Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Maschine zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussenoberflächen.
Die Erfindung kann besonders wirksam zum Reinigen der Aussenoberfläche von Rohrleitungen mit einem Durchmesser über 700 mm zwecks Auftragens eines Isolationsbelags eingesetzt werden, insbesondere im Winter, wenn die Rohrleitungen mit Eiskrusten, gefrorenem Schnee und Bodenresten bedeckt sind, sowie zum Reinigen der Rohrleitungen zwecks Auftragens von Dünnfilm-Isolationsüberzügen, die eine Oberflächenvorbereitung hoher Güte erfordern.
Es sind selbstfahrende Maschinen zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussenoberflächen bekannt, bei denen der auf einem Rahmen montierte und die Rohrleitung umfassende Läufer Putzwerkzeuge trägt, die mit dem Läufer zusammen und um ihre eigenen der Läuferdrehachse parallelen Achsen rotieren; eine jede dieser Achsen wird mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb über Läuferdrehantrieb, Kardantrieb und Sternrad verbunden, das mit dem zentralen Triebstockritzel gekoppelt ist, welches auf dem Rahmen gleichachsig mit dem Läufer montiert wird (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 118 095 und den mit dem letzteren zusammenhängenden UdSSR-Urheberschein Nr. 127 118).
Bei diesen bekannten selbstfahrenden Maschinen ist das zentrale Triebstockritzel feststehend angeordnet. Im Ablauf des Betriebs dieser Maschinen, beim Rotieren des Läufers mit den Putzwerkzeugen, rotieren die letzteren gleichzeitig um ihre eigenen Achsen, von denen eine jede durch ein Kardantrieb mit dem Sternrad verbunden ist, das das zentrale Triebstockritzel im Planetenlauf umkreist.
Da die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers konstant ist, wird auch die Drehgeschwindigkeit der Sternräder und somit die Umfangsgeschwindigkeit der Putzwerkzeuge konstant bleiben. Im Zusammenhang damit können bei diesen bekannten Maschinen nur zylinderförmige Bürsten als Putzwerkzeuge benutzt werden.
Es ist bekannt, dass die Güte der Reinigung von Rohrleitungsoberflächen mittels dieser bekannten Maschinen durch die Anzahl der Putzwerkzeuggänge an jeder Stelle der zu reinigenden Oberfläche gekennzeichnet ist, d. h. durch den Überdeckungskoeffizienten K, der aus folgender Gleichung ermittelt wird:
EMI1.1
Hier ist:
VI Umdrehungsgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindig keit) des Läufers um die Rohrleitung; VII Umdrehungsgeschwindigkeit der Arbeitswerkzeuge um ihre Achsen;
B die Summe der Breiten aller Werkzeuge in der Berüh rungslinie mit der Rohrleitung; D Durchmesser der Rohrleitung; VIII Geschwindigkeit der Maschinenlängsverschiebung auf der Rohrleitung.
Je grösser der Uberdeckungskoeffizient, desto besser ist im allgemeinen Fall die Reinigungsgüte der Rohrleitungsoberfläche. Für die erwähnten bekannten Maschinen gibt es aber nur eine Möglichkeit: Verminderung der Geschwindigkeit VIII beim Längsfahren der Maschine, dieser Umstand verursacht jedoch eine Leistungsverringerung, was unerwünscht ist.
Die Läufergeschwindigkeit V1 und die von ihr abhängige Umlaufgeschwindigkeit Vn der Putzwerkzeuge bleiben, wie erwähnt, konstant. Die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers kann dabei nicht erhöht werden, da im Zusammenhang mit einem starken Anwachsen der Beanspruchungen durch Massenkräfte die Verhältnisse für den Betrieb der Werkzeuge und der Maschine verschlechtert werden.
Die Summe der Umfangsgeschwindigkeiten des Läufers und der Werkzeuge V1 + V11 erscheint als Reinigungsge schwindigkeit und bestimmt letzten Endes für die gegebene Maschine die Güte der zu reinigenden Rohrleitungsoberflächen. Mit den bekannten selbstfahrenden Maschinen kann ohne Erhöhung der Reinigungsgeschwindigkeit und gleichzeitig des Überdeckungskoeffizienten keine Reinigung hoher Güte der Rohrleitungen von Rost und Zunder ausgeführt werden, insbesondere beim Vorhandensein von Eiskrusten, gefrorenem Schnee und Boden sowie anderen Verschmutzungen auf der Rohrleitung, wobei die Leistung der Maschine vermindert wird.
