RU2008991C1

RU2008991C1 - Device for cleaning-out inner surfaces of pipelines

Info

Publication number: RU2008991C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Ежов; Николай Иванович Федорчуков; Игорь Николаевич Платоненко
Original assignee: Владимир Александрович Ежов; Николай Иванович Федорчуков; Игорь Николаевич Платоненко
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: machine-building. SUBSTANCE: device for cleaning-out the inner surface of a pipeline has an implement in thee form of a petal-shaped collar with wedge-type slits. The device further has a reciprocation mechanism and a cavitator with a stem extending through the collar. The reciprocation mechanism has the form of a cylinder associated with a collar and having at least one partition which divides it into chambers. A piston is set in each chamber for dividing it into a stem area and a piston area. Cavitator stem is associated with pistons. The stems hollows of the cylinder are communicated with the hollow disposed before the collar and the pistons hollows are alternatively communicated with the hollow disposed before the collar and the hollow disposed after the collar by means of a channel defined in the stem and a slide valve defined in the partition between the pistons. The slide valve is longitudinally displaceable within the partition and having the length exceeding the partition thickness. EFFECT: improved quality of cleaning. 2 dwg

Description

Изобретение (патент) относится к машиностроению, коммунальному хозяйству, металлургии и др. The invention (patent) relates to mechanical engineering, utilities, metallurgy, etc.

Там, где имеются трубопроводы с жидкостью, способные зарастать отложениями, которые уменьшают пропускную способность трубопровода. Where there are pipelines with liquid that can overgrow with deposits, which reduce the throughput of the pipeline.

Известны устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода. Known devices for cleaning the inner surface of the pipeline.

Устройство по способу (1) представляет собой очистительный снаряд, состоящий из нескольких манжет, соединенных между собой. Внутренняя часть каждой манжеты выполнена из эластичных элементов, расположенных по кругу в несколько слоев в шахматном порядке. Наружная часть каждой манжеты выполнена из пружинных элементов, расположенных в два ряда, также в шахматном порядке. Наружные и внутренние элементы закреплены на полой штанге между фланцами, что обеспечивает эластичность манжет и сохранность их формы. Наружный ряд пружинных элементов образует на поверхности манжет равномерно распределенные по окружности клиновидные щели, сужающаяся часть которых направлена по ходу очистки. Угол клина не более 25^о.The device according to the method (1) is a cleaning projectile consisting of several cuffs interconnected. The inner part of each cuff is made of elastic elements arranged in a circle in several layers in a checkerboard pattern. The outer part of each cuff is made of spring elements arranged in two rows, also in a checkerboard pattern. External and internal elements are fixed on a hollow rod between the flanges, which ensures the elasticity of the cuffs and the preservation of their shape. The outer row of spring elements forms wedge-shaped cracks evenly distributed around the circumference of the cuffs, the tapering part of which is directed along the course of cleaning. Wedge angle no more than 25 ^about .

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

В предварительно очищенную заходную часть трубопровода вводят устройство и после герметизации места ввода системой подачи нагнетают в трубопровод рабочий агент (например, воду), которая передвигает очистительный снаряд. По образованным между стенкой трубы и манжетой клиновидным щелям вода разгоняется до скорости 20-30 м/с. Часть отложений удаляют с поверхности трубы силой скоростного напора, а часть за счет резкого снижения давления в кольцевом зазоре между манжетой и трубой. Недостатком устройства является то, что при крепких отложениях требуется увеличивать давление жидкого рабочего агента на снаряд, что приведет к проталкиванию его далее в узкую часть трубы и заклиниванию. Это снижает производительность работ и качество очистки. В случае, если давление рабочего агента не повышать, устройство останавливается у отложений и в сужение не проталкивается. A device is introduced into the pre-cleaned inlet part of the pipeline and after sealing the entry point with a feed system, a working agent (for example, water) is pumped into the pipeline, which moves the cleaning shell. According to the wedge-shaped cracks formed between the pipe wall and the cuff, the water accelerates to a speed of 20-30 m / s. Part of the deposits is removed from the surface of the pipe by the force of a high-pressure head, and part due to a sharp decrease in pressure in the annular gap between the cuff and the pipe. The disadvantage of this device is that with strong deposits it is necessary to increase the pressure of the liquid working agent on the projectile, which will lead to pushing it further into the narrow part of the pipe and jamming. This reduces productivity and cleaning quality. If the pressure of the working agent is not increased, the device stops at the deposits and does not push into the constriction.

