera różnorodne kombinacje następujących części: część nośna i sterująca 3, część uszczelniająca i skrobiąca 4, część szczotkowa oraz magnes dodatkowy 9. Korzystny jest montaż zestawu części w kolejności ułożenia w kierunku od pokrywy 1.2 za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie 8: część nośna i sterująca 3, dwie części uszczelniające i skrobiące 4, część nośna i sterująca 3, część szczotkowa; lub w kolejności: magnes dodatkowy 9, część nośna i sterująca 3, część szczotkowa - niezaznaczona na rysunku, część nośna i sterująca 3, część uszczelniająca i skrobiąca 4; lub w kolejności: magnes dodatkowy 9, dwie części uszczelniające i skrobiące 4, część nośna i sterująca 3 lub magnes 9, część nośna i sterująca 3, dwie części uszczelniające i skrobiące 4, magnes dodatkowy 9, część szczotkowa - niezaznaczona na rysunku, co najmniej jedna część uszczelniająca i skrobiąca 4, część nośna i sterująca 3 lub magnes 9, część szczotkowa - niezaznaczona na rysunku, część nośna i sterująca 3 oraz dwie części uszczelniające i skrobiące 4. Z punktu widzenia konstrukcji i funkcji korzystnym jest, aby część nośna i sterująca 3 oraz części uszczelniające i skrobiące 4, z zestawu części, były wciśnięte pomiędzy kryzy 1.3 z odstępem ograniczonym przez elementy dystansujące i ściśnięte za pomocą zwykłych śrub 10. Z punktu widzenia przystosowania części do ich umieszczenia w rurociągu, część nośna i sterująca 3, części uszczelniające i skrobiące 4

188 974 i niewidoczne na rysunku części szczotkowe mają obwód kołowy, przy czym części nośne i sterujące 3 są przystosowane do ich ruchomego umieszczenia w rurociągu, a części uszczelniające i skrobiące 4 są przystosowane do ich umieszczenia w rurociągu na wcisk, przez co uzyskuje się ścisłość przylegania.

Średnica niewidocznej na rysunku części szczotkowej odpowiada wewnętrznej średnicy rurociągu, przy czym jest ona umieszczona na wcisk. Z punktu widzenia materiału korzystnym jest, aby z zestawu części każda część nośna i sterująca 3 oraz części uszczelniające i skrobiące 4 były wykonane z poliuretanu lub innego materiału o podobnych właściwościach. Niewidoczna na rysunku dodatkowa część szczotkowa może być skonstruowana podobnie jak część szczotkowa 6. Z punktu widzenia funkcji tej części w kombinacji z magnesem dodatkowym 9, uwzględnione są zjawiska fizyczne, podobne do przypadku, gdy główny magnes 7 i część szczotkowa 6 występują w jednej kombinacji.

Z punktu widzenia ruchu urządzenia, jest ono skonstruowane w taki sposób, że jest wyważone względem środka ciężkości, co stwarza warunki dla jego stabilnego ruchu.

Konstrukcja części nośnych i sterujących 3 oraz części szczotkowych, utworzonych z segmentów jest bardzo korzystna. Urządzenie zawiera również inne elementy. Te elementy są używane przy manipulacji i transporcie urządzenia, przy pracach naprawczych i obsłudze, przy ustalaniu pozycji w rurociągu, przy ochronie urządzenia przed uszkodzeniem. W tym celu urządzenie zawiera uszy nośne 12, przymocowane do korpusu nośnego 1, następnie zderzak 13 umieszczony na pokrywie 1.2 i na niej zainstalowany. Dalej urządzenie zawiera części dodatkowe 14, które mogą być wykorzystane przy wprowadzaniu urządzenia do rurociągu i przy jego wyjmowaniu. Ponadto urządzenie posiada wyposażenie sygnalizacyjne, które nie jest pokazane na rysunku i jest używane do sygnalizowania pozycji urządzenia w rurociągu, oraz posiada instrument do pomiaru obrotów urządzenia. Narzędzia te są umieszczone w chronionej przestrzeni. Wyżej wymienione kołnierze mocujące i sterujące 5 używane są do manipulowania urządzeniem, w jego tylniej części oraz do jego obsługi, a także razem z wyposażeniem dodatkowym, na przykład z podstawkami podtrzymującymi, możliwe jest przymocowanie urządzenia do celów transportu lub przy pomocy rolek w podstawkach obracanie urządzeniem przy pracach obsługowych i naprawczych.

Funkcjonowanie urządzenia, które jest przedmiotem ochrony polega na tym, że jest ono wprowadzane do rurociągu transportowego podczas jego pracy i jego ruch jest zapewniony przez wykorzystanie właściwości fizycznych transportowanego medium, na przykład ciśnienia gazu. Otwór wzdłużny 2 korpusu nośnego jest wypełniany przez medium, które wywiera ciśnienie na część czołową w kierunku przepływu. Jednakowo, w kierunku przepływu popycha ono końcówki części przymocowanych do zewnętrznej powierzchni korpusu nośnego 1, na przykład części uszczelniających i skrobiących 4. W przypadku części uszczelniających i skrobiących 4 łub części nośnych i sterujących 3 umieszczonych w obszarze pokrywy 1.3 urządzenia, droga wlotu medium do końcówek tych części zapewniona jest poprzez otwory 1.1 wzdłużne korpusu nośnego 1 przy wykorzystaniu otworów osiowych, podczas gdy tak zebrane medium działa w kierunku ruchu urządzenia.

