устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее снаряд в виде лепестковой манжеты с клиновидными щелями, отличающееся тем, что оно снабжено установленным перед манжетой кавитатором со штоком, проходящим через манжету, и механизмом возвратно-поступательного движения, выполненным в виде соединенного с манжетой силового цилиндра с по меньшей мере одной перегородкой для разделения его на камеры, в каждой из которых смонтирован поршень для деления камеры на поршневую и штоковую части, а шток кавитатора связан с поршнями, причем штоковые полости цилиндра сообщены с полостью перед манжетой, а поршневые полости посредством канала в штоке и установленного в перегородке между поршнями золотника сообщены попеременно с полостью до манжеты и с полостью после манжеты, при этом золотник установлен с возможностью его продольного перемещения в перегородке, а длина его превышает толщину перегородки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение (патент) относится к машиностроению, коммунальному хозяйству, металлургии и др.

Там, где имеются трубопроводы с жидкостью, способные зарастать отложениями, которые уменьшают пропускную способность трубопровода.

Известны устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода.

Устройство по способу (1) представляет собой очистительный снаряд, состоящий из нескольких манжет, соединенных между собой. Внутренняя часть каждой манжеты выполнена из эластичных элементов, расположенных по кругу в несколько слоев в шахматном порядке. Наружная часть каждой манжеты выполнена из пружинных элементов, расположенных в два ряда, также в шахматном порядке. Наружные и внутренние элементы закреплены на полой штанге между фланцами, что обеспечивает эластичность манжет и сохранность их формы. Наружный ряд пружинных элементов образует на поверхности манжет равномерно распределенные по окружности клиновидные щели, сужающаяся часть которых направлена по ходу очистки. Угол клина не более 25^о.

Работает устройство следующим образом.

В предварительно очищенную заходную часть трубопровода вводят устройство и после герметизации места ввода системой подачи нагнетают в трубопровод рабочий агент (например, воду), которая передвигает очистительный снаряд. По образованным между стенкой трубы и манжетой клиновидным щелям вода разгоняется до скорости 20-30 м/с. Часть отложений удаляют с поверхности трубы силой скоростного напора, а часть за счет резкого снижения давления в кольцевом зазоре между манжетой и трубой. Недостатком устройства является то, что при крепких отложениях требуется увеличивать давление жидкого рабочего агента на снаряд, что приведет к проталкиванию его далее в узкую часть трубы и заклиниванию. Это снижает производительность работ и качество очистки. В случае, если давление рабочего агента не повышать, устройство останавливается у отложений и в сужение не проталкивается.

При этом, эффективные части струи (части струи с наибольшим скоростным напором и части струи с резко сниженным давлением) относительно очищаемой поверхности не перемещаются и результативность их работы снижается.

Более эффективно струя будет работать, если устройство будет совершать возвратно-поступательное движение, тогда струи своими наиболее эффективными частями будут перекрывать некоторые участки очищаемой поверхности. Размеры этих участков будут зависеть от величины хода возвратно-поступательного перемещения устройства.

При этом устройство имеет результирующее движение вперед.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство (лепестковая манжета) снабжено установленным перед манжетой кавитатором со штоком, проходящим через манжету и механизмом возвратно-поступательного движения, выполненным в виде соединенного с манжетой силового цилиндра с, по меньшей мере, одной перегородкой для разделения его на камеры, в каждой из которых смонтирован поршень для деления камеры на поршневую и штоковую части, а шток кавитатора связан с поршнями, причем штоковые полости цилиндра сообщены с полостью перед манжетой, а поршневые полости посредством канала в штоке и установленного в перегородке между поршнями золотника сообщены попеременно с полостью до манжеты и с полостью после манжеты, при этом золотник установлен с возможностью его продольного перемещения в перегородке, а длина его превышает толщину перегородки.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На фиг. 1 представлен схематический чертеж предлагаемого устройства; на фиг. 2 - динамика золотника и очистительного устройства при перемещении его назад относительно кавитатора.

