устройство для очистки трубопроводных систем

Формула изобретения

Устройство для очистки трубопроводных систем, состоящее из магистрали нагнетания со смонтированным на ней средством крепления к очищаемой трубопроводной системе, насоса, пневмоаккумулятора и запорного клапана, имеющего закрывающую часть конической формы, отличающееся тем, что пневмоаккумулятор содержит обратный и управляющий клапаны, а запорный клапан имеет открывающую часть цилиндрической формы, жестко соединенную с закрывающей частью и установленную соосно в одном корпусе с управляющим клапаном, причем закрывающая часть конической формы запорного клапана выполнена с отношением длины к диаметру, равным 0,25, и углом конуса 60^o, при этом диаметр цилиндрической и конической частей запорного клапана, его масса, ход, давление пневмоаккумулятора и время открытия связаны следующими зависимостями:

d_ц= [8Sm/(t²P_a)+d²_к]^0,5;

t = 1,8L/a,

где d_ц - диаметр цилиндрической части запорного клапана, м;

S - ход запорного клапана, м;

m - масса запорного клапана, кг;

t - время открытия запорного клапана, с;

P_а - давление пневмоаккумулятора, Па;

d_к - диаметр конической части запорного клапана, м;

L - максимальная длина очищаемой части трубопровода, м;

a - скорость прохождения ударной волны, м/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике для очистки трубопроводных систем центрального отопления, местного отопления, водопровода, канализации и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, а также во всех отраслях народного хозяйства для очистки трубопроводных систем от различных загрязнений.

Известно устройство для очистки трубопроводов, состоящее из магистрали нагнетания со смонтированным на ней средством крепления к очищаемой трубопроводной системе, запорного клапана, насоса и гидропневмоаккумулятора (SU 1588269 A3, 23.08.1990).

Однако данное устройство имеет низкую эффективность очистки, так как очистка происходит только за счет промывки при высоком давлении (от 50 до 200 атм) в течение нескольких секунд. При этом весьма вероятен разрыв трубопроводов, так как отопительные системы не рассчитаны на такое давление.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известное устройство для очистки трубопроводных систем, состоящее из магистрали нагнетания со смонтированным на ней средством крепления к очищаемой трубопроводной системе, насоса, пневмоаккумулятора и запорного клапана, имеющего закрывающую часть конической формы (US 1998902 A, 23.04.1935).

Данное устройство также имеет низкую эффективность очистки, обусловленную относительно большим временем открытия запорного клапана - при ручном открытии клапана оно составляет десятые доли секунды, что приводит к существенному снижению ударного давления в очищаемой части трубопроводной системы. Кроме того, цилиндрический переход от пневмоаккумулятора в средство крепления к очищаемой системе является значительным местным сопротивлением, что также существенно снижает ударное давление.

Задачей изобретения является создание устройства для очистки трубопроводных систем, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении эффективности очистки трубопроводных систем.

Этот технический результат в устройстве для очистки трубопроводных систем, состоящем из магистрали нагнетания со смонтированным на ней средством крепления к очищаемой трубопроводной системе, насоса, пневмоаккумулятора и запорного клапана, имеющего закрывающую часть конической формы, достигается тем, что пневмоаккумулятор содержит обратный и управляющий клапаны, а запорный клапан имеет открывающую часть цилиндрической формы, жестко соединенную с закрывающей частью и установленную соосно в одном корпусе с управляющим клапаном, причем закрывающая часть конической формы запорного клапана выполнена с отношением длины к диаметру, равным 0,25, и углом конуса 60^o, при этом диаметр цилиндрической и конической частей запорного клапана, его масса, ход, давление пневмоаккумулятора и время открытия связаны следующими зависимостями:

d_ц= [8Sm/(t²P_a)+d²_к]^0,5;

t = 1,8 L/a,

где d_ц - диаметр цилиндрической части запорного клапана, м;

S - ход запорного клапана, м;

m - масса запорного клапана, кг;

t - время открытия запорного клапана, с;

P_а - давление пневмоаккумулятора, Па;

d_к - диаметр конической части запорного клапана, м;

L - максимальная длина очищаемой части трубопровода, м;

а - скорость прохождения ударной волны, м/с.

Данная совокупность признаков изобретения позволяет на порядок уменьшить время открытия запорного клапана, а также в 3-5 раз снизить местное сопротивление, повысить ударное давление и соответственно повысить эффективность очистки трубопроводной системы.

При несоблюдении указанных зависимостей величины ударного давления становится недостаточным для удаления загрязнений в трубопроводной системе.

На чертеже представлено устройство для очистки трубопроводных систем.

Устройство для очистки трубопроводных систем состоит из магистрали нагнетания 1 со смонтированным на ней средством крепления 2 к очищаемой трубопроводной системе 3, запорного клапана 4, насоса 5 и пневмоаккумулятора 6. Пневмоаккумулятор 6 снабжен обратным 7 и управляющим 8 клапаном, которые соединены трубкой 9. Закрывающая часть запорного клапана 4 выполнена конической формы, а открывающая часть запорного клапана 4 выполнена в виде поршня, установленного в корпусе 10, причем слева от поршня в корпусе 10 выполнены радиальные отверстия, которые позволяют выравнять давление справа и слева от поршня при открытом обратном клапане 7. Поршень запорного клапана 4 и управляющий клапан 8 расположены соосно в корпусе 10. Обратный клапан 7 и управляющий клапан 8 открываются рукояткой управления 11, установленной при помощи шарнира на корпусе пневмоаккумулятора 6.

Устройство для очистки трубопроводных систем работает следующим образом.

Магистраль нагнетания 1 при помощи средства крепления 2 присоединяется к очищаемой трубопроводной системе 3. Насос 5 нагнетает в пневмоаккумулятор 6 воздух до определенного давления. При этом обратный клапан 7 открыт, а управляющий клапан 8 закрыт при помощи рукоятки 11. Запорный клапан 4 закрыт за счет давления воздуха в пневмоаккумуляторе 6. После зарядки пневмоаккумуляторов 6 до необходимого давления поворотом рукоятки 11 обратный клапан 7 закрывается, а управляющий клапан 8 открывается и соединяет правую цилиндрическую полость запорного клапана 4 с атмосферой. Давление в этой полости падает, а в левой цилиндрической части запорного клапана давление за счет радиальных отверстий в корпусе 10 остается равным давлению в пневмоаккумуляторе 6. За счет разности диаметров цилиндрической и конической частей запорного клапана 4 возникает сила, направленная в сторону его открывания. Величина этой силы такова, что запорный клапан 4 открывается за миллисекунды. При этом возникает ударная волна с давлением, прямо пропорциональным давлению в пневмоаккумуляторе, двойной длине очищаемого трубопровода и обратно пропорциональным скорости ударной волны в воде и времени открытия запорного клапана 4.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эффективность очистки трубопроводных систем.