PL216767B1 - Tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza dla systemów rurowych nie prostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach - Google Patents

Abstract

Tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza dla systemów rurowych nieprostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach, zawiera korpus tłoka (1) o średnicy mniejszej od średnicy systemu rurowego i część czołową (2), a na powierzchni korpusu tłoka (2) znajduje się ożebrowanie zewnętrzne w postaci żeber (3), rozchodzących się pod kątem zawierającym się w przedziale od 10 do 90 stopni względem osi podłużnej (4) tłoka czyszczącego, gdzie w wyżłobieniach (5) między żebrami (3) znajdują się równomiernie rozłożone na obwodzie tłoka otwory gwintowane (6), mocujące robocze elementy czyszczące (7), przy czym robocze elementy czyszczące (7) wystają poza obrys tłoka i są zakończone korzystnie szpikulcem, ostrymi wypustami lub kulowo. Tłok czyszczący posiada wewnątrz korpusu tłoka (1) rdzeń tłoka (8), umieszczony osiowo, o sztywności od 20% do 70%,korzystnie 50% sztywności korpusu tłoka (1), długości od 15% do 70%, korzystnie 30% długości korpusu tłoka (1), i średnicy od 10% do 60%,korzystnie 30% średnicy korpusu tłoka (1), gdzie średnica korpusu tłoka (1) jest korzystnie mniejsza od średnicy systemu rurowego jedynie nieznacznie, przy czym tłok czyszczący posiada część tylną (9), która korzystnie zakończona jest powierzchnią oporową (10), prostopadłą do osi podłużnej (4) tłoka czyszczącego, a część czołowa (2) tłoka czyszczącego korzystnie jest ostro lub obło zakończona. Tłok czyszczący wykorzystywany jest w skomplikowanych instalacjach przemysłowych, zwłaszcza rafineriach lub w innych zakładach chemicznych, produkcyjnych lub przetwórczych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza systemów rurowych nie prostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach, a szczególnie przy dużej twardości tych osadów. Tłok wykorzystywany jest w skomplikowanych instalacjach przemysłowych, zwłaszcza rafineriach lub w innych zakładach chemicznych, produkcyjnych lub przetwórczych.

Znane są konstrukcje do oczyszczania instalacji rurowych, które składają się z elementów ciernych umieszczonych dookólnie na sztywnym trzpieniu, które przemieszczając się wzdłużnie zgodnie z kierunkiem instalacji rurowej zdrapują zabrudzenia i osad pozostawione przez medium lub elementy nadmiarowe znajdujące się i przemieszczające standardowo w tych instalacjach. Przykładem może być druciak, szczotka lub wycior. Pierwsza z wielu niedogodności pojawia się przy instalacjach rurowych o znacznej długości, gdzie wspomniane narzędzia nie są wystarczające do przeprowadzenia czyszczenia. Wtedy elementy zawiesza się dodatkowo na cięgnie, którym może być sznur, lina, czy też łańcuch.

I tu niedogodnością nadal jest jednak długość instalacji czyszczonej, ponieważ częstokroć niemożliwe jest wprowadzenie a następnie odnalezienie na drugim końcu instalacji rzeczonego cięgna, które samoistnie nie jest w stanie precyzyjnie się przemieszczać.

Ze zgłoszenia PL.296071 znane jest rozwiązanie, które rozwiązuje problem prowadzenia poprzez dołączenie cięgna do wyciągarek wyposażonych w bębny.

Urządzenie wg tego rozwiązania ma co najmniej jeden zespół strugająco wygarniający utworzony z podłużnego korpusu, na którym osadzone są noże skrawające oraz podłużne prowadnice. Zespół strugająco wygarniający jest przymocowany do liny, której końce nawinięte są na bębny wciągarek. Lina jest oparta na krążkach osadzonych obrotowo we wspornikach zamocowanych na czyszczonym przewodzie. Noże skrawające są usytuowane promieniowo i rozmieszczone wzdłuż korpusu.