Es ist ausserdem bekannt, dass für Dünnfilm-Isolations überzüge, z. B. für Epoxyd-Steinkohlen- oder Polyäthylen überzüge u. a. eine vollständige Beseitigung der Korrosionsprodukte und eine genaue vorbestimmte Rauhigkeit der zu reinigenden Oberfläche erforderlich sind. Diese Faktoren üben einen entscheidenden Einfluss auf die Haftfestigkeit des Uberzugs und seine Lebensdauer aus. In der Praxis hat sich erwiesen, dass die erwähnten Eigenschaften schwerlich durch die bekannten selbstfahrenden Maschinen zur Reinigung von Rohrleitungsoberflächen zwecks Isolierung erreicht werden können.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstfahrende Maschine zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussen oberflächen zu entwickeln, bei der die Reinigungsgeschwindigkeit bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit des Läufers geregelt werden kann und die eine Reinigung hoher Güte der Rohrleitungsoberfläche für verschiedene Isolationsbeläge ohne Abhängigkeit vom Zustand dieser Oberfläche vor der Reinigung gewährleistet, wobei die Maschinenleistung nicht vermindert wird.
Diese Aufgabe wurde durch eine erfindungsgemässe Maschine zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussenoberflächen gelöst, bei der ein auf einem Rahmen montierter und die Rohrleitung umfassender Läufer Putzwerkzeuge trägt, die mit dem Läufer zusammen und um ihre eigenen, zur Läuferdrehachse parallelen Achsen rotieren und kinematisch mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb über einen Läuferdrehantrieb, Kardantrieb und ein Sternrad verbunden sind, das mit einem zentralen Triebstockritzel gekoppelt ist, welches auf dem Rahmen gleichachsig mit dem Läufer montiert ist.
Das zentrale Triebstockritzel ist erfindungsgemäss drehbar auf dem Rahmen angeordnet und weist eine unabhängige kinematische Verbindung mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb auf, die zur Änderung der Drehgeschwindigkeit dieses Ritzels geeignet ist, wodurch sich die Drehgeschwindigkeit der Putzwerkzeuge um ihre Achsen bei konstanter Läuferdrehgeschwindigkeit ebenfalls ändert.
Es ist besonders günstig, wenn die unabhängige kinematische Verbindung des zentralen Triebstockritzels mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb, der einen Motor mit Leistungs verzweigungsgetriebe aufweist, durch einen Kettentrieb erfolgt, dessen getriebenes Kettenrad starr auf diesem Triebstockritzel, das Treibrad aber auf der Ausgangswelle eines Wechselgetriebes befestigt ist, dessen Ausgangswelle durch eine Schaltkupplung mit einer der Eingangswellen des erwähnten Leistungsverzweigungsgetnebes verbunden ist.
Die erfindungsgemässe selbstfahrende Maschine gewährleistet durch eine solche Bauart eine Möglichkeit zur Regelung von Reinigungsgeschwindigkeit bei konstanter Drehgeschwindigkeit des Läufers, wodurch eine Reinigung hoher Güte der Rohrleitungsoberfläche für verschiedene Isolationsbeläge ohne Unabhängigkeit vom Zustand dieser Oberfläche vor der Reinigung gesichert ist, wobei die Leistung der Maschine nicht vermindert wird.
Diese Maschine ermöglicht es ausserdem, im Vergleich mit den bekannten zylinderförmigen Bürsten andere wirksame Putzwerkzeuge mit längerer Lebensdauer zu benutzen.
An der erfindungsgemässen Maschine ist es zweckmässig, dass als Putzwerkzeug rotierende Schneidwerkzeuge mit praktisch radial angeordneten Drahtstücken vorgesehen sind, die an einem ihrer Enden aneinander befestigt sind, in der Nähe dieser Enden durch Seitenwände aneinander gepresst sind, während die anderen Enden an der gemeinsamen Werk zeugschneidfläche, die als Rotationsfläche gestaltet ist, liegen, wobei das Verhältnis zwischen der Summe der Drahtstücken Stirnflächen und der gesamten Schneidfläche des Werkzeugs 0,2 bis 0,9 beträgt.
Nachstehend wird in der Beschreibung und anhand der beigelegten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 Getriebeplan der erfindungsgemässen Maschine zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussenoberflächen;
Fig. 2 Vorderansicht mit teilweisem Ausschnitt, in denen schematisch die gegenseitige Anordnung des Triebstockritzels, Kettenrades und Putzwerkzeugs dargestellt ist;
Fig. 3 teilweise im Querschnitt das in der Maschine nach Fig. 1 verwendbare Putzwerkzeug, und
Fig. 4 eine Seitenansicht des Putzwerkzeugs nach Fig. 3.
Der Erfindung entspricht eine selbstfahrende Maschine zum Reinigen von Rohrleitungs-Aussenoberflächen, bei der der auf dem Rahmen 1 (Fig. 1) montierte und die Rohrleitung umfassende Läufer 2 Putzwerkzeuge 3 trägt, die auf ihren Wellen 4 befestigt sind und zusammen mit dem Läufer 2 um ihre eigenen Wellen rotieren, die zur Läuferwelle parallel liegen, die mit der geometrischen Achse 0-0 der Rohrleitung 5 zusammenfällt. Die Wellen 4 der Putzwerkzeuge sind kinematisch mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb verbunden, der einen Motor 6 und ein Leistungsverzweigungsgetriebe 7 enthält. Diese kinematische Verbindung erfolgt über den Drehantrieb des Läufers 2, einen Kardantrieb 8 (Fig. 2) und ein Kettenrad 9, das mit dem zentralen Triebstockritzel 10 gekoppelt ist, welches gleichachsig mit dem Läufer 2 auf dem Rahmen 1 montiert ist.
Das zentrale Triebstockritzel 10 ist erfindungsgemäss drehbar auf dem Rahmen 1 montiert und weist mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb eine unabhängige kinematische Verbindung auf, die zur Änderung der Drehgeschwindigkeit dieses Rades eingerichtet ist.
Die unabhängige kinematische Verbindung des zentralen Triebstockritzels 10 mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb erfolgt über einen Kettentrieb, dessen angetriebenes Kettenrad 11 (Fig. 1) starr auf diesem Triebstockritzel, das Treibkettenrad 12 aber auf der Ausgangswelle 13 des Wechselgetriebes A befestigt ist, dessen Eingangswelle 14 durch eine Schaltkupplung 15 mit einer der Ausgangswellen des Getriebes 7 verbunden wird.
Im angeführten Beispiel stellt das zentrale Triebstockritzel
10 gleichachsig angeordnete und starr miteinander durch Zapfen 16 verbundene Zargen dar, zwischen denen die Zapfenzähne 17 sitzen, die im Eingriff mit den Kettenrädern 9 stehen und eine Teilung aufweisen, die derjenigen dieser Kettenräder gleich ist.
Ein jeder Zapfenzahn 17 (Fig. 2) hat eine verschleissfe ste Büchse 18, die auf der Achse 19 sitzt, welche gegen axiale Verschiebungen in den Zargen befestigt ist.
Das angetriebene Kettenrad 11 besitzt einen Zahnkranz, der auf dem Aussendurchmesserumfang einer der Zargen (linke Zarge) des Ritzels 10 befestigt ist. Die andere Zarge (rechte Zarge) des Triebstockritzels 10 ist mittels Rollen 20 (Fig. 1) auf dem Rahmen 1 montiert.
Der Läufer 2 ist in Form von zwei Bandagen 21 und 22 ausgeführt, die durch einen Ring 23 miteinander verbunden ind in den auf dem Rahmen 1 montierten Tragrollen 24 und 15 gelagert sind.
Der Drehantrieb des Läufers 2 stellt einen Kettentrieb ar, dessen Treibkettenrad 26 mit der Ausgangswelle des Getriebes 7 verbunden ist, das angetriebene Kettenrad 27 aber wischen den Bandagen 21 und 22 sitzt und starr am Ring 23 befestigt wird. Die Bandagen 21 und 22 weisen Öffnungen zum Durchlass von Wellen 4 der Werkzeuge 3 bzw. von Wel [ en 28 der Kettenräder 9 auf. Die Wellen 4 und 28 sind mittels Kardantriebe 8 verbunden, die durch entsprechende, im getriebenen-Kettenrad 27 des Drehantriebs des Läufers 2 vorgesehene Öffnungen laufen.