Устройство (фиг. 1) состоит из очистительного снаряда в виде лепестковой манжеты 1 с клиновидными щелями, кавитатора 2 со штоком 3, в котором имеется канал 4.

Механизм возвратно-поступательного движения включает поршни 5 и 6 с уплотнительными кольцами 7 и 8, размещенные в силовом цилиндре 9, соединенном жестко с манжетой 1, перегородку 10 для разделения цилиндра 9 на камеры, в которых каждый поршень делит камеру на штоковую А и поршневую Б части. Штоковая полость А второго поршня 6 сообщается с полостью перед манжетой 1 каналом 11.

В перегородке 10 размещен золотник 12, имеющий с торцев коленообразные каналы 13 и 14 и герметизированный кольцами 15. В перегородке 10 имеются каналы 16 и 17. Устройство размещено в трубе 18 с отложениями 19.

Поршневая часть камеры Б сообщается с полостью после манжеты 1.

Работает устройство следующим образом. В предварительно очищенную заходную часть трубопровода кавитатором вперед вводится устройство. После герметизации места ввода (на фиг. 1 не показано) системой подачи нагнетается жидкий рабочий агент (например, вода).

Манжета 1, воспринимая давление, передвигается по трубе 18 и кавитатором 2 упирается в отложения 19. Рабочий агент, по зазорам между стенкой трубы 18 и снарядом 1, разгоняясь, гидробародинамическими потоками начинает размывать отложения 19. При этом, в полости В (перед манжетой 1) за счет гидравлического сопротивления потоку воды между манжетой 1 и стенкой трубы 18 образуется давление рабочего агента ниже, чем в полости Г (за манжетой 1).

Используя повышенное и пониженное давление, манжета 1 совершает возвратно-поступательное движение относительно кавитатора 2 следующим образом. Полость А силового цилиндра 9 соединены постоянно с низким давлением при помощи канала 11 и зазора между штоком 3 и манжетой 1, жестко соединенной с силовым цилиндром 9.

При положении золотника 12, показанного на фиг. 1, полости Б обеих камер, через каналы 4 и 16 и отверстие 14 соединяются с полостью А второй камеры и далее, через канал 11 с полостью пониженного давления В. Таким образом, во всех полостях обеих камер находится пониженное давление и оно не мешает манжете 1 под рабочим давлением воды в трубе 18 передвигаться по направлению стрелок Д (фиг. 1) в сторону кавитатора 2.

Передвигаясь по штоку 3, манжета 1 с силовым цилиндром 9 и золотником 12 упирается золотником 12 в поршень 5 и золотник занимает положение, показанное на фиг. 2.

При этом высокое давление проникает (стрелка Е на фиг. 2) в полость Б и, воздействуя на поршни 5 и 6, перегородку 10 и силовой цилиндр 9 передвигает манжету 1 в направлении стрелок Ж, т. е. в обратную сторону относительно кавитатора 2.

Количество поршней 5, 6 и силовой цилиндр 9 можно наращивать (пунктир на фиг. 1), тогда сила возвратного движения будет увеличиваться. Естественно, что площадь поршней, работающих на возвратное движение за вычетом площади поперечного сечения штока, на котором размещены поршни, должна быть больше площади поперечного максимального сечения манжеты 1. В противном случае возвратного движения не будет. На заключительной стадии возвратного движения золотник 12 снова занимает положение, показанное на фиг. 1, и полости Б снова соединяются с полостью низкого давления В, и манжета 1 потоком рабочего агента перемещается вперед.

Совершая возвратно-поступательное движение, манжета 1 своими наиболее эффективными частями струй обрабатывает поверхность трубы, одновременно размывая отложения 19, в которые упирается кавитатор 2.

Таким образом, продвигаясь вперед, манжета многократно вычищает поверхность трубы, повышая качество очистки, а в связи с тем, что повторной очистки не требуется, повышается и производительность работы. В конечном итоге повышается эффективность работы устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1414931, кл. В 08 В, 1982.