устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее корпус, на котором смонтированы очищающие инструменты с механизмами осевого и вращательного движения, средство для подвода рабочей жидкости, отличающееся тем, что очистные элементы установлены на параллельных валах и выполнены в виде продольных геликоидальных транспортирующих лопастей, на торце которых установлены многозубчатые лемехи, а за лопастями - перемешивающие лопатки, при этом зубья лемехов расположены асимметрично относительно оси вращения вала, транспортирующие лопасти на внешнем радиусе имеют поперечные прорези и продольные щели в местах сопряжения с валом, а перемешивающие лопасти по периметру выполнены зубчатыми, причем корпус имеет установленные в его нижней части клиновидные ножи-рыхлители и установленное над последними средство для отвода образующейся пульпы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мелиоративному, дорожному и коммунальному машиностроению и предназначено для прочистки труб дорожной сети и мелиоративных систем.

Известно устройство для очистки полости трубопроводов, включающее связанную с тяговыми элементами полую каретку с установленным на ней очистным элементом в виде поворотного диска, связанного с кареткой посредством шарнира, установленного со смещением по вертикали относительно продольной оси устройства, ножи рычажного типа установленные на нижней части каретки [1].

Недостатком этого устройства является то, что оно может быть применено лишь при малых сечениях и длинах труб и незначительном их заилении, нужны очень большие усилия для перемещения пассивного рабочего элемента с наносами вдоль трубопровода, т.е. высокая энергоемкость.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее корпус с каналами для прохода моющего агента и рабочий орган, приводимый энергией струй моющего агента, выполненный в виде колес с радиально-расположенными лопатками, установленными с возможностью вращения в продольных плоскостях, связанных с корпусом шарнирно посредством рычагов, и рассекатель для подачи моющего агента на лопатки колес [2].

Недостатком этого устройства является то, что при работе не создается достаточного усилия для перемещения устройства при значительных заилениях трубопроводов больших диаметров. Низкое качество очистки обусловлено невозможностью создания однородной по составу смеси и последующим удалением ее из забоя.

Известно устройство для очистки полости трубопровода, которое содержит фронтальную стенку с отверстием посередине и установленными на ней дисковыми очистными элементами, имеющими привод вращения в виде установленной на одной оси с ними звездочки, взаимодействующей с цепью, концы которой закреплены на концах эластичного рукава, при помощи которого фронтальная стенка взаимодействует с тыльной, тыльную стенку с отверстиями и с узлом для закрепления гибкого шланга подвода жидкого рабочего агента, систему для подачи и удаления газообразного агента [3].

Недостаток данного устройства состоит в том, что зона работы устройства должна быть хорошо герметизирована, чтобы создать большое давление для перемещения фронтальной стенки в трубопроводах большого диаметра, нужны дополнительные уплотненные отверстия для подачи жидкого и газообразного рабочих агентов и устройства шламовывода, что не всегда возможно. Низкая эффективность и длительность очистки участка трубопровода обусловлены повторностью циклов очистки и приводят к значительному снижению производительности устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому устройству является устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее расположенные на поворотном корпусе равномерно по окружности очистные инструменты, установленные на хвостовиках с возможностью вращения относительно их, каждый из которых состоит из основания, выполненного по форме конуса и рабочих элементов, выполненных в виде шипов, установленных жестко на боковой наружной поверхности конуса, реактивные сопла для обеспечения осевого движения, установленные в основаниях конусов, реактивные сопла для обеспечения вращательного движения очистных инструментов, установленные в шипах, средство для подвода рабочей жидкости к реактивным соплам, колеса установленные на корпусе на свободных концах хвостовиков с возможностью вращения [4].

Недостатком этого устройства является то, что при работе не создается достаточного усилия для перемещения устройства вдоль трубопровода заиленного вязкими и твердыми наносами. Низкое качество очистки обусловлено невозможностью отвода пульпы прямо с забоя, пропуск его самотеком по очищенному участку трубопровода приводит к повторному заилению за счет осаждения наносов при их транспортировании по трубопроводу потоком воды. Низкая эффективность и производительность при очистке труб от вязких и пластичных наносов, занимающих значительную часть трубопровода обусловлены тем, что работа устройства основана на принципе скалывания и дробления наносов.

Устройство для прочистки трубопроводов, содержащее корпус, на котором смонтированы очищающие инструменты, механизмы для обеспечения осевого и вращательного движения, средство для подвода рабочей жидкости имеет следующие отличия: очищающие инструменты, включающие многозубчатые лемехи, геликоидальные транспортирующие лопасти и перемешивающие лопатки размещены на параллельных валах, установленных на подвижном корпусе; зубья лемехов расположены асимметрично относительно оси вращения; транспортирующие лопасти на внешнем радиусе имеют поперечные прорези и продольные щели в местах сопряжения с валом; перемешивающие лопатки по периметру выполнены зубчатыми, на подвижном корпусе в нижней его части установлены клиновидные ножи-рыхлители; над ножами-рыхлителями размещено средство для отвода пульпы.

