Устройство для очищения полости трубопровода
Владельцы патента RU 2691367:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) (RU)
Изобретение относится к очищению внутренней полости трубопроводов, может быть использовано в коммунальном хозяйстве и нефтегазовой промышленности. Устройство для очищения полости трубопровода содержит размещенный на патрубке подвода реагента с возможностью вращения полый корпус с узлом вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, привод перемещения устройства вдоль трубопровода и привод вращения. Полый корпус выполнен цилиндрическим и состоит из соединенных между собой тыльной (1) и передней (10) частей, снабженных соответствующими торцевыми крышками (2 и 3), закрепленными с помощью болтов. В тыльной части образован блок вращения корпуса, а в передней части собран узел вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, содержащий блоки сопел и поджатых крышками сальников, и дополнительно установлен на переднем торце в направлении перемещения устройства блок фрез (20). Обе части корпуса установлены на соединенной с патрубком подвода реагента полой стяжной муфте (4) с возможностью вращения вокруг нее с помощью установленных в тыльной части корпуса подшипников (5) с распорной втулкой (6) между ними и закрытых сальниками (7). Полая стяжная муфта выполнена с буртиком и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой (8), пропущенной через отверстие тыльной торцевой крышки, с помощью которых полая стяжная муфта зажата в цилиндрическом корпусе с зазором между стенкой передней торцевой крышки и торцом стяжной муфты, образованным буртиком, для обеспечения вращения корпуса. Приводы вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода образованы с помощью блока сопел, соединенных с полостью передней части корпуса, сообщающейся, в свою очередь, с полостью стяжной муфты. По меньшей мере, два сопла (12) в составе блока расположены диаметрально и тангенциально установлены в противоположные стороны для образования реактивного крутящего момента. Оси двух симметрично расположенных сопел (11) наклонены по отношению к продольной оси устройства в сторону, противоположную его перемещению. На поверхности тыльной части корпуса выполнены винтовые канавки (21), предназначенные для удаления разрушенных заносов. Технический результат: повышение производительности и качества очистки полностью заиленных трубопроводов. 3 ил.
Изобретение относится к очищению внутренней полости трубопроводов, может быть использовано в коммунальном хозяйстве, нефтегазовой промышленности и направлено на повышение производительности очистки.
Известно устройство для удаления отложений из полости трубопровода, содержащее полый корпус с патрубком для подвода рабочего агента и кольцевой полостью с эластичной стенкой, установленный в корпусе по его оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения золотник с плоским упором на торце, пружину возврата золотника, реактивные сопла, выполненные в корпусе, каналы для подвода рабочего агента в кольцевую полость и каналы для выхода рабочего агента в передней по ходу перемещения части устройства (Авторское свидетельство СССР №1484392 А1, дата приоритета 06.11.1987, дата публикации 07.06.1989, автор Боргер В.Г., RU).
Недостатками аналога являются низкие эксплуатационные качества, обусловленные низкой производительностью и низким качеством очистки, так как устройство не обеспечивает удаление твердых отложений, требующих значительных по силе механических воздействий, а торцевая часть золотника, препятствующая его перемещению, может существенно тормозить перемещение устройства вдоль трубопровода, снижая при этом производительность очистки.
Известна реактивная головка для очистки внутренней поверхности трубопровода, снабженная ударным механизмом и содержащая установленную с возможностью вращения и продольного перемещения резцовую головку, размещенную на заглушенном торце патрубка, жестко связанного с хвостовиком, снабженным соплами продольного перемещения, а ударный механизм выполнен из двух частей с нарезкой по ступенчатой спирали на их обращенных друг к другу торцах, причем одна часть закреплена на хвостовике, а другая на резцовой головке (Патент РФ №2077964 С1, дата приоритета 10.03.1994, дата публикации 27.04.1997, авторы: Ежов В.А. и Холодный А.В., RU).
Недостатком известного аналога является его сложность, обусловленная конструкцией ударного механизма.
Известно устройство для очистки внутренней полости трубопровода, содержащее наконечник с режущими кромками, установленный на валу с лопастями, корпус, реактивную, турбинную, напорную камеры и патрубок для подачи рабочего агента, при этом турбинная камера выполнена в виде полого цилиндра, установленного внутри напорной камеры, и имеет отверстия в боковой стенке для направленной подачи рабочего агента на лопасти и вращения вала (Патент РФ №2292965 С1, дата приоритета 07.07.2006, дата публикации 10.02.2007, автор Толстов Э.Л., RU).
Недостатком известного аналога является низкое качество очистки из-за центрального расположения наконечника с режущими кромками, которое не позволяет даже при возможном движении всего устройства по спирали эффективно очистить прилегающие к стенкам трубопровода уплотненные слои.
Известно также устройство для очистки полости трубопровода, содержащее, связанную со шлангом подачи моющую головку с установленной в ее полости турбинкой с тангенциальными соплами, обеспечивающими ее вращение, передний конец турбинки выполнен с центральным и радиальным отверстиями, сообщающимися с полостью турбинки, и снабжен насадкой с торцевой фрезой и реактивной головкой с соплами, обеспечивающей увеличение крутящего момента фрезы (Патент Республики Беларусь №8620 С1, дата приоритета 19.01.2004, дата публикации 30.10.2006, авторы: Хомяков А.Г. и др., BY).
Недостатком данного аналога является наличие ступенчатого привода вращения фрезы, усложняющего конструкцию устройства в связи с большим количеством сопл, а также повышенный расход моющего агента, обусловленный подачей в центральную часть фрезы и в моющую головку.
В качестве прототипа принято устройство для очистки полости трубопровода, содержащее патрубок подвода рабочего агента, размещенный на нем с возможностью вращения полый корпус с наклонными соплами спереди по ходу перемещения устройства, привод перемещения устройства вдоль трубопровода и привод вращения, при этом наклонные сопла связаны с патрубком подвода рабочего агента посредством кинематической передачи для обеспечения возможности их синхронного вращения вокруг осей, параллельных оси вращения корпуса, с периодическим пересечением осей всех сопл на оси вращения корпуса (Авторское свидетельство СССР №1734890 А1, дата приоритета 18.04.1989, дата публикации 23.05.1992, авторы: Майструк С.П. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является низкая производительность при необходимости удаления твердых отложений, требующих значительных по силе механических воздействий для их разрушения и удаления, а также сложность конструкции, обусловленная наличием установленных в корпусе сопл, кинематически связанных с патрубком подвода рабочего агента для выполнения планетарных перемещений.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение производительности очистки полностью заиленных трубопроводов.
Для решения поставленной задачи предложено устройство для очищения полости трубопровода, содержащее размещенный на патрубке подвода реагента с возможностью вращения полый корпус с узлом вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, привод перемещения устройства вдоль трубопровода и привод вращения. Согласно изобретению, полый корпус выполнен цилиндрическим, состоящим из соединенных между собой тыльной и передней частей, снабженных соответствующими торцевыми крышками, закрепленными с помощью болтов, причем одна из них тыльная, а другая передняя, соединяющая тыльную и переднюю части корпуса и выполненная в виде трубки с фланцами на концах. В тыльной части образован блок вращения корпуса, а в передней части собран узел вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, содержащий блоки сопел и поджатых крышками сальников, и дополнительно установлен на переднем торце в направлении перемещения устройства блок фрез. Обе части корпуса установлены на соединенной с патрубком подвода реагента полой стяжной муфте с возможностью вращения вокруг нее с помощью установленных в тыльной части корпуса подшипников с распорной втулкой между ними и закрытых сальниками. При этом полая стяжная муфта выполнена с буртиком и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой, пропущенной через отверстие тыльной торцевой крышки, с помощью которых полая стяжная муфта зажата в цилиндрическом корпусе с зазором между стенкой передней торцевой крышки и торцом полой стяжной муфты, образованным буртиком, для обеспечения вращения корпуса. Приводы вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода образованы с помощью блока сопел, соединенных с полостью передней части корпуса, сообщающейся, в свою очередь, с полостью стяжной муфты. Причем, по меньшей мере, два сопла в составе блока расположены диаметрально и тангенциально установлены в противоположные стороны для образования реактивного крутящего момента, а оси двух симметрично расположенных сопел наклонены по отношению к продольной оси устройства в сторону, противоположную его перемещению. Кроме того, на поверхности тыльной части корпуса выполнены винтовые канавки, предназначенные для удаления разрушенных заносов.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для очищения полости трубопровода, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство, вид сверху.
На чертежах приведены следующие обозначения: 1 - тыльная часть полого цилиндрического корпуса; 2 - тыльная торцевая крышка; 3 - передняя торцевая крышка; 4 - полая стяжная муфта; 5 - подшипники; 6 - распорная втулка; 7 - сальники; 8 - резьбовая втулка; 9 - болты для крепления торцевых крышек на тыльной части корпуса; 10 - передняя часть с блоком сопел; 11 - сопло, наклоненное к оси устройства для обеспечения продольного перемещения устройства; 12 - тангенциальное сопло; 13 - сальник высокого давления; 14 - крышка; 15 - сальник низкого давления; 16 -крышка; 17 - крышка для фиксации сальников; 18 - болты для крепления крышки 17; 19 - болты для крепления торцевой крышки 3 к блоку сопел; 20 - блок фрез, представляющих собой коронки; 21 - винтовые канавки.
Устройство для очищения полости трубопровода содержит сборный полый цилиндрический корпус, состоящий из соединенных между собой тыльной 1 и передней 10 частей с закрепленными на них с помощью болтов 9 и 19 соответствующими торцевыми крышками 2 и 3. При этом передняя торцевая крышка 3 выполнена в виде трубки с фланцами на концах для соединения обеих частей корпуса, которые размещены на присоединенной к подводящему реагент патрубку полой стяжной муфте 4 с возможностью осевого вращения вокруг нее. Для этого в тыльной части 1 корпуса собран блок вращения, осуществляемого через подшипники 5, распертые втулкой 6. Подшипники закрыты сальниками 7. При этом полая стяжная муфта 4 выполнена с буртиком и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой 8, пропущенной через отверстие в тыльной торцевой крышке 2, с помощью которых полая стяжная муфта зажата в корпусе 1 с зазором между стенкой передней торцевой крышки 3 корпуса и торцом полой стяжной муфты 4, образованным упомянутым буртиком, для обеспечения вращения корпуса. Приводы вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода образованы с помощью блока сопел, соединенных с полостью передней части 10 корпуса, сообщающейся, в свою очередь, с полостью стяжной муфты 4. Причем, по меньшей мере, два сопла 12 в составе блока расположены диаметрально и тангенциально установлены в противоположные стороны для образования реактивного крутящего момента, а оси двух симметрично расположенных сопел 11 наклонены по отношению к продольной оси устройства в сторону, противоположную его перемещению. В передней части 10 корпуса собран узел вывода реагента в полость очищаемого трубопровода через сопла 11, 12. Для этого в передней части 10 корпуса также установлен водяной сальник высокого давления 13, который прижат крышкой 14. За крышкой 14 установлен сальник низкого давления 15, который прижат крышкой 16. Блок сальников зафиксирован крышкой 17 и винтами 18, а с помощью болтов 19 и фланца передней торцевой крышки 3 тыльная 1 и передняя 10 части полого цилиндрического корпуса соединены между собой для вращения вокруг полой стяжной муфты 4. Кроме того, в передней части 10 корпуса на переднем торце в направлении перемещения устройства установлен блок фрез 20. На поверхности тыльной части 1 корпуса выполнены винтовые канавки 21.
Устройство для очищения полости трубопровода работает следующим образом. Подготовленное к работе устройство вводят в трубопровод, и по подающему патрубку подают в полость стяжной муфты 4 рабочий агент под давлением к соплам 11 и 12. Струя рабочего агента под давлением выходит из сопел 11, оси которых наклонены к продольной оси устройства. Давление рабочего агента, выходящего из сопел 11, обеспечивает поступательное движение устройства вперед. Струя рабочего агента под давлением также выходит из сопел 12, оси которых расположены по касательной к окружности. Давление рабочего агента, выходящего из сопел 12, обеспечивает вращательное движение устройства. Струи, направленные в противоположные стороны, создают вращение полого цилиндрического корпуса вокруг стяжной муфты 4.
При вращении фреза 20 разрушает заносы и пробки полости трубопровода. Струи рабочего агента, выходящие под давлением из сопел 11, 12, удаляют остатки заносов с внутренней поверхности трубопровода и очищают его. При вращении полого цилиндрического корпуса разрушенные заносы удаляются из зоны работы устройства с помощью винтовых канавок 21 на тыльной части 1 корпуса.
Таким образом, технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении арсенала технических средств, а именно устройств для очистки полости трубопровода, в повышении производительности и качества очистки полностью заиленных трубопроводов.
Устройство для очищения полости трубопровода, содержащее размещенный на патрубке подвода реагента с возможностью вращения полый корпус с узлом вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, привод перемещения устройства вдоль трубопровода и привод вращения, отличающееся тем, что полый корпус выполнен цилиндрическим, состоящим из соединенных между собой тыльной и передней частей, снабженных соответствующими торцевыми крышками, закрепленными с помощью болтов, причем одна из них тыльная, а другая передняя, соединяющая тыльную и переднюю части корпуса и выполненная в виде трубки с фланцами на концах, в тыльной части образован блок вращения корпуса, а в передней части собран узел вывода реагента в полость очищаемого трубопровода, содержащий блоки сопел и поджатых крышками сальников, и дополнительно установлен на переднем торце в направлении перемещения устройства блок фрез, обе части корпуса установлены на соединенной с патрубком подвода реагента полой стяжной муфте с возможностью вращения вокруг нее с помощью установленных в тыльной части корпуса подшипников с распорной втулкой между ними и закрытых сальниками, при этом полая стяжная муфта выполнена с буртиком и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой, пропущенной через отверстие тыльной торцевой крышки, с помощью которых полая стяжная муфта зажата в цилиндрическом корпусе с зазором между стенкой передней торцевой крышки и торцом полой стяжной муфты, образованным буртиком, для обеспечения вращения корпуса, приводы вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода образованы с помощью блока сопел, соединенных с полостью передней части корпуса, сообщающейся, в свою очередь, с полостью стяжной муфты, причем, по меньшей мере, два сопла в составе блока расположены диаметрально и тангенциально установлены в противоположные стороны для образования реактивного крутящего момента, а оси двух симметрично расположенных сопел наклонены по отношению к продольной оси устройства в сторону, противоположную его перемещению, кроме того, на поверхности тыльной части корпуса выполнены винтовые канавки, предназначенные для удаления разрушенных заносов.
