RU2086314C1

RU2086314C1 - Device for cleaning inner surfaces of pipe line

Info

Publication number: RU2086314C1
Application number: RU94007534A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Ежов
Original assignee: Владимир Александрович Ежов
Priority date: 1994-03-05
Filing date: 1994-03-05
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: cleaning inner surfaces pipe lines from deposit. SUBSTANCE: device includes housing, differential piston and working chamber. Arranged in housing is stepped rod with through passage which is connected with compressed air source. Differential piston is mounted movable on rod. On side of lesser diameter it is provided with blind axial stepped hole to receive rod. Lesser step of hole, its bottom and end of rod form control chamber which is brought in communication with end surface of larger diameter of piston by means of passage when in working position. larger step of piston and step of rod form braking chamber which is connected with passage of rod when piston is in initial state and then with compressed air source. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, химической, машиностроительной, металлургической промышленности и пр. Может быть использовано там, где имеются безнапорные трубопроводы, заросшие отложениями. The invention relates to the field of public utilities, chemical, machine-building, metallurgical industries, etc. Can be used where there are pressure-free pipelines overgrown with deposits.

Известны устройства для очистки внутренней поверхности трубопроводов. Known devices for cleaning the inner surface of pipelines.

Устройство [1] работает на принципе выхлопа сжатого воздуха в окружающую среду. Устройство содержит цилиндрический корпус, в котором в средней части размещен подпружиненный дифференциальный поршень, большей частью закрывающий камеру управления, а меньшей рабочую камеру. Поршень имеет сквозной канал, который в обе стороны переходит в пустотелые перфорированные штоки с клапанами, закрывающими две рабочие камеры, одна из которых размещена за камерой управления. The device [1] operates on the principle of exhausting compressed air into the environment. The device comprises a cylindrical body, in which a spring-loaded differential piston is placed in the middle part, for the most part closing the control chamber, and a smaller working chamber. The piston has a through channel, which on both sides passes into hollow perforated rods with valves closing two working chambers, one of which is located behind the control chamber.

Недостатком являются плохие условия выхлопа сжатого воздуха из камеры, где отверстие закрыто не только клапаном, но и штоком. Наличие пружины усложняет устройство. Наличие штоков предъявляет жесткие требования к изготовлению по соосности деталей. Все это снижает надежность и эффективность устройства. The disadvantage is the poor conditions for the exhaust of compressed air from the chamber, where the hole is closed not only by the valve, but also by the stem. The presence of a spring complicates the device. The presence of