При этом, эффективные части струи (части струи с наибольшим скоростным напором и части струи с резко сниженным давлением) относительно очищаемой поверхности не перемещаются и результативность их работы снижается. In this case, the effective parts of the stream (parts of the stream with the highest velocity head and parts of the stream with sharply reduced pressure) do not move relative to the surface being cleaned and their performance decreases.

Более эффективно струя будет работать, если устройство будет совершать возвратно-поступательное движение, тогда струи своими наиболее эффективными частями будут перекрывать некоторые участки очищаемой поверхности. Размеры этих участков будут зависеть от величины хода возвратно-поступательного перемещения устройства. The jet will work more efficiently if the device performs a reciprocating movement, then the jets will cover some parts of the surface being cleaned with their most effective parts. The dimensions of these sections will depend on the magnitude of the stroke of the reciprocating movement of the device.

При этом устройство имеет результирующее движение вперед. In this case, the device has a resulting forward movement.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства. The aim of the invention is to increase the efficiency of the device.

Указанная цель достигается тем, что устройство (лепестковая манжета) снабжено установленным перед манжетой кавитатором со штоком, проходящим через манжету и механизмом возвратно-поступательного движения, выполненным в виде соединенного с манжетой силового цилиндра с, по меньшей мере, одной перегородкой для разделения его на камеры, в каждой из которых смонтирован поршень для деления камеры на поршневую и штоковую части, а шток кавитатора связан с поршнями, причем штоковые полости цилиндра сообщены с полостью перед манжетой, а поршневые полости посредством канала в штоке и установленного в перегородке между поршнями золотника сообщены попеременно с полостью до манжеты и с полостью после манжеты, при этом золотник установлен с возможностью его продольного перемещения в перегородке, а длина его превышает толщину перегородки. This goal is achieved by the fact that the device (petal cuff) is equipped with a cavitator installed in front of the cuff with a rod passing through the cuff and a reciprocating mechanism made in the form of a power cylinder connected to the cuff with at least one partition to divide it into cameras , in each of which a piston is mounted for dividing the chamber into piston and rod parts, and the cavitator rod is connected with pistons, the rod cavity of the cylinder communicating with the cavity in front of the cuff, and the piston the cavity through the channel in the rod and installed in the baffle between the pistons of the spool are alternately communicated with the cavity before the cuff and with the cavity after the cuff, while the spool is installed with the possibility of longitudinal movement in the baffle, and its length exceeds the thickness of the baffle.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже. In more detail, the invention will be described below.

На фиг. 1 представлен схематический чертеж предлагаемого устройства; на фиг. 2 - динамика золотника и очистительного устройства при перемещении его назад относительно кавитатора. In FIG. 1 presents a schematic drawing of the proposed device; in FIG. 2 - the dynamics of the spool and the cleaning device when moving it back relative to the cavitator.

Устройство (фиг. 1) состоит из очистительного снаряда в виде лепестковой манжеты 1 с клиновидными щелями, кавитатора 2 со штоком 3, в котором имеется канал 4. The device (Fig. 1) consists of a cleaning shell in the form of a petal cuff 1 with wedge-shaped slots, a cavitator 2 with a rod 3, in which there is a channel 4.

