Устройство для очистки внутренней поверхности труб
Владельцы патента RU 2447957:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) (RU)
Изобретение относится к области теплоэнергетики и водоснабжения, предназначено для устранения отложений внутри труб и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, которые эксплуатируют трубопроводы. В устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем режущую головку, соединенную с гибким валом, на котором закреплены периферийные шнеки, и привод гибкого вала, режущая головка выполнена составной в виде жестко закрепленного внутри корпуса режущей головки осевого очистного элемента и подвижно закрепленных в корпусе режущей головки периферийных очистных элементов. Гибкий вал выполнен пустотелым и соединен через муфту сцепления с корпусом режущей головки, установленной с возможностью наклона. Изобретение позволяет с высокой производительностью производить очистку отложений в криволинейных трубах, имеющих овальность, исключая возможность поломки кромки режущего очистного элемента. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области теплоэнергетики и водоснабжения, предназначено для устранения отложений внутри труб и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, которые эксплуатируют трубопроводы.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов большого диметра, которое содержит корпус, два очистных элемента, шланг для подачи жидкости, шланг для транспортировки удаляемых отложений (см. патент РФ №2028839, МПК В08В 9/04).
Недостатки известного устройства:
1. невозможность удаления твердых отложений,
2. невозможность удаления отложений в трубах небольшого диаметра.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для очистки внутренней поверхности труб, которое содержит корпус, осевой канал для подачи жидкости, осевой очистной элемент в виде плоской пластины и гибкий вал, через который передается осевое усилие и вращательное движение (см. патент РФ №2125494, МПК В08В 9/00, В08В 9/04, F28G 3|14).
Недостатки известного устройства:
1. Невозможность удаления отложений в сильно изогнутых трубах небольшого диаметра.
2. Невозможность удаления отложений в трубах, имеющих овальность.
3. Поломка кромки режущего элемента или вала при встрече режущего элемента с наплывами материала внутри трубы из-за технологических проваров.
4. Малая производительность из-за того, что сколотые отложения при большой длине очищаемой трубы не полностью удаляются за счет гидросмыва и необходима технологическая операция по дополнительному удалению этих сколотых отложений.
Задачей изобретения является разработка устройства для очистки внутренней поверхности труб, позволяющего с высокой производительностью производить очистку отложений в криволинейных трубах, имеющих овальность, исключая возможность поломки кромки режущего очистного элемента.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем режущую головку, соединенную с гибким валом, на котором закреплены периферийные шнеки, привод гибкого вала, согласно изобретению режущая головка выполнена составной в виде жестко закрепленного внутри корпуса режущей головки осевого очистного элемента и подвижно закрепленных в корпусе режущей головки периферийных очистных элементов, при этом гибкий вал выполнен пустотелым и соединен через муфту сцепления с корпусом режущей головки, установленной с возможностью наклона.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен
продольный разрез заявляемого устройства для очистки внутренней поверхности труб.
Заявляемое устройство содержит режущую головку, состоящую из осевого очистного элемента 1 и периферийных очистных элементов 2, закрепленных в корпусе 3 режущей головки; периферийные шнеки 4; гибкий вал 5, в котором выполнен осевой канал 6 для подачи жидкости; привод 7 гибкого вала 5; пружины 8; фиксаторы 9; муфту 10 для сцепления гибкого вала 5 с корпусом 3 режущей головки для крепления очистных элементов 1 и 2.
Осевой очистной элемент 1 жестко закреплен в корпусе 3 режущей головки и выполнен в виде скрученной пластины спиралевидной формы с двумя торцевыми режущими кромками, расположенными под углом 120° при вершине.
Периферийные очистные элементы 2 в количестве четырех штук расположены симметрично и подвижно закреплены в специальных пазах, выполненных в корпусе 3 режущей головки с помощью фиксаторов 9. Каждый периферийный очистной элемент 2 контактируют с пружиной 8, отжимающей его к периферии головки.
Конструктивно каждый периферийный очистной элемент 2 имеет скругленные углы на торцевой режущей кромке, перпендикулярной оси вращения осевого очистного элемента 1, и выполнен в виде пластинчатого ребра червячной резьбы, направление изгиба которой совпадает с направлением изгиба осевого очистного элемента 1.
Периферийные шнеки 4 в количестве двух штук расположены симметрично и закреплены на гибком валу 5. Направление навивки шнеков 4 совпадает с направлением навивки очистных элементов 1 и 2.