Niedogodnością staje się jednak konieczność wprowadzenia takiego urządzenia do instalacji i jego obecność także podczas eksploatacji.

Innym znanym ze zgłoszenia wzoru użytkowego PL109689 urządzeniem jest konstrukcja do czyszczenia znacznie większych przekrojowo szybów. Urządzenie służy do mechanicznego czyszczenia zbrojenia i obmurza szybów z narostów solnych. Urządzenie zaopatrzone jest w głowicę czyszczącą wykonaną w formie nieregularnej bryły zbliżonej do ściętego stożka, który posiada na bocznej powierzchni ukształtowane z wypukłości ostre krawędzie, które w czasie jego obrotu służą do działania udarowego. Głowica umieszczona jest mimośrodowo na wałku przekaźnikowym. Jej większa podstawa ma mimośrodowy otwór przeznaczony do mocowania w położeniu mimośrodowym, umożliwiającym oddziaływanie ze zmienną siłą na czyszczące powierzchnie. Urządzenie sadowi się na głowicy klatki szybowej, a bęben z nawiniętym wężem zasilającym, podłączonym do szybowego rurociągu sprężonego, powietrza wsunięty jest na piętro klatki.

Takie rozwiązanie posiada wspomaganie w postaci napędu, jaki uzyskuje się dzięki sprężonemu powietrzu, które jednocześnie wzmacnia siłę udarową, a ostre krawędzie ukształtowane z wypukłości rozbijają i zbierają zanieczyszczenia z bocznych ścian instalacji szybowej o znacznym przekroju.

Znane jest ze zgłoszenia wynalazku PL295134 rozwiązanie, które jakby łączy w sobie poprzednie dwa wspomniane. Konstrukcja do zastosowania sposobu w zgłoszenia zawiera w określonych odstępach w rurociągu okienka, przez które do środka wprowadza się głowicę ciśnieniową. Głowica ta jest wyposażona w kanały przemieszcza się samoczynnie w rurociągu i dodatkowo ciągnie za sobą linę, do które następnie mocuje się narzędzie czyszczące. Narzędzie to za pomocą liny przesuwa się wzdłuż czyszczonego odcinka rurociągu, przy czym konieczna staje się zmian średnicy narzędzia aż do uzyskania średnicy rurociągu.

Żadna ze wspomnianych konstrukcji nie rozwiązuje do końca problemu dla czyszczenia bardzo długich instalacji lub systemów rurowych.

Żadna ze wspomnianych konstrukcji nie rozwiązuje także problemu czyszczenia systemów rurowych, które zawierają w sobie szereg zagięć i kolan zmieniających kierunek przepływu medium wraz ze zmianą kierunku osi tego systemu rurowego.

Z patentu PL204513 znany jest tłok roboczy do czyszczenia rurociągów posiadających dużą ilość kolan o małych promieniach krzywizny.

Znany tłok roboczy ma ożebrowanie w postaci pierścieni umieszczonych na powierzchni tłoka. Tłok roboczy składa się z korpusu tłoka i dwóch części czołowych, a na powierzchni korpusu tłoka i części czołowych znajduje się ożebrowanie zewnętrzne w postaci pasów rozchodzących się pod

PL 216 767 B1 zmiennym kątem od 30 do 90 stopni względem osi podłużnej głównego tłoka roboczego, a w wyżłobieniach między użebrowaniem znajdują się równomiernie rozłożone na obwodzie tłoka otwory gwintowane mocujące robocze elementy czyszczące. Korzystnie jest, gdy elementy czyszczące są zakończone szpikulcem, małymi ostrymi wypustami lub mają kulkowe zakończenie. Metalowe robocze elementy czyszczące wystają poza obrys tłoka i usuwają dzięki temu mechanicznie zanieczyszczenia odłożone na wewnętrznych ściankach rurociągu.