Wzajemne połączenie ciągłego wzdłużnego otworu 1.1 z regulatorem 2 prędkości ruchu umożliwia nastawienie prędkości ruchu urządzenia przy wykorzystaniu wzajemnej zależności rozmiaru otworów końcówek wylotowych 2.1 i różnicy ciśnień pomiędzy źródłami ciśnienia transportowanego medium, na przykład w przypadku gazu, pomiędzy stanowiskami kompresorów. Położenie wylotu końcówek 2.1 i ich rozmiar są zapewniane przez przepływ gazu przez końcówki 2.1, który utrudnia przyleganie zanieczyszczeń do ścian rurociągu i tak usunięte zanieczyszczenia są wypychane do czoła urządzenia przy użyciu funkcjonalnych własności części nośnej i sterującej 3 oraz części uszczelniających i skrobiących 4. W przestrzeniach technologicznych rurociągu odbywa się przenoszenie tych zanieczyszczeń do miejsc technologicznych, podczas gdy, więc zanieczyszczenia o charakterze metalicznym są zbierane z tych przestrzeni za pomocą środków w postaci części szczotkowej 6 i głównego magnesu 7.

Funkcją części szczotkowej 6 i dodatkowych części szczotkowych jest ogólnie mechaniczne czyszczenie wewnętrznej powierzchni rurociągu i jednoczesne powodowanie ruchu zanieczyszczeń oraz takie ich umieszczanie, które umożliwia w rezultacie działania sil ma188 974 gnetycznych w kierunku do głównego magnesu 7 efektywne zbieranie metalowych zanieczyszczeń oraz przenoszenie ich do miejsca czyszczenia końcowego.

Konstrukcja części szczotkowej 6 przyczynia się znacznie do efektywności tej funkcji urządzenia i charakteryzuje się dwoma sekcjami. Sekcja z grubszym, mniej uniwersalnym i elastycznym włosiem o rzadszej strukturze rozmieszczenia, umieszczona od strony pokrywy 1.2 urządzenia, dokonuje czyszczenia zgrubnego. Druga sekcja zawiera bardziej elastyczne włosie, które jest cieńsze i ma gęstszą strukturę rozmieszczenia i zapewnia końcowe czyszczenie wewnętrznej powierzchni urządzenia i jednocześnie usuwa zanieczyszczenia przylegające do wewnętrznej powierzchni rurociągu, tworząc warunki dla skutecznego działania sił przyciągania głównego magnesu 7, powodując porywanie zanieczyszczeń metalowych i przyczepianie ich do tego magnesu. Z tego punktu widzenia, korzystnym jest umieszczenie części 6 szczotkowej w polu magnetycznym głównego magnesu 7.

Funkcją głównego magnesu 7 jest przyciąganie metalowych zanieczyszczeń i utrzymywanie ich w tej pozycji do końca trwania cyklu procesu czyszczenia. Z tego punktu widzenia konstrukcja elementów zabezpieczających czyszczenie magnetyczne uwzględnia zjawiska magnetyczne wokół magnesu, jak na przykład indukcja magnetyczna i odpowiednio eliminuje negatywny wpływ tych zjawisk na proces czyszczenia. Dostatecznie duża luka pomiędzy zewnętrznym obwodem głównego magnesu 7 a wewnętrzną powierzchnią rurociągu tworzy przestrzeń, gdzie może być zebrana duża ilość zanieczyszczeń. Mechanizm ruchu obrotowego i prowadnica urządzenia zapewnia ruch obrotowy urządzenia i w konsekwencji urządzenie wykonuje ruch śrubowy. Zaletą takiego rodzaju ruchu jest to, że z jednej strony zapewnia on równomierne czyszczenie powierzchni, na przykład częścią szczotkową 6, a z drugiej strony zapewnia równomierne zużywanie części. Innym efektem ruchu obrotowego urządzenia jest bardziej równomierne rozłożenie zanieczyszczeń na powierzchni głównego magnesu 7 lub magnesu 9.

Funkcją części nośnych i sterujących 3 jest równomierne przenoszenie obciążenia spowodowanego oddziaływaniem wagi urządzenia na rurociąg i jednocześnie zapewnienie płynnego sterowania urządzeniem podczas ruchu w rurociągu. Mechanizm zapewniając ruch obrotowy i sterowanie spełnia, oprócz obrotu urządzenia, również funkcję ułatwiającą sterowanie urządzeniem w rurociągu.

Funkcją zestawu części, umieszczonych zgodnie z kierunkiem ruchu, na końcu urządzenia jest dalszy wzrost efektywności czyszczenia. Poszczególne części tego zestawu praktycznie spełniają te same funkcje, co części umieszczone w przedniej części urządzenia.

