устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее стаканообразный корпус рабочей пневматической камеры, связанную с передней по ходу перемещения устройства частью корпуса резцовую головку и установленный вдоль оси корпуса шток с поршнем, отличающееся тем, что резцовая головка выполнена полой со ступенчатой расточкой в полости со стороны рабочей камеры, а шток имеет продольный канал с выходом до поршня для образования между ступенью головки и штоковой частью поршня возвратной камеры, сообщающейся посредством дроссельного канала с пневматической камерой, при этом на торце резцовой головки со стороны рабочей камеры выполнена кольцевая канавка, которая подвижно и герметично сопряжена своим внутренним меньшим диаметром с внутренним торцевым участком рабочей камеры, а большим своим диаметром посредством жестко связанной с резцовой головкой юбки охватывает наружный диаметр рабочей камеры.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр D₁ ступени возвратной камеры, D₂ диаметр штока и меньший диаметр D₃ кольцевой канавки составляют следующие соотношения:

D₁ = (1,02 - 2,2)D₂;

D = (1,01 - 1,18)D₁.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коммунальному хозяйству, химической, машиностроительной, металлургической промыш- ленности и пр. и может быть использовано там, где имеются безнапорные трубопроводы, заросшие отложениями.

Известно устройство ударного действия для очистки промышленных трубопроводов промывочной жидкостью, содержащее цилиндрический корпус с выпускными отверстиями, расположенные на нем уплотнительную манжету и резиновую головку, размещенный в корпусе распределительный золотник и систему нагнетания жидкости. Устройство имеет шариковый замок и подпружиненный ударный и взводной поршни.

Недостатком устройства является его сложность (наличие золотника, шарикового замка, манжеты и пр. ), что снижает его надежность.

Известно устройство [2] (прототип), содержащее стаканообразный корпус рабочей пневматической камеры, установленную в передней части по ходу перемещения устройства с возможностью продольного перемещения относительно рабочей камеры резиновую головку и размещенный вдоль оси корпуса шток с поршнем.

Недостатком является низкая надежность устройства, так как резцовая головка при воздействии на отложения одной из кромок создает на шток с поршнем изгибающий момент. В итоге это снижает эффективность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности устройства.

Указанная цель достигается тем, что резцовая головка выполнена полой со ступенчатой расточкой в полости со стороны рабочей камеры, шток имеет продольный канал с выходом до поршня для образования между ступенью головки и штоковой частью поршня возвратной камеры, сообщающейся посредством дроссельного канала с пневматической камерой, при этом на торце резцовой головки со стороны рабочей камеры выполнена кольцевая канавка, которая подвижно и герметично сопряжена своим внутренним меньшим диаметром с внутренним торцовым участком рабочей камеры, а большим своим диаметром посредством жестко связанной с резцовой головкой юбкой охватывает наружный диаметр рабочей камеры.

Диаметр возвратной камеры D₁, диаметр штока D₂ и меньший диаметр D₃ кольцевой канавки составляют следующие соотношения

D₁ = (1,02-2,2)D₂

D₃ = (1,01-1,18)D₁

На чертеже показано предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов.

Устройство состоит из стаканообразного корпуса 1, рабочей пневматической камеры 2, Т-образного штока 3 с каналом 4, соединенного с рукавом 5 высокого давления. На штоке 3 с возможностью перемещения установлена резцовая головка 6, которая своей внутренней ступенчатой расточкой образует с Т-образной частью штока 3 возвратную камеру 7, соединенную дроссельным каналом 8 с пневматической камерой 2. Резцовая головка 6 герметизируется кольцами 9 и 10 и снабжена разгонной юбкой 11.

На чертеже также показаны торец А рабочей камеры, трубопровод 12, отложения 13.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух от компрессора (не показан) по рукаву 5 высокого давления, и каналу 4 поступает в возвратную камеру 7 и, воздействуя на ступень внутренней расточки (диаметр D₁ - диаметр D₂), перемещает резцовую головку 6 влево до упора в торец стакано- образного корпуса 1 рабочей пневматической камеры 2. При этом кольцо 10 герметизирует камеру 2 и камеру 7 по диаметру D₃. Из камеры 7 по дроссельному каналу 8 сжатый воздух поступает в рабочую пневматическую камеру 2.

Так как площадь S₃ = (D₃²-D₂²) > площади S₁ = (D₁²-D₂²), при достижении определенного давления в рабочей камере 2 (величина этого давления зависит от разницы D₃ и D₁) резцовая головка 6 под действием силы F₃ = P₃S₃, где Р₃ - давление сжатого воздуха в камере 2, начинает перемещаться вправо.

Происходит разгерметизация кольца 10, сжатый воздух рабочей камеры 2 начинает действовать на торец А рабочей камеры 2 и ответную торцу А канавку резцовой головки 6 (больший диаметр этой канавки образуется юбкой 11). Площадь S₃, суммируясь с площадью торца А, резко возрастает, сила также резко возрастает. Резцовая головка 6 получает ускоренное движение.

Экспериментально установлено, что устройство может обладать "мягкой" и "жесткой" динамикой. Если из устройства необходимо "выбросить" весь сжатый воздух, т. е. резцовая головка 6 должна "мягко" открыть камеру 2 и медленно ее закрыть, это может быть вызвано малой прочностью трубопровода 12 и малой прочностью отложений 13, соотношения диаметров D₁ и D₂ (берут слева от среднего значения 1,02-2,2), а D₃ и D₁- справа от среднего значения 1,1-1,18.

Когда устройство работает в абразивной среде, рабочую камеру 2 необходимо закрыть, когда из нее еще не прекратилось истечение сжатого воздуха. При этом исключается попадание абразивных частиц в зону уплотнения и, повышается надежность в работе устройства. В этом случае соотношение диаметров D₁ и D₂ берут справа от среднего значения, а D₃ и D₁ - слева.

При движении юбки 11 по наружной поверхности торца корпуса 1 происходит разгон резцовой головки. Поскольку масса корпуса 1 и Т-образного штока 3 больше массы резцовой головки 6, движение имеет только эта головка 6.

Разгонная юбка 11 с большой скоростью сходит с кромки торца А и сжатый воздух рабочей камеры 2 выбрасывается резко наружу, производя отрыв отложений 13 от трубопровода 12 и разрушая их. Одновременно разгонная юбка 11 выполняет роль сопла, которое при помощи истекающего сжатого воздуха создает реактивную тягу. Все устройство резко передвигается вперед. Резцовая головка 6 производит удар по отложениям 13 и разрушает их. Одновременно в возвратной камере 7 сжимается воздух внутренней ступенчатой расточкой резцовой головки 6 и Т-образной частью штока 3. Так как сила F₃ резко уменьшается или исчезает совсем (зависит от динамики устройства), а сила, действующая на ступень внутренней расточки в возвратной камере 7, резко возрастает, резцовая головка 6 возвращается назад в исходное положение до уплотнения кольца 10. Через дроссельный канал 8, диаметр которого определяет скорострельность, идет заполнение рабочей камеры 2.

Цикл работы окончен, после чего устройство совершает следующее срабатывание.

Преимуществом в работе устройства является то, что резцовая головка за счет разгонной юбки развивает большую скорость перед ударом по отложениям. Кроме того, юбка выполняет и роль сопла, которое обеспечивает реактивный импульс, способствующий резкому перемещению устройства вперед, что в совокупности с движением резцовой головки в этом же направлении повышает эффективность работы. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 860682, кл. В 08 В 9/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 1635526, кл. В 08 В 9/04, 1991.