Механизм возвратно-поступательного движения включает поршни 5 и 6 с уплотнительными кольцами 7 и 8, размещенные в силовом цилиндре 9, соединенном жестко с манжетой 1, перегородку 10 для разделения цилиндра 9 на камеры, в которых каждый поршень делит камеру на штоковую А и поршневую Б части. Штоковая полость А второго поршня 6 сообщается с полостью перед манжетой 1 каналом 11. The reciprocating mechanism includes pistons 5 and 6 with O-rings 7 and 8, located in the actuator 9, which is rigidly connected to the sleeve 1, a baffle 10 for dividing the cylinder 9 into chambers, in which each piston divides the chamber into rod A and piston B parts. The rod cavity A of the second piston 6 communicates with the cavity in front of the cuff 1 of the channel 11.

В перегородке 10 размещен золотник 12, имеющий с торцев коленообразные каналы 13 и 14 и герметизированный кольцами 15. В перегородке 10 имеются каналы 16 и 17. Устройство размещено в трубе 18 с отложениями 19. A spool 12 is placed in the partition 10, having knee-shaped channels 13 and 14 from the ends and sealed with rings 15. In the partition 10, there are channels 16 and 17. The device is placed in the pipe 18 with deposits 19.

Поршневая часть камеры Б сообщается с полостью после манжеты 1. The piston part of the chamber B communicates with the cavity after the cuff 1.

Работает устройство следующим образом. В предварительно очищенную заходную часть трубопровода кавитатором вперед вводится устройство. После герметизации места ввода (на фиг. 1 не показано) системой подачи нагнетается жидкий рабочий агент (например, вода). The device operates as follows. The device is introduced forward by a cavitator into a previously cleaned inlet part of the pipeline. After sealing the entry point (not shown in FIG. 1), a liquid working agent (for example, water) is pumped by the feed system.

Манжета 1, воспринимая давление, передвигается по трубе 18 и кавитатором 2 упирается в отложения 19. Рабочий агент, по зазорам между стенкой трубы 18 и снарядом 1, разгоняясь, гидробародинамическими потоками начинает размывать отложения 19. При этом, в полости В (перед манжетой 1) за счет гидравлического сопротивления потоку воды между манжетой 1 и стенкой трубы 18 образуется давление рабочего агента ниже, чем в полости Г (за манжетой 1). The cuff 1, sensing the pressure, moves along the pipe 18 and the cavitator 2 rests on the deposits 19. The working agent, in the gaps between the wall of the pipe 18 and the projectile 1, accelerates, begins to erode deposits 19 by hydrodynamic flows, while in the cavity B (before the cuff 1 ) due to hydraulic resistance to water flow between the cuff 1 and the wall of the pipe 18, the pressure of the working agent is formed lower than in the cavity G (behind the cuff 1).

Используя повышенное и пониженное давление, манжета 1 совершает возвратно-поступательное движение относительно кавитатора 2 следующим образом. Полость А силового цилиндра 9 соединены постоянно с низким давлением при помощи канала 11 и зазора между штоком 3 и манжетой 1, жестко соединенной с силовым цилиндром 9. Using high and low pressure, the cuff 1 performs a reciprocating motion relative to the cavitator 2 as follows. The cavity A of the master cylinder 9 is constantly connected with low pressure using the channel 11 and the gap between the rod 3 and the cuff 1, rigidly connected to the master cylinder 9.

При положении золотника 12, показанного на фиг. 1, полости Б обеих камер, через каналы 4 и 16 и отверстие 14 соединяются с полостью А второй камеры и далее, через канал 11 с полостью пониженного давления В. Таким образом, во всех полостях обеих камер находится пониженное давление и оно не мешает манжете 1 под рабочим давлением воды в трубе 18 передвигаться по направлению стрелок Д (фиг. 1) в сторону кавитатора 2. With the position of the spool 12 shown in FIG. 1, the cavities B of both chambers, through channels 4 and 16 and the hole 14 are connected to the cavity A of the second chamber and then, through the channel 11 with the cavity of reduced pressure B. Thus, in all cavities of both chambers there is a reduced pressure and it does not interfere with the cuff 1 under the working pressure of the water in the pipe 18 move in the direction of the arrows D (Fig. 1) in the direction of the cavitator 2.