Муфта 10 для сцепления гибкого вала 5 с корпусом 3 режущей головки представляет собой пружинный храповой механизм, обеспечивающий за счет тарированных пружин при рабочем состоянии гарантированное соединение корпуса 3 режущей головки с гибким валом 5. Муфта 10 содержит крестовину (не показана), обеспечивающую наклон режущей головки при изгибе внутренней полости очищаемой трубы. Привод гибкого вала 5 - электрический с реверсивным ходом - обеспечивается с помощью конечной пары зубчатых колес, одно из которых жестко насажено на гибкий вал 5. Осевой канал 6 служит для подачи жидкости с целью охлаждения очистных элементов 1, 2 и удаления сколотых отложений.
Заявляемое устройство для очистки внутренней поверхности труб работает следующим образом.
В трубу, из которой необходимо удалить отложения, вставляется режущая головка с корпусом 3 и закрепленными в нем очистными элементами 1 и 2. С помощью фиксатора 9 периферийные режущие элементы 2 устанавливаются с минимальным зазором в трубу, из которой удаляются отложения. С помощью электродвигателя (не показан) и зубчатой передачи гибкий вал 5 приводится во вращательное движение и одновременно к нему прикладывается осевое усилие с помощью реечной механической зубчатой передачи (не показана). По осевому каналу 6 подается жидкость для охлаждения и первичного удаления сколотых отложений из зоны очистки. Очистные элементы 1 и 2 срезают слои отложений, которые транспортируются жидкостью на периферию к области захвата периферийными шнеками 4 и для удаления отложений с помощью шнеков наружу.
При возникновении овальности в очищаемой трубе периферийные очистные элементы 2 поочередно прижимаются внутрь корпуса 3 за счет преодоления сопротивления пружины 8.
При изгибе трубы изменение осевого направления движения происходит за счет пустотелого гибкого вала 5, зазора в муфте 10 сцепления, «утопания» периферийных режущих элементов 2 в корпус 3 режущей головки и за счет скругленных углов на торцевых кромках периферийных режущих элементов.
При встрече с непреодолимым препятствием в виде проваров очищаемой трубы срабатывает муфта сцепления и происходит холостое вращение гибкого вала при неподвижных осевых и периферийных очистных элементах.
Для облегчения вынимания устройства из очищаемой трубы и предотвращения застревания режущей головки в трубе гибкому валу 5 придается реверсивное вращательное движение от электродвигателя и механической реечной передачи (не показана).
1. Устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее режущую головку, соединенную с гибким валом, на котором закреплены периферийные шнеки, привод гибкого вала, отличающееся тем, что режущая головка выполнена составной в виде жестко закрепленного внутри корпуса режущей головки осевого очистного элемента и подвижно закрепленных в корпусе режущей головки периферийных очистных элементов, при этом гибкий вал выполнен пустотелым и соединен через муфту сцепления с корпусом режущей головки, установленной с возможностью наклона, при этом муфта сцепления выполнена в виде кулачкового храпового механизма с тарированными пружинами и содержит крестовину, обеспечивающую наклон режущей головки при изгибе внутренней полости очищаемой трубы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевой очистной элемент выполнен в виде скрученной пластины спиралевидной формы с двумя торцевыми режущими кромками, расположенными под углом 120° при вершине.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый периферийный очистной элемент закреплен в корпусе режущей головки с возможностью контакта с пружиной, установленной в пазу, выполненном в корпусе режущей головки, имеет скругленные углы на торцевой режущей кромке, перпендикулярной оси вращения осевого очистного элемента, и выполнен в виде пластинчатого ребра червячной резьбы, направление изгиба которой совпадает с направлением изгиба осевого очистного элемента, при этом каждый периферийный очистной элемент установлен в пазах корпуса режущей головки с возможностью регулирования зазора между периферийным очистным элементом и внутренней поверхностью очищаемой трубы перед началом устранения отложений.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что периферийные шнеки выполнены с направлением навивки, совпадающим с направлением навивки осевого очистного элемента и каждого периферийного очистного элемента.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий вал установлен с возможностью реверсивного вращения и осевого перемещения, при этом привод гибкого вала содержит реечную механическую зубчатую передачу с конечной парой зубчатых колес, одно из которых жестко закреплено на гибком валу с возможностью реверсивного вращения.