Eine jede Welle 4 mit Werkzeug 3 hat eine unabhängige Vorrichtung 29, die eine elastische Berührung des Werkzeugs mit der zu bearbeitenden Oberfläche der Rohrleitung 5 si cherstellt.
Der Rahmen 1 weist zwei Fahrgestelle 30 und 31 auf, die auf der Aussenoberfläche der Rohrleitung 5 vom gemeinsamen Maschinenantrieb aus in Bewegung versetzt werden. Die kinematische Verbindung der Fahrgestelle 30 und 31 mit dem gemeinsamen Maschinenantrieb erfolgt durch Schaltkupplung 32, Wechselgetriebe B, Transmissionswellen 33 und 34, Kettentriebgruppe 35, 36 und 37 und Schneckengetriebe 38 und 39. Als Motor 6 wird ein Dieselmotor eingesetzt.
Der Betrieb der erfindungsgemässen selbstfahrenden Maschine verläuft in folgender Weise.
Der Dieselmotor 6 wird angeworfen. Dabei werden die Wellen des Leistungsverzweigungsgetriebes 7 angetrieben, von dem aus das Drehmoment auf den Maschinenläufer 2 und die Fahrgestelle 30 und 31 zur (in bezug auf die Rohrleitung 5) Längsbewegung der Maschine übertragen wird.
Das Rotieren des Läufers 2 erfolgt von einer der Ausgangswellen des Getriebes 7 aus über das Treibkettenrad 26, angetriebenes Kettenrad 27, das starr am Ring 23 befestigt ist, der seinerseits an den Bandagen 21 und 22 befestigt wird, die in den nur um ihre Achse laufenden Tragrollen 24 und 25 rotieren.
Mit dem Läufer 2 zusammen erfolgt die Drehung der Wellen 4 und 28 un die geometrische Achse 0-0 der Rohrleitung, welche Wellen durch Kardantriebe verbunden sind und auf denen die Putzwerkzeuge 3 bzw. Kettenräder 9 montiert sind.
Dabei umkreisen die Kettenräder 9 im Planetenlauf das zentrale Triebstockritzel 10 und versetzen die Putzwerkzeuge 3 um ihre eigenen Achsen in Drehung. In diesem Falle wird bei konstanter Drehgeschwindigkeit des Läufers eine unveränderliche Drehgeschwindigkeit der Putzwerkzeuge 3 um ihre eigenen Achsen und folglich auch der Reinigung erreicht.
Unter der Reinigungsgeschwindigkeit ist die Summe der Drehgeschwindigkeit der Werkzeuge um die Achse 0-0 der Rohrleitung 5, die vom Läufer 2 erzeugt wird, und die Drehgeschwindigkeit der Putzwerkzeuge 3 um ihre eigenen Achsen zu verstehen.
Zur Erzeugung der erforderlichen Reinigungsgeschwindigkeiten wird das Wechselgetriebe A eingeschaltet, dessen Eingangswelle 14 durch die Schaltkupplung 15 mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe 7 verbunden ist, die Ausgangswelle 13 aber durch den Kettentrieb - Kettenräder 11 und 12 - mit dem Triebstockritzel 10 in Verbindung steht.
Dabei erfolgt die kinematische Verbindung des Motors 6 mit dem Triebstockritzel 10 und dem Läufer 2 in solcher Weise, dass eine gegenseitig entgegengesetzte Drehung der letzteren gesichert ist. In diesem Falle wird die Drehgeschwindigkeit eines jeden der Putzwerkzeuge 3 um ihre Achse mit der durch die Läuferrotierung erzeugten Geschwindigkeit addiert, wobei eine optimale Reinigungsgeschwindigkeit der Rohrleitungsoberfläche für die gegebenen Verhältnisse gewährleistet ist.
Wie bereits oben erwähnt wurde, ist allgemein bekannt, dass die bei konstanter Geschwindigkeit der Maschinenlängs bewegung die Reinigungsgeschwindigkeit die Güte der zu reinigenden Oberfläche bestimmt. Je höher die Reinigungsgeschwindigkeit sein soll, desto grösser muss die Anzahl der Durchgänge über jeden Punkt der Rohrleitungsoberfläche des Werkzeugs sein, damit eine grössere Möglichkeit für die vollständige Beseitigung aller Verschmutzungen an der Rohrleitung entsteht. Durch eine Änderung der Geschwindigkeit der Werkzeugeigenrotierung ändert sich in entsprechender Weise auch die Reinigungsgeschwindigkeit.
Maximale Reinigungsgeschwindigkeiten sollen angewandt werden, wenn auf der Rohrleitungsoberfläche Eiskrusten, verfrorener Boden und Schnee vorhanden sind. Erhöhte Reinigungsgeschwindigkeiten sind auch benötigt, wenn die Oberfläche für Dünnfilm-Isolationsüberzüge vorbereitet werden soll, und zwar zur Erzeugung einer erforderlichen Rauhigkeit der zu bearbeitenden Oberfläche und zur vollständigen Beseitigung von Rost und Zunder.
Manchmal ist es aber zweckmässig, bei einem guten Zustand der Rohrleitungsoberfläche beim Vorhandensein auf derselben nur einer dünnen Walzzunderschicht und bei mässigen Ansprüchen an die zum Belagauftragen vorbereitete Oberfläche die Reinigungsgeschwindigkeit zu vermindern; dabei wird das Wechselgetriebe A auf Rückwärtsgang geschaltet und dadurch das Triebstockritzel 10 in derselben Richtung wie der Läufer angetrieben, was eine Verminderung der Drehgeschwindigkeit der Werkzeuge 3 um ihre Achsen verursacht.
Kleinere Geschwindigkeiten der Reinigung verringern den Leistungsverbrauch des Dieselmotors und ermöglichen es, seine Lebensdauer zu verlängern.
Nachdem die optimale Reinigungsgeschwindigkeit gewählt und die Vorrichtung 29 zur Erzeugung der erforderlichen elastischen Berührung der Werkzeuge 3 mit der Rohrleitungsoberfläche eingestellt ist, wird der eine oder andere Gang des Wechselgetriebes B, das durch die Schaltkupplung 32 mit dem Getriebe 7 verbunden ist, eingeschaltet. Dabei wird das Drehmoment auf die Fahrgestelle 30 und 31 übertragen, die auf dem Rahmen montiert sind und die Längsbewegung der ganzen Maschine auf der Rohrleitung bewerkstelligen. Zum Verhindern eines Umkippens ist an der erfindungsgemässen Maschine, wie auch an den bekannten Maschinen vom selben Typ, ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Stützrad vorgesehen, das auf dem Boden läuft und durch Zugstangen mit dem Rahmen 1 der Maschine verbunden ist.
Dadurch, dass an der erfindungsgemässen Maschine bei konstanter Läufergeschwindigkeit eine Regelung der Drehgeschwindigkeit der Putzwerkzeuge 3 um ihre Achsen gewährleistet ist, können als Putzwerkzeuge Schneidwerkzeuge mit praktisch radial angeordneten Drahtstücken 41 benutzt werden. Die Drahtstücke 41 sind einerends durch Seitenfian- sche 42 gegeneinander gepresst, wobei die inneren Enden bei einer Befestigungszone 43 befestigt sind. Die überstehenden Freienden der Drahtstücke 41 bilden eine gemeinsame als Rotationsfläche gestaltete Werkzeugschneidfläche 44. Das Verhältnis zwischen der Summe der Drahtstücken-Stirnflächen und der gesamten Schneidfläche des Werkzeugs beträgt 0,2 bis 0,9.
Dieses Verhältnis weist auf die Verteilungsdichte der Drähte 41 an der Werkzeugschneidfläche 44 hin, d. h. welchen Anteil der Gesamtoberfläche 44 die Enden der Drähtchen 41 einnehmen. Der vorbestimmte Koeffizient innerhalb des Bereiches von 0,2 bis 0,9 wird durch Änderung des Neigungswinkels a erzielt.
Durch den Einsatz von Werkzeugen solcher Art an der Maschine wird der Verwendungsbereich der Maschine erweitert, und ihre Betriebseigenschaften werden verbessert.
The invention relates to a self-propelled machine for cleaning external pipeline surfaces.
The invention can be used particularly effectively for cleaning the outer surface of pipelines with a diameter of more than 700 mm for the purpose of applying an insulation coating, especially in winter when the pipelines are covered with ice crusts, frozen snow and soil residues, and for cleaning the pipelines for the purpose of applying thin film -Isolation coatings that require high quality surface preparation.
Self-propelled machines for cleaning external surfaces of pipelines are known in which the runner mounted on a frame and encompassing the pipeline carries cleaning tools which rotate together with the runner and around their own axes parallel to the runner's axis of rotation; Each of these axes is connected to the common machine drive via rotary rotor drive, cardan drive and star wheel, which is coupled to the central pinion pinion, which is mounted on the frame coaxially with the rotor (see USSR copyright license No. 118 095 and the one with the latter related USSR copyright license No. 127 118).
In these known self-propelled machines, the central pinion pinion is arranged in a stationary manner. In the course of the operation of these machines, when the rotor with the cleaning tools rotates, the latter rotate simultaneously around their own axes, each of which is connected by a cardan drive to the star wheel, which orbits the central pinion in the planetary rotation.
Since the circumferential speed of the rotor is constant, the speed of rotation of the star wheels and thus the circumferential speed of the cleaning tools will also remain constant. In connection with this, only cylindrical brushes can be used as cleaning tools in these known machines.
It is known that the quality of the cleaning of pipe surfaces by means of these known machines is characterized by the number of cleaning tool passes at each point on the surface to be cleaned, i.e. H. by the coverage coefficient K, which is determined from the following equation:
EMI1.1
Here is:
VI speed of rotation (Rotationsgeschwindig speed) of the rotor around the pipeline; VII speed of rotation of the working tools around their axes;
B is the sum of the widths of all tools in the contact line with the pipeline; D pipe diameter; VIII Speed of the machine's longitudinal displacement on the pipeline.
In general, the greater the coverage coefficient, the better the cleaning quality of the pipe surface. For the known machines mentioned, there is only one possibility: reducing the speed VIII when the machine is traveling longitudinally, but this fact causes a reduction in performance, which is undesirable.
The rotor speed V1 and the peripheral speed Vn of the cleaning tools, which is dependent on it, remain constant, as mentioned. The circumferential speed of the rotor cannot be increased, since the conditions for the operation of the tools and the machine are worsened in connection with a strong increase in the stresses caused by inertia forces.
The sum of the circumferential speeds of the rotor and the tools V1 + V11 appears as the cleaning speed and ultimately determines the quality of the pipe surfaces to be cleaned for the given machine. With the known self-propelled machines, without increasing the cleaning speed and at the same time the overlap coefficient, no high-quality cleaning of the pipelines from rust and scale can be carried out, especially if there are ice crusts, frozen snow and soil as well as other dirt on the pipeline, which reduces the performance of the machine becomes.
It is also known that for thin film insulation coatings such. B. for epoxy coal or polyethylene coatings u. a. a complete elimination of the corrosion products and an exact predetermined roughness of the surface to be cleaned are required. These factors have a decisive influence on the adhesive strength of the coating and its service life. In practice it has been found that the properties mentioned can hardly be achieved by the known self-propelled machines for cleaning pipe surfaces for the purpose of insulation.
The invention aims to eliminate the disadvantages mentioned.
The invention is based on the object of developing a self-propelled machine for cleaning the outside of pipelines, in which the cleaning speed can be regulated at a constant peripheral speed of the rotor and which provides high quality cleaning of the pipe surface for various insulation coverings without depending on the condition of this surface guaranteed during cleaning, whereby the machine performance is not reduced.
This object was achieved by a machine according to the invention for cleaning the outer surfaces of pipelines, in which a rotor mounted on a frame and encompassing the pipeline carries cleaning tools that rotate together with the rotor and around their own axes parallel to the rotor axis of rotation and kinematically with the common Machine drive are connected via a rotary rotor drive, cardan drive and a star wheel, which is coupled to a central pinion gear, which is mounted on the frame coaxially with the rotor.
According to the invention, the central pinion pinion is rotatably arranged on the frame and has an independent kinematic connection with the common machine drive, which is suitable for changing the rotational speed of this pinion, whereby the rotational speed of the cleaning tools around their axes also changes with a constant rotor rotational speed.
It is particularly advantageous if the independent kinematic connection of the central pinion gear with the common machine drive, which has a motor with a power split gear, is made by a chain drive whose driven sprocket is rigidly attached to this pinion pinion, but the drive wheel is attached to the output shaft of a gearbox, whose output shaft is connected by a clutch to one of the input shafts of the aforementioned power branching system.
The self-propelled machine according to the invention ensures the possibility of regulating the cleaning speed with a constant rotational speed of the rotor, whereby a high quality cleaning of the pipe surface for different insulation coverings is ensured without independence from the condition of this surface before cleaning, whereby the performance of the machine is not reduced becomes.
This machine also makes it possible to use other effective cleaning tools with a longer service life compared to the known cylindrical brushes.
On the machine according to the invention, it is expedient that rotating cutting tools with practically radially arranged pieces of wire are provided as cleaning tools, which are fastened to one another at one of their ends, are pressed against one another by side walls near these ends, while the other ends on the common tool cutting surface , which is designed as a surface of revolution, lie, wherein the ratio between the sum of the wire pieces end faces and the total cutting surface of the tool is 0.2 to 0.9.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below in the description and with reference to the accompanying drawings. It shows:
1 gear plan of the machine according to the invention for cleaning external pipe surfaces;
2 shows a front view with a partial cutout, in which the mutual arrangement of the pinion pinion, chain wheel and cleaning tool is shown schematically;
3 shows the cleaning tool which can be used in the machine according to FIG. 1, partially in cross section, and FIG
FIG. 4 shows a side view of the cleaning tool according to FIG. 3.
The invention corresponds to a self-propelled machine for cleaning outer surfaces of pipelines, in which the runner 2 mounted on the frame 1 (FIG. 1) and encompassing the pipeline carries cleaning tools 3 which are attached to their shafts 4 and together with the runner 2 rotate their own shafts, which are parallel to the rotor shaft, which coincides with the geometric axis 0-0 of the pipe 5. The shafts 4 of the cleaning tools are kinematically connected to the common machine drive, which contains a motor 6 and a power split gear 7. This kinematic connection takes place via the rotary drive of the rotor 2, a cardan drive 8 (FIG. 2) and a chain wheel 9 which is coupled to the central pinion 10, which is mounted on the frame 1 coaxially with the rotor 2.
According to the invention, the central pinion 10 is rotatably mounted on the frame 1 and has an independent kinematic connection with the common machine drive, which is set up to change the rotational speed of this wheel.
The independent kinematic connection of the central pinion pinion 10 with the common machine drive takes place via a chain drive, the driven sprocket 11 (Fig. 1) rigidly on this pinion, but the drive chain wheel 12 is attached to the output shaft 13 of the gearbox A, the input shaft 14 by a Clutch 15 is connected to one of the output shafts of transmission 7.
In the example given, the central pinion is the pinion
10 are coaxially arranged and rigidly connected to one another by pins 16 frames, between which the pin teeth 17 sit, which are in engagement with the sprockets 9 and have a pitch which is the same as that of these sprockets.
Each pin tooth 17 (Fig. 2) has a wear ste sleeve 18 which sits on the axis 19 which is fixed against axial displacement in the frame.
The driven sprocket 11 has a ring gear which is attached to the outer diameter circumference of one of the frames (left frame) of the pinion 10. The other frame (right frame) of the pinion pinion 10 is mounted on the frame 1 by means of rollers 20 (FIG. 1).
The rotor 2 is designed in the form of two bandages 21 and 22 which are connected to one another by a ring 23 and are supported in the support rollers 24 and 15 mounted on the frame 1.
The rotary drive of the rotor 2 is a chain drive whose drive sprocket 26 is connected to the output shaft of the transmission 7, but the driven sprocket 27 sits between the bandages 21 and 22 and is rigidly attached to the ring 23. The bandages 21 and 22 have openings for the passage of shafts 4 of the tools 3 or shafts 28 of the chain wheels 9. The shafts 4 and 28 are connected by means of cardan drives 8 which run through corresponding openings provided in the driven chain wheel 27 of the rotary drive of the rotor 2.
Each shaft 4 with tool 3 has an independent device 29 which ensures elastic contact between the tool and the surface of the pipeline 5 to be machined.
The frame 1 has two chassis 30 and 31 which are set in motion on the outer surface of the pipeline 5 by the common machine drive. The kinematic connection of the chassis 30 and 31 with the common machine drive takes place via clutch 32, change gear B, transmission shafts 33 and 34, chain drive group 35, 36 and 37 and worm gear 38 and 39. A diesel engine is used as the motor 6.
The self-propelled machine according to the invention is operated in the following manner.
The diesel engine 6 is started. The shafts of the power split transmission 7 are driven, from which the torque is transmitted to the machine rotor 2 and the chassis 30 and 31 for the longitudinal movement of the machine (with respect to the pipeline 5).
The rotor 2 is rotated from one of the output shafts of the gearbox 7 via the drive chain wheel 26, driven chain wheel 27, which is rigidly attached to the ring 23, which in turn is attached to the bandages 21 and 22, which in the only run around their axis Support rollers 24 and 25 rotate.
Together with the rotor 2, the shafts 4 and 28 rotate along the geometric axis 0-0 of the pipeline, which shafts are connected by cardan drives and on which the cleaning tools 3 or chain wheels 9 are mounted.
The chain wheels 9 circle the central pinion 10 in the planetary motion and set the cleaning tools 3 in rotation about their own axes. In this case, with a constant speed of rotation of the rotor, an unchangeable speed of rotation of the cleaning tools 3 about their own axes and consequently also of the cleaning process is achieved.
The cleaning speed is to be understood as the sum of the speed of rotation of the tools about the axis 0-0 of the pipeline 5, which is generated by the rotor 2, and the speed of rotation of the cleaning tools 3 about their own axes.
To generate the required cleaning speeds, the gearbox A is switched on, the input shaft 14 of which is connected to the power split gear 7 by the clutch 15, but the output shaft 13 is connected to the pinion 10 by the chain drive - sprockets 11 and 12.
The kinematic connection of the motor 6 with the pinion pinion 10 and the rotor 2 takes place in such a way that a mutually opposite rotation of the latter is ensured. In this case, the speed of rotation of each of the cleaning tools 3 about its axis is added to the speed generated by the rotor rotation, an optimal cleaning speed of the pipe surface being guaranteed for the given conditions.
As already mentioned above, it is generally known that the cleaning speed determines the quality of the surface to be cleaned at a constant speed of the longitudinal machine movement. The higher the cleaning speed, the greater the number of passes over each point on the pipe surface of the tool, so that there is a greater possibility of completely removing all contamination from the pipe. By changing the speed of the tool's own rotation, the cleaning speed also changes in a corresponding manner.
Maximum cleaning speeds should be used when there is ice crust, frozen ground and snow on the pipe surface. Increased cleaning speeds are also required if the surface is to be prepared for thin-film insulation coatings, namely to produce the required roughness of the surface to be processed and to completely remove rust and scale.
Sometimes, however, it is advisable to reduce the cleaning speed if the pipe surface is in good condition if there is only a thin layer of mill scale on it and if the demands on the surface prepared for the application of the coating are moderate; the change gear A is switched to reverse gear and thereby the pinion pinion 10 is driven in the same direction as the rotor, which causes a reduction in the rotational speed of the tools 3 about their axes.
Lower cleaning speeds reduce the power consumption of the diesel engine and make it possible to extend its service life.
After the optimum cleaning speed has been selected and the device 29 has been set to produce the necessary elastic contact between the tools 3 and the pipe surface, one or the other gear of the gearbox B, which is connected to the gearbox 7 by the clutch 32, is switched on. The torque is transmitted to the chassis 30 and 31, which are mounted on the frame and accomplish the longitudinal movement of the entire machine on the pipeline. To prevent tipping over, a support wheel (not shown in the drawing) is provided on the machine according to the invention, as on the known machines of the same type, which runs on the floor and is connected to the frame 1 of the machine by tie rods.
Because the machine according to the invention ensures that the speed of rotation of the cleaning tools 3 around their axes is regulated at a constant rotor speed, cutting tools with wire pieces 41 arranged practically radially can be used as cleaning tools. The wire pieces 41 are pressed against one another at one end by side flanges 42, the inner ends being fastened at a fastening zone 43. The protruding free ends of the wire pieces 41 form a common tool cutting surface 44 designed as a surface of revolution. The ratio between the sum of the wire piece end faces and the total cutting surface of the tool is 0.2 to 0.9.
This ratio is indicative of the distribution density of the wires 41 on the tool cutting surface 44; H. what proportion of the total surface 44 the ends of the wires 41 occupy. The predetermined coefficient within the range of 0.2 to 0.9 is obtained by changing the inclination angle α.
By using tools of this type on the machine, the range of uses of the machine is expanded and its operating characteristics are improved.