Устройство для транспортирования грузов по трубопроводам в потоке текучей среды

Устройство для транспортирования грузов по трубопроводам в потоке текучей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

770956

J

rr

r (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030778 (21) 2639156/27-11 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1510,80. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 181080 (51)М. Кл.з

В 65 6 51/06

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 867. .872 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Нестеров, Г. Н. Кириллов и Г. И. Фельдман

Институт по проектированию городских инженерных сооружений "Ленгипроинжпроект" Главного архитектурнопланировочного управления (71) Заявитель

СПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ ПО

ПОТОКЕ ТЕКУЧЕЙ 54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ TPAH

ТРУБОПРОВОДАИ В

СРЕДЫ

Изобретение относится к трубопроводному контейнерному транспорту, а именно к устройствам для транспортирования грузов по трубопроводам в потоке текучей среды. 5

Известно устройство для транспортирования грузрв по трубопроводу в потоке текучей среды, содержащее корпус с опорными колесами и вращающуюся вокруг продольной оси корпуса крыльчатку 11). Для разгрузки колес с одновременным исключением вращения корпуса вокруг своей продольной оси на боковой поверхности корпуса вдоль его оси установлено крыло аэродинамического профиля, об1защенное выпуклой частью в сторону, противоположную вращению крыльчатки.

Устройство имеет простое конструктивное исполнение, но не обеспечивает разгрузку трубопровода от контактных давлений колес и регулирование скорости движения в трубопроводе.

Известно устройство для транспортирования грузов по трубопроводам в потоке. текучей среды, содержащее корпус с опорными самоцентрирующимися колесами, вертикально расположенную крыльчатку, установленную на корпусе с возможностью вращения на валу, ось Зр

2 которого совпадает с продольной осью корпуса, и средство для разгрузки колес f2).

В этом устройстве средство для разгрузки колес выполнено в виде установленных вдоль оси контейнера крыпьев аэродинамического профиля, которые уменьшают нагрузку на колеса контейнера.

На создание силы тяги винта или крыльчатки расходуется 0,5-0,7 мощности насосных и компрессорных установок. Следовательно, для совместного транспортирования жидкости или газа и устройств по трубопроводу насосные станции и компрессорные установки должны проектироваться с запасом мощности, что экономически невыгодно.

Движению устройства препятствует сопротивление, на преодоление которого расходуется мощность, пропорцио- нальная кубу скорости объекта. Следовательно, мощность насосных или компрессорных установок должна проектироваться из расчета в 1,5-2 раза больше по сравнению с настоящими установками.

В устройстве не предусмотрено управление дви;кением, в частности

770956 регулирование скорости движения в трубопроводе или при отключении насосных или компрессорных установок аварийная ситуация). При длительном отсутствии напора устройство заиЛивается выпадающими осадками из жидкости, при атом потребуется дополнительная мощность насосной станции для проталкивания устройства по трубопроводу.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат. достигается это тем,что средство для разгрузки колес выполнено в виде дополнительной крыльчатки, вал которой установлен под углом к валу вертикально расположенной крыльчатки, а внутри корпуса смонтированы электронный блок управления и снабженный механизмом включения инерционный двигатель, вал которого кинематически связан с валами крыльчаток через вариаторы скоростей, причем приводы последних и механизм включения инерционного двигателя электрически связаны с электронным блоком управления.

Кроме того, на неподвижной части верхнего самоцентрирующегося колеса установлена обмотка индуктивного датчика зависания корпуса, электрически связанная с электронным блоком управления.

Устройство снабжено датчиком скорости и механизмом изменения шага лопастей крыльчатки, привод которого электрически связан через электронный блок управления с датчиком скорости.

На валах крыпьчаток установлены муфты сцепления с электромагнитными приводами, которые электрически связаны с электронным блоком управления.

На фиг. 1 изображено устройство продольный разрез на фиг. 2 — вид по стрелке A на фиг. 1 на фиг. 3 принципиальная кинематическая схема устройства; на фиг. 4 — сечение Б-В фиг. 1; на фиг. 5 - сечение В-В фиг. 1.

Устройство, перемещаемое в:трубопроводе 1, содержит корпус 2 на опорных самоцентрирующихся колесах 3. На корпусе 2 установлена крыльчатка 4 с воэможностью вращения .иа валу 5, ocb которого совпадает с продольной осью корпуса 2, к средство для разгрузки колес 3, выполненное в виде дополнительной крыпьчатки 6, вал 7. которой расположен под углом к валу

5 хрыпьчатки 4.