Устройство для прочистки трубопроводов обладает следующими преимуществами перед прототипом; создание достаточного усилия для перемещения устройства вдоль трубопровода и повышение рабочей скорости прочистки за счет применения активной тяги вместо реактивной, которая осуществляется тросами рабочего и холостого хода, наматываемыми на барабаны лебедки; высокое качество прочистки, обусловленное образованием пульпы необходимой консистенции и отводом ее прямо из забоя, которое достигается за счет разработки наносов многозубчатыми лемехами, улучшающими размельчение их на мелкие фракции, транспортирование разработанных наносов геликоидальными транспортирующими лопастями, способствующими за счет поперечных прорезей и продольных щелей проникновению в транспортируемые наносы рабочей жидкости, ускоряющей процесс их размельчения и пульпообразования, подачи в зону перемешивания оросителем рабочей жидкости, перемешивания разработанных наносов с рабочей жидкостью перемешивающими лопатками, периметр которых выполнен зубчатым, что улучшает перемешивание вязких наносов, а также принудительного отвода пульпы из забоя посредством всасывающего элемента, гибкого шланга устройства для отвода пульпы; повышение эффективности и производительности прочистки трубопроводов за счет применения активного рабочего органа для разработки наносов в виде очищающих инструментов.

Технический результат достигается за счет увеличения рабочей скорости прочистки и непрерывного принудительного отвода пульпы.

На фиг.1 показано устройство для прочистки трубопроводов, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - вид А на фиг.2.

Устройство для прочистки трубопроводов имеет подвижный корпус 1, два очищающих инструмента, ножи-рыхлители 2, средство для подвода рабочей жидкости, средство для отвода пульпы, механизмы для обеспечения осевого и вращательного движения.

Подвижный корпус 1 выполнен металлическим в виде цилиндрической поверхности. Очищающие инструменты состоят из двух многозубчатых лемехов 3, зубья которых установлены асимметрично относительно оси вращения, двух геликоидальных транспортирующих лопастей 4, имеющих поперечные прорези 5 по внешнему радиусу и продольные щели 6 в местах сопряжения с валом 7, и двух перемешивающих лопаток 8, периметр которых выполнен зубчатым. Очистные инструменты жестко закреплены на параллельных валах 7.

В нижней части корпуса 1 по его периметру размещены по крайней мере три клиновидных ножа-рыхлителя 2. Средство для отвода пульпы, содержащее всасывающий элемент 9 и гибкий шланг 10, устанавливается в нижней части корпуса 1 по центру над ножами-рыхлителями 2. Средство для подвода рабочей жидкости содержит ороситель 11 и гибкий шланг 12 подачи рабочей жидкости. Устанавливается в корпусе 1 таким образом, чтобы струя рабочей жидкости, выходящая из оросителя, размывала наносы, разрабатываемые ножами-рыхлителями 2.

Механизм для обеспечения вращательного движения очищающих инструментов включает гидромотор 13, шланги 14 подачи и отвода масла для привода гидромотора и редуктор 15. Механизм для обеспечения осевого движения включает трос 16 рабочего хода и трос 17 холостого хода, которые закреплены по центру корпуса 1. Тросы 16 и 17 намотаны на отдельные барабаны лебедки, соединенной с трактором или автономным двигателем, колеса 18, установленные на нижнем кронштейне 19 в верхних рычагах 20, колеса 18 к верхним рычагам 20 присоединяются посредством пластин 21, соединенных между собой пружинами 22.

Устройство для прочистки трубопроводов работает следующим образом. Устройство, присоединенное к тросу 16 лебедки, устанавливается в трубопровод. При вращении гидромотора 13 через редуктор 15 приводятся в движение очищающие инструменты. Наносы разрабатываются зубчатыми лемехами 3 и при помощи геликоидальных транспортирующих лопастей 4 подаются в зону перемешивания, наносы, не разработанные зубчатыми лемехами 3, разрабатываются ножами-рыхлителями 2. В зоне перемешивания разработанные наносы измельчаются перемешивающими лопатками 8. Для более качественной очистки и образования пульпы необходимой консистенции в зону перемешивания при помощи оросителя 11 под давлением подается рабочая жидкость. Образованная пульпа необходимой консистенции непрерывно забирается всасывающим элементом 9 и по гибкому шлангу 10 подается на берму канала. Продвижение устройства в осевом направлении вдоль трубопровода осуществляется за счет троса 16 рабочего хода, а обратное протаскивание устройства - за счет троса 17 холостого хода, наматываемых на барабаны лебедки, соединенной с трактором или автономным двигателем.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность и качество прочистки за счет применения активного рабочего органа, непрерывного отвода пульпы с забоя, увеличения рабочей скорости прочистки.