Устройство для очистки трубопроводных систем

 

Устройство может быть использовано для очистки трубопроводных систем центрального отопления, местного отопления, водопровода, канализации от различных загрязнений в коммунально-бытовом хозяйстве и во всех отраслях народного хозяйства. Устройство состоит из магистрали нагнетания со смонтированным на ней средством крепления к очищаемой трубопроводной системе, запорного клапана, рукоятки управления, насоса и пневмоаккумулятора. Пневмоаккумулятор снабжен обратным и управляющим клапаном. Закрывающая часть запорного клапана выполнена конической формы, а открывающая часть запорного клапана выполнена цилиндрической формы. Диаметр цилиндрической и конической части запорного клапана, его масса, ход, давление аккумулятора и время открытия связаны зависимостями. 1 ил.

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/(πt²P_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.

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/(πt²P_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.

РИСУНКИ

Рисунок 1