Корпус разделен на герметкзированные, отсеки 8-10. В отсеке 8 размещен инерционный двигатель 11, выходной вал 12 которого кинематически связан через конусные вариаторы 13 и 14 скорости с валами 5 и 7 крыльчаток 4 и б. Инерционный двигатель 11 установлен в вакуумированной плоскости, откачка воздуха иэ которой осуществляется на приемно-отправЬчных стан-,— циях. Раскрутка инерционного двигате" ля осуществляется, например,от электродвигателя при помощи фрикционного диска на приемно-отправочных станВариаторы 13 и 14 скорости состоят из конУсов и роликов, перемещаемых на выходном валу 12 инерционного двигателя 11 серводвигателями

15 и 16. На валу 5 в отсеке 9 разме© щен электрогенератор 17, в этом же отсеке находится аккумуляторная батарея (не показана), подзарядка которой осуществляется от электрогенератора 17. Валы 5 и 7 крыльчаток 4 и б.снабжены муфтами 18 и 19 сцеплени 5 например, с электромагнитными приводами. Для управления двкжекием устройства в отсеке 9 размещен электронный блок 20 управления и датчик

21 скоростй движения Устрайства.

Щ Датчик 21 предназначен для измерения скорости движения, а также для измерения пройденного расстояния и определения направления движения и связан с верхним и нижним колесами

3(связь датчика 21 с колесами 3 условно не показана). Блок 20, питаемый от электрогенератора 17, через аккумуляторную батарею электрически связан с серводвигателями 15 и 16 с проводами муфт 18 и 19 сцепления, датчиком

21 скорости движения устройства и с механизмами 22 изменения шага лопастей крыпьчатки и с механизмом 23 из-. менения шага крыпьчаткк 6.

На неподвижной части стойки верхних колес 3 установлена оомотка индуктивного датчика 24 для контроля и регулирования зависания устройства в трубопроводе 1. Эта обмоткаподключена к блоку 20.

40 Для исключения перенапряжений в кинематической схеме устройства крыльчатки 4 и 6 снабжены датчиками оборотов (условно ке показаны), которые электрически связаны с блоком

45 20.

Для повыаекия экономичности инерционного двигателя 11 и долговечности вариаторов 13 и 14 скорости инерционный двигатель 11 снабжен муфтой сцепления и механизмом 25 включения инерционного двигателя 11 с электромагнитным приводом. Электромагнит механизма включения икерциокного двигателя 11 (условко не показан) .электрически связан .с блоком 20 управления движением устройства. Параметры инерционного двигателя 11 вводятся в блок 20 управления движением. В герметизированном отсеке 10 размещается транспорткруежй груз.

Щ Крыльчатка 4 предназначена для сообщения движения устройству вдоль трубопровод® а крыльчаТка 6 - для .разгрузки.трубопровода от контактных давлений колес корпуса путем эаЯ висания устройства в трубопроводе.

770956

Крыльчатки 4 и 6 выполнены многолопастными с лопастями фиксированного или изменяемого шага, а также с изменяемой геометрией, например выдвижными, в зависимости от способа применения устройства. Шаг крыльчаток может устанавливаться автоматически в зависимости от величины напора потока жидкости или газа - скорости движения устройства, а также от направления движения устройства.

В устройстве может быть использован промежуточный вариант установки шага лопастей, например на ступице монтируются два комплекта лопастей: фиксированного шага и изменяемого шага. Лопасти второго комплекта свободно вращаются вокруг соответствующих радиальных осей, вследствие чего их шаг является автоматически в зависимости от числа оборотов крыльчатки и осевой скорости движения среды.

Устройство работает следукицим образом.

В исходном состоянии приводы механизмов управления движением устройства отключены от источнйка питания, инерционный двигатель 11 находится в покое, а лопасти крыпьчаток 4 и б приведены в исходное положение с нулевым углом атаки.

Для приведения в действие устройства раскручивается маховик инерционного двигателя 11 любым известным способом в противоположную сторону вращения крыльчаток и включается установка, возбуждающая поток среды в трубопроводе. При помощи автоматического толкателя приемно-отправочной станции устройство вводится в трубопровод 1. При этом включается электронный программный блок 20 управления движения устройства, например, прн помощи концевого путевого выключателя и упора, расположенных на корпусе устройства и на станке приемно-отправочной станции.

