Устройство для очистки внутренней поверхности труб

 

Использование: очистка внутренней поверхности труб. Сущность изобретения: устройство для очистки внутренней поверхности содержит полый корпус с конусообразной головной частью. Последняя расширяется в направлении перемещения рабочего агента. По оси корпуса жестко смонтирована направляющая втулка с размещенным в ней с возможностью осевого перемещения внутренним конусом. К головной и хвостовой частям полого корпуса жестко закреплены соосно с ним фрезы. Последние имеют одинаковое направление винтовых линий. При этом каждая фреза выполнена с осевым отверстием, сужающимся в направлении перемещения рабочего агента. 1 ил.

Изобретение относится к средствам очистки внутренней поверхности трубопроводов и может быть использовано в нефтепроводах и углепроводах.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов, включающее полый реактивный насадок с фрезой, имеющий осевое отверстие, расположенной соосно с насадком и кинематически с ним связанной, и приводом для перемешивания рабочего агента, систему подачи рабочего агента, причем полость насадки и отверстия фрезы выполнены сужающимися в направлении перемещения рабочего агента (1).

Недостатком данного устройства является низкая надежность при длительной работе, заключающаяся в том, что если сопротивление осадка настолько велико, что фреза его не срезает, то струя закрученной (гомогенизированной) жидкости перестает размывать осадок, а само устройство выполняет роль только гомогенизатора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее полый корпус с конусообразной головной частью, расширяющейся в направлении перемещения рабочего агента, установленные на оси корпуса жестко смонтированную направляющую втулку с размещенным в ней с возможностью осевого перемещения внутренним конусом и подпружиненный относительно втулки диск, жестко связанный с внутренним конусом (2).

Недостатком этого устройства является неэффективность работы при несимметричном расположении осадка на внутренней поверхности трубопровода и сохранении неоднородности потока (по высоте) после прохождения устройства потоком перекачиваемой жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения одновременно двух функций устройства: как очищающего внутреннюю поверхность труб, так и гомогенизирующего (перемешивающего) рабочий агент, находящийся перед и за устройством.

Эта цель достигается тем, что в отличие от известного устройства, содержащего полый корпус с конусообразной головной частью, расширяющийся в направлении перемещения рабочего агента, установленные на оси корпуса жестко смонтированную направляющую втулку с размещенным в ней с возможностью осевого перемещения внутренним конусом и подпружиненный относительно втулки диск, жестко связанный с внутренним конусом, к головной и хвостовой частям полого корпуса жестко закреплены соосно с ним фрезы, имеющие одинаковое направление винтовых линий, при этом каждая фреза выполнена с осевым отверстием, сужающимся в направлении перемещения рабочего агента.

Такая совокупность существенных признаков позволяет осуществить поставленную цель за счет введения фрез с отверстиями, сужающимися по ходу движения рабочего рабочего агента и имеющими одинаковое направление винтовых линий, т. е. пазы фрез имеют одинаковое направление, позволяющее увеличить крутящий момент при прохождении фрез рабочим агентом.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства.

Устройство состоит из полого корпуса 1 с конусообразной головной частью, расширяющейся в направлении перемещения рабочего агента. На оси корпуса 1 жестко смонтирована направляющая втулка 2, в которой размещен с возможностью осевого перемещения внутренний конус 3 с направляющей штангой 4, пружиной 5 и регулировочным диском 6.

К головной части полого корпуса 1 жестко закреплена соосно с ним фреза 7. К хвостовой части полого корпуса 1 жестко закреплена соосно с ним фреза 8. Фрезы 7 и 8 имеют соответственно отверстия 9 и 10, сужающиеся в направлении перемещения рабочего агента, и одинаковое направление винтовых линий. В хвостовой части полого корпуса 1 выполнены окна 11 со стороны подачи рабочего агента.

Устройство для очистки внутренней поверхности труб работает следующим образом. Путем навинчивания регулировочного диска 6 на направляющую штангу 4 устанавливается оптимальный зазор между конусообразной головной частью полого корпуса 1 и внутренним конусом 3 для прохода очистной струи в номинальном режиме подачи рабочего агента. При этом очистной поток рабочего агента, проходя по винтовым направляющим по пазам фрезы 10, закручивается, вследствие чего происходит гомогенизация (перемешивание) рабочего агента. Далее рабочий агент поступает в расширяющуюся конусообразную (диффузорную) головную часть полого корпуса. Вследствие местного сужения скорость движения рабочего агента в кольцевом зазоре выше, чем в трубопроводе. При движении устройства по трубопроводу фреза 9 рассверливает имеющиеся отложения, перемешивая их. Струя рабочего агента, вытекающая из конусообразной головной части полого конуса 1, перемешивается со снятыми со стенками отложениями и направляет (нагнетает) их в трубопровод. При изменении условий движения перекачиваемого рабочего агента ее давление во внутренней полости конусообразной головной части корпуса 1 изменяется.

Так, например, если трубопровод не имеет отложений, то вследствие уменьшения сопротивления за счет действия пружины 5 внутренний конус 3 может полностью перекрыть внутреннюю полость конусообразной головной части корпуса 1. В этом случае устройство выполняет роль поршня, через который отсутствует переток рабочего агента.

В случае если сопротивление перемещению устройства выше номинального, то скорость перемещения устройства уменьшается, а перепад давления на нем возрастает. Вследствие последнего давление на внутреннюю полость головной части корпуса 1 возрастает, возрастает поперечное сечение конусообразной головной части полого корпуса 1 и возрастает расход рабочего агента, направляемого на размыв отложений и гомогенизацию потока. В представленном случае, если сопротивление осадка настолько велико, что устройство остановилось, то действие потока рабочего агента будет вызывать вращение устройства, т.е. производить рассверливающее действие с выносом снятых отложений вниз по потоку и его гомогенизацией. Окна 11 позволяют избыток рабочего агента при движении по трубопроводу в сторону уменьшения давления возвратиться в трубопровод, а после спада давления, наоборот, рабочий агент поступает в полость, образованную конусообразной головной частью полого корпуса 1 и внутренней поверхностью трубы.

Таким образом, устройство одновременно работает как очищающее и гомогенизирующее (перемешивающее) рабочий агент, находящийся перед и за устройством.

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее полый корпус с конусообразной головной частью, расширяющейся в направлении перемещения рабочего агента, установленные на оси корпуса жестко смонтированную направляющую втулку с размещенным в ней с возможностью осевого перемещения внутренним конусом и подпружиненный относительно втулки диск, жестко связанный с внутренним конусом, отличающееся тем, что к головной и хвостовой частям полого корпуса жестко закреплены соосно с ним фрезы, имеющие одинаковое направление винтовых линий, при этом каждая фреза выполнена с осевым отверстием, сужающимся в направлении перемещения рабочего агента.