Передвигаясь по штоку 3, манжета 1 с силовым цилиндром 9 и золотником 12 упирается золотником 12 в поршень 5 и золотник занимает положение, показанное на фиг. 2. Moving along the stem 3, the sleeve 1 with the power cylinder 9 and the spool 12 abuts the spool 12 against the piston 5 and the spool takes the position shown in FIG. 2.

При этом высокое давление проникает (стрелка Е на фиг. 2) в полость Б и, воздействуя на поршни 5 и 6, перегородку 10 и силовой цилиндр 9 передвигает манжету 1 в направлении стрелок Ж, т. е. в обратную сторону относительно кавитатора 2. In this case, high pressure penetrates (arrow E in Fig. 2) into cavity B and, acting on the pistons 5 and 6, the baffle 10 and the power cylinder 9 moves the cuff 1 in the direction of the arrows Ж, i.e., in the opposite direction relative to the cavitator 2.

Количество поршней 5, 6 и силовой цилиндр 9 можно наращивать (пунктир на фиг. 1), тогда сила возвратного движения будет увеличиваться. Естественно, что площадь поршней, работающих на возвратное движение за вычетом площади поперечного сечения штока, на котором размещены поршни, должна быть больше площади поперечного максимального сечения манжеты 1. В противном случае возвратного движения не будет. На заключительной стадии возвратного движения золотник 12 снова занимает положение, показанное на фиг. 1, и полости Б снова соединяются с полостью низкого давления В, и манжета 1 потоком рабочего агента перемещается вперед. The number of pistons 5, 6 and the power cylinder 9 can be increased (the dotted line in Fig. 1), then the force of the return movement will increase. Naturally, the area of the pistons working for the return movement minus the cross-sectional area of the rod on which the pistons are placed should be larger than the cross-sectional maximum cross-sectional area of the sleeve 1. Otherwise, there will be no return movement. At the final stage of the return movement, the spool 12 again occupies the position shown in FIG. 1, and the cavities B are again connected to the low-pressure cavity B, and the cuff 1 moves forward by the flow of the working agent.

Совершая возвратно-поступательное движение, манжета 1 своими наиболее эффективными частями струй обрабатывает поверхность трубы, одновременно размывая отложения 19, в которые упирается кавитатор 2. Making a reciprocating movement, the cuff 1 with its most effective parts of the jets processes the surface of the pipe, while eroding deposits 19, against which the cavitator 2 rests.

Таким образом, продвигаясь вперед, манжета многократно вычищает поверхность трубы, повышая качество очистки, а в связи с тем, что повторной очистки не требуется, повышается и производительность работы. В конечном итоге повышается эффективность работы устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1414931, кл. В 08 В, 1982. Thus, moving forward, the cuff repeatedly cleans the surface of the pipe, increasing the quality of cleaning, and due to the fact that re-cleaning is not required, the work productivity is also increased. Ultimately, the efficiency of the device. (56) Copyright certificate of the USSR N 1414931, cl. B 08 V, 1982.

Claims

DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF A PIPELINE, containing a projectile in the form of a petal cuff with wedge-shaped slots, characterized in that it is equipped with a cavitator installed in front of the cuff with a rod passing through the cuff and a reciprocating movement made in the form of a coupled cuff at least one partition to divide it into chambers, in each of which a piston is mounted for dividing the chamber into piston and rod parts, and the cavitator rod is connected to the piston holes, the rod cavity of the cylinder communicating with the cavity in front of the cuff, and the piston cavity through the channel in the rod and installed in the baffle between the pistons of the spool communicating alternately with the cavity before the cuff and with the cavity after the cuff, while the spool is installed with the possibility of longitudinal movement in the baffle, and its length exceeds the thickness of the partition.