Для разгона и вывода устройства на заданный режим движения с заданной скоростью и тягой крыльчаток 4 и 6 от датчика 21 скорости движения и датчика 24 зависания корпуса следуют управляющие сигналы, которые преобразуются в приемном устройстве блока

20 управления движЕнием. Последний в соответствии с заданным алгоритмом управления движением формирует, команды на включение приводов механизмов 22 и 23 изменения шага лопастей крыльчаток 4 и 6 и выводит их в оптимальное положение для создания тяги для перемещения вдоль трубопровода в заданном направлении.и для зависания корпуса устройства в трубопроводе 1, при этом крыльчатки 4 и 6 раскручиваются и соэдают тягу эа счет, энергии набегающего потока. Контроль движения и зависания устройства в трубопроводе контролируется датчиками

21 и 24.

Одновременно в блок 20 управления движением поступают сигналы от датчиков оборотов, крыльчаток 4 и 6, который формирует команды на включение серводвигателей 15 и 16 и в следящем режиме выводит ролики вариаторов 13 и 14 скорости в положение, обеспечивающее синхронизацию оборотов крыльчаток 4 и б и валов 5 и 7, раэъединен1О. ных муфтами 18 и 19 сцепления при включении инерционного двигателя 11.

Для обеспечения заданной скорости движения и зависания корпуса устройства в трубопроводе 1 при недоста15 точности энергии набегающего потока среды последовательно включаются муфты 18 н 19 сцепления и механизм включения инерционного двигателя 11.

При этом вращение маховика инерцион;щ ного двигателя 11 передается через вал 12, вариаторы 13 и 14 скорости и валы 5 и 7 крыльчаткам 4 и б.

Электрогенератор 17 вырабатывает постоянный ток и подзаряжает аккумуляторную батарею.

По командам блока 20 управления движением увеличиваются обороты крыльчаток 4 и б, которые развивают принудительно дополнительную тягу эа счет механической энергии инерционЗО ного двигателя 11. При достижении заданной скорости движения и зависания устройства в трубопроводе системы управления движением стабилизируют режим движения устройства. При этом

35 осуществляется разгрузка .трубопровода от контактных давлений колес на стенки трубопровода и снижается сопротивление трения, так как вес устройства скомпенсирован архимедовой

4Р подъемной силой, подъемной силой, развиваемой корпусом и тягой крыльчатки б. Блок 20 интегрирует пройденный путь в трубопроводе.

При необходимости остановки уст45 ройства на определенный срок в заданной точке трубопровода по командам блока 20 движением механизмами изменения шага лопастей крыльчаток изменяется их тяга до нулевого значения, а вследствие сопротивления среды и силы трения колес о стенки трубопровода устройство тормозится в заданной точке.

Для возобновления движения блок

20 восстанавливает. -: прежний ре55 жим движения устройства описанным способом.

По прибытии устройства на приемную станцию системы управления движением отключаются в обратной по$Q следовательности, и устройство тормозится за счет силы трения колес о стенки трубопровода. Ка станции устройство может также тармоэиться за счет изменения шага лопастей

65 крыльчатки 4 и реверсирозания тяги

770956 крыльчатки 4 для компенсации инерции движения.

Формула изобретения ьустройство для транспортирования грузов по трубопроводам в потоке текучей среды, содержащее корпус с опорными самоцентрирующимися колесами, вертикально расположенную крыльчатку, установленную на корпусе с возможностью вращения на валу, ось которого совпадает с продольной осью корпуса, и средство для разгрузки колес, о т л и ч а ю щ е,е с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, средство для разгрузки колес выполнено в виде дополнительной крыльчатки, вал которой установлен под углом к валу вертикально расположенной крыльчатки, а внутри корпуса смонтированы электронный блок управления и снабженный механизмом включения инерционный двигатель, вал которого кинематически связан с валами крыльчаток через вариаторы скоростей, причем приводы последних .и механизм включения инерционного двигатеЛя электрически связан с электронным блоком управления.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,.что на неподвижной части верхнего самоцентрирующегося колеса установлена обмотка индуктивного датчика зависания корпуса, электрически связанная с электронным блоком управления.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжецо датчиком скорости и механизмом изменения шага лопастей крыльчатки, привод которого электрически связан через электронный блок управления с датчиком cicopocти.

4. Устройство по пп. 1-3, о т15 личающееся тем,чтона валах крыльчаток установлены муфты сцепления с электромагнитными приводами, которые электрически связаны с электронным блоком управления.

20 Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 5821 59, кл. В 65 Я 5/00 1975 .

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2435563/27-11, кл. В 65 Я 51/06 1976.

770956

Юа,Ф

8-8 б

Составитель Г. Киселева редактор В. Трубченко Техред С.Мигунова Корректор Г. Haaaposa

Заказ 7379/2б Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная,4