Urządzenie do czyszczenia wewnętrznej powierzchni rurociągu jest szczególnie przydatne do czyszczenia rurociągów gazowych o większej średnicy. Jakkolwiek, po niewielkim przystosowaniu, możne być również wykorzystane w rurociągach do nieprzerobionego oleju lub do czyszczenia rurociągów, które służą do transportu innego rodzaju mediów.

188 974

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do czyszczenia wewnętrznych przestrzeni rurociągu, przystosowane do ciasnego umieszczania w rurociągu i jednocześnie wykonywania ruchu obrotowego i ślizgowego obejmujące korpus i osłonę; co najmniej dwie części nośne i sterujące przymocowane na obwodzie zewnętrznym korpusu, stabilizujące urządzenie względem środka ciężkości w trakcie przemieszczania; część szczotkową; oraz mechanizm zapewniający ruch obrotowy i sterowanie, znamienne tym, że korpus (1) jest wyposażony w przelewowy otwór (1.1) zorientowany zgodnie z kierunkiem ruchu ślizgowego urządzenia, regulator ruchu ślizgowego (2), czołowe części uszczelniające i skrobiące (4) wykonane z materiału elastycznego; przy czym czołowe części uszczelniające i skrobiące (4) oraz część szczotkowa (6) mają przekrój o profilu kołowym; zewnętrzny obwód głównego magnesu (7) jest dopasowany do wewnętrznego obwodu rurociągu, tak że istnieje luka pomiędzy tymi dwoma obwodami; a pokrywa (1.2), jedna część nośna i sterująca (3), co najmniej jedna część uszczelniająca i skrobiąca (4), część szczotkowa (6), główny magnes (7), mechanizm zapewniający ruch obrotowy i sterowanie (8), oraz element wybrany z grupy obejmującej kolejną część nośną i sterującą (3) oraz zestaw części, są ustawione w określonej powyżej kolejności jedno za drugim w kierunku przeciwnym do ruchu ślizgowego urządzenia, przy czym ruch obrotowy i ślizgowy urządzenia wykonywany jest z wykorzystaniem własności transportowanego medium.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą (3) oraz co najmniej jedną część uszczelniającą i skrobiącą (4), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą (3) oraz dodatkową część szczotkową (6), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkowy magnes (9) oraz dodatkową część nośną i sterującą (3), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8) według porządku: dodatkowy magnes (9), dodatkowa część nośna i sterująca (3).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkową część szczotkową (6), dodatkową część nośną i sterującą (3), co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą (4), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkowy magnes (9), dodatkową część nośną i sterującą (3), co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą (4), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8) według porządku: dodatkowy magnes (9), co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca (4), dodatkowa część nośna i sterująca (3).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkowy magnes (9), dodatkową część nośną i sterującą-(3), co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą (4), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8) w kolejności: dodatkowy magnes (9), dodatkowa część nośna i sterująca (3) oraz co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca (4).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zestaw części zawiera dodatkową część nośną i sterującą (3), co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą (4), dodatkową część szczotkową i dodatkowy magnes (9), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowa188 974 nie (8) w kolejności: dodatkowy magnes (9), dodatkowa część szczotkowa, co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca (4), dodatkowa część nośna i sterująca (3).
9. 9. Urządzeniewedług zastrz. 1, zna mienne tym,żezestaw części zawicradodetkową. część nośną i sterującą (3), co najmniej jedną dodatkową część uszczelniającą i skrobiącą (4), dodatkową część szczotkową i dodatkowy magnes (9), przy czym części te są rozmieszczone w kierunku ruchu urządzenia za mechanizmem zapewniającym ruch obrotowy i sterowanie (8) w kolejności: dodatkowy magnes (9), dodatkowa część szczotkowa, dodatkowa część nośna i sterująca (3), co najmniej jedna dodatkowa część uszczelniająca i skrobiąca (4).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, nnemiżnnż tym, że część szczotkowa (6) jest umieszczona w obszarze pola magnetycznego magnesu głównego (7).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1 albo 4, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, nnemiżnnż tym, że dodatkowy magnes (9) zawiera elementy wzbudzające indukcję magnetyczną w celu kierowania sit przyciągania w kierunku dodatkowego magnesu (9).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 10, nnemiżnnż tym, że część szczotkowa zawiera dwie sekcje, z których sekcja sąsiadująca z magnesem głównym (7) zawiera bardziej elastyczne i cieńsze włosie, o gęstszej strukturze rozmieszczenia niż włosie drugiej sekcji.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, nnemiżnnż tym, że każda część nośna i sterująca (3) oraz każda część szczotkowa (6) jest utworzona z segmentów.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, nnemiżnnż tym, że każda część (3) nośna i sterująca oraz każda część uszczelniająca i skrobiąca (4) są przymocowane do kryz, wykonanych z tworzyw sztucznych, korzystnie z polimeru wzmacnianego kompozytem.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 1, nnemiżnnż tym, że zawiera dodatkowo licznik obrotów oraz jednostkę syg:^^fl:i^'ującą położenie urządzenia, przy czym są one umieszczone w przestrzeni chronionej.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 1, nnemiżnnż tym, że pokrywa (1.2) urządzenia jest wyposażona w zderzak (13).