Wszystkie wymienione znane konstrukcje stosowane są dla swej skuteczności jako konstrukcje działające dwukierunkowo. Zasadniczo przy systemach rurowych dodatkowo stosowany jest zamknięty dwustronnie układ dla przeprowadzenia skutecznego czyszczenia.

Ostatnia wspomniana znana konstrukcja tłoka dzięki współpracującym systemom hydraulicznym pozwala na jego dwukierunkowe przemieszczanie bez konieczności wprowadzania go ponownie do układu lub bez konieczności otwierania tego układu.

Niestety nawet tak dobra konstrukcja tłoka ma niedogodność przy mniejszych gabarytowo średnicach systemów rurowych przy jednoczesnym zwiększeniu ilość kolan w systemie, a szczególnie przy zagięciach i zmianach linii prowadzenia medium przekraczających kąt 90 stopni w stosunku do osi systemu rurowego. Znany tłok mimo lepszego zbierania zanieczyszczeń od wcześniejszych konstrukcji nie mógł bez przeszkód przemieszczać się na zakrętach i w kolanach, chyba że jego przekrój poprzeczny był mniejszy w znaczniejszym stopniu od średnicy systemu rurowego. Cierpiała na tym dokładność procesu czyszczenia lub też dla jej zapewnienia konieczne było kilkukrotne przemieszczanie tłoka ta samą drogą.

Celem rozwiązania według wynalazku jest stworzenie takiej konstrukcji tłoka czyszczącego, aby miał możliwość jednoczesnego fizycznego przejścia przez ciasne kolana przy zachowaniu niezbędnej elastyczności i jednocześnie mógł bardzo skutecznie usuwać twardy osad z powierzchni czyszczonego systemu rurowego, szczególnie od wewnętrznej strony kolana o zagięciu nawet do 180 stopni, do czego wymagane jest zapewnienie sztywności tłoka czyszczącego. Dodatkowo celem jest także możliwość wykonania tego poprzez jednokrotne lub co najwyżej kilkukrotne przejście tłoka, co z kolei pozwala na możliwość stosowania w systemach jednostronnie otwartych, czyli tłok czyszczący przemieszcza się jedynie w jednym kierunku w strony otwarcia układu.

Rozwiązaniem według wynalazku jest tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza dla systemów rurowych nie prostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach, który zawiera korpus tłoka o średnicy mniejszej od średnicy systemu rurowego i część czołową, a na powierzchni korpusu tłoka czyszczącego znajduje się ożebrowanie zewnętrzne w postaci żeber rozchodzących się pod kątem zawierającym się w przedziale od 10 do 90 stopni względem osi podłużnej tłoka czyszczącego, gdzie w wyżłobieniach między żebrami znajdują się równomiernie rozłożone na obwodzie tłoka otwory gwintowane mocujące robocze elementy czyszczące, przy czym elementy czyszczące wystają poza obrys tłoka i są zakończone korzystnie szpikulcem, ostrymi wypustami lub kulowo. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że wewnątrz korpusu tłoka znajduje się umieszczony osiowo rdzeń tłoka o sztywności od 20% do 70% korzystnie 50% sztywności korpusu tłoka, długości od 15% do 70% korzystnie 30% długości korpusu tłoka i średnicy od 10% do 60% korzystnie 30% średnicy korpusu tłoka, gdzie średnica korpusu tłoka jest korzystnie mniejsza od średnicy systemu rurowego jedynie nieznacznie, przy czym tłok czyszczący posiada część tylną, która korzystnie zakończona jest powierzchnią oporową prostopadłą do osi tłoka czyszczącego, a część czołowa tłoka czyszczącego korzystnie jest ostro lub obło zakończona. Najlepiej, gdy szerokość pojedynczego żebra zewnętrznego zawiera się pomiędzy 1/32 a 1/4 długości obwodu korpusu tłoka czyszczącego korzystnie od 1/16 do 1/8 tej długości, przy czym ilość żeber rozmieszczonych promieniście wynosi więc odpowiednio od szesnastu do dwóch korzystnie od ośmiu do czterech. Robocze: elementy czyszczące są korzystnie rozmieszczone naprzemiennie, a ich odległo względem siebie zawiera się pomiędzy 10% a 25% długości korpus tłoka czyszczącego. Korpus tłoka korzystnie posiada co najmniej jedno żebro umieszczone prostopadle do osi tłoka czyszczącego, najlepiej trzy takie żebra. Żebra rozmieszczone promieniście korzystnie posiadają co najmniej jeden prosty odcinek o kierunku zgodnym z linią osi tłoka czyszczącego. Kąt nachylenie żeber rozmieszczonych promieniście względem osi tłoka czyszczącego może być zmienny tworząc z tych żeber łuk, przy czym wartość tego kąta nachylenia jest tym większa im bliżej znajduje się część czołowa tłoka czyszczącego.

Przykładowe rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia tłok czyszczący w rzucie z boku, Fig. 2 przedstawia tłok czyszczący w przekroju poprzecznym na linii A-A, a Fig. 3 przedstawia tłok czyszczący w przekroju podłużnym w linii jego osi.

PL 216 767 B1

Przykładowy tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza dla systemów rurowych nie prostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach, zawiera korpus: tłoka 1 o średnicy mniejszej od średnicy systemu rurowego i część czołową 2, a na powierzchni korpusu tłoka 1 znajduje się ożebrowanie zewnętrzne w postaci żeber 3 rozchodzących się pod kątem 45 stopni względem osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego na pewnej długości, gdzie w wyżłobieniach 5 między żebrami 3 znajdują się PB równomiernie rozłożone na obwodzie tłoka otwory gwintowane 6 mocujące roboczy elementy czyszczące 7, przy czym robocze elementy czyszczące 7 wystają poza obrys tłoka i są zakończone naprzemiennie szpikulcem, ostrymi wypustami i kulowo. Tłok czyszczący wewnątrz korpusu tłoka 1 posiada rdzeń tłoka 8 umieszczony osiowo sztywności 50% sztywności korpusu tłoka 1, długości 30% długości korpusu tłoka 1 m średnicy 30% średnicy korpusu tłoka 1, gdzie średnica korpusu tłoka 1 jest mniejsza od średnicy systemu rurowego jedynie nieznacznie, przy czym tłok czyszczący posiada część tylną 9, która zakończona jest powierzchnią oporową 10 prostopadłą do osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego, a część czołowa 2 tłoka czyszczącego jest ostro zakończona. Szerokość pojedynczego żebra 3 wynosi 1/8 tej długości, przy czym ilość żeber 3 rozmieszczonych promieniście wynosi cztery. Odległość roboczych elementów czyszczących 7 wynosi względem siebie 15% długości korpusu tłoka 1. Korpus tłoka 1 korzystnie posiada jedno żebro 3 umieszczone prostopadle do o podłużnej 4 tłoka czyszczącego. Żebra 3 rozmieszczone promieniście posiadają prosty odcinek 11 o kierunku zgodnym z linią osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego na pewnej długości żebra 3. Kąt nachylenia żeber rozmieszczonych promieniście względem osi tłoka czyszczącego jest stały.

Przykładowy tłok czyszczący według wynalazku jest wprowadzany do systemu rurowego, który następnie jest jednostronnie zamykany od strony części tylnej 9 tłoka czyszczącego. Od strony zamknięcia wprowadzane jest medium, np. woda lub inny płyn pozwalający uzyskać dzięki dodatkowemu modułowi sprężającemu, np. dzięki pompom wyższe ciśnienie za tylną częścią 9 tłoka czyszczącego. Medium na skutek działania ciśnienia przepycha tłok czyszczący, który dzięki kątowemu rozmieszczeniu żeber 3 zostaje dodatkowo wprawiony w ruch obrotowy. Robocze elementy czyszczące 7 podczas przemieszczania się tłoka czyszczącego czyszczą system rurowy od środka, a dzięki ruchowi obrotowemu czyszczenie jest dokładne. Rdzeń tłoka 8 o mniejszej względem korpusu tłoka 1 gęstości pozwala na swobodne przemieszczanie się tłoka czyszczącego poprzez zakrzywienia i kolana systemu rurowego z jednoczesnym dokładnym czyszczeniem tych krzywizn. Po przejściu tłoka czyszczącego przez jednostronnie otwarty układ wydostaje się on razem z zanieczyszczeniami i medium otwartą stroną systemu.

Korzyścią z zastosowania wynalazku jest bezsprzecznie szybsze wykonanie czyszczenia, przy czym dodatkowo związane to jest z oszczędnością energii oraz mediów niezbędnych do ciśnieniowego napędzania tłoka.

Claims (7)

1. Tłok czyszczący dla systemów rurowych, zwłaszcza dla systemów rurowych nie prostolinijnych z osadem na wewnętrznych ścianach, zawiera korpus tłoka o średnicy mniejszej od średnicy systemu rurowego, część czołową, a na powierzchni korpusu tłoka znajduje się ożebrowanie zewnętrzne w postaci żeber rozchodzących się pod kątem zawierającym się w przedziale od 10 do 90 stopni względem osi podłużnej tłoka czyszczącego, gdzie w wyżłobieniach między żebrami znajdują się równomiernie rozłożone na obwodzie tłoka otwory gwintowane mocujące robocze elementy czyszczące, przy czym elementy czyszczące wystają poza obrys tłoka i są zakończone korzystnie szpikulcem, ostrymi wypustami lub kulowo, znamienny tym, że wewnątrz korpusu tłoka 1 znajduje się rdzeń tłoka 8 umieszczony osiowo o sztywności od 20% do 70% korzystnie 50% sztywności korpusu tłoka 1, długości od 15% do 70% korzystnie 30% długości korpusu tłoka 1 średnicy od 10% do 60% korzystnie 30% średnicy korpusu tłoka 1, gdzie średnica korpusu tłoka 1 jest korzystnie mniejsza od średnicy systemu rurowego jedynie nieznacznie, przy czym tłok czyszczący posiada część tylną 9, która korzystnie zakończona jest powierzchnią oporową 10 prostopadłą do osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego, a część czołowa 2 tłoka czyszczącego korzystnie jest ostro lub obło zakończona.

2. Tłok czyszczący według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość pojedynczego żebra 3 zawiera się pomiędzy 1/32 a 1/4 długości obwodu korpusu tłoka 1 czyszczącego korzystnie od 1/16 do 1/8 tej długości, przy czym ilość żeber 3 rozmieszczonych promieniście wynosi wtedy odpowiednio od szesnastu do dwóch korzystnie od ośmiu do czterech.

PL 216 767 B1

3. Tłok czyszczący według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że robocze elementy czyszczące

7 są rozmieszczone naprzemiennie.

4. Tłok czyszczący według zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że odległość roboczych elementów czyszczących 7 względem siebie zawiera się pomiędzy 10% a 25% długości korpusu tłoka 1.

5. Tłok czyszczący według zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że korpus tłoka 1 posiada co najmniej jedno żebro 3 umieszczone prostopadle do osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego korzystnie trzy takie żebra 3.

6. Tłok czyszczący według zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że żebra 3 rozmieszczone promieniście posiadają co najmniej jeden prosty odcinek 11 o kierunku zgodnym z linią osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego.

7. Tłok czyszczący według zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że kąt nachylenie żeber 3 rozmieszczonych promieniście względem osi podłużnej 4 tłoka czyszczącego jest zmienny tworząc łuk, przy czym wartość tego kąta nachylenia jest tym większa im bliżej znajduje się część czołowa 2 tłoka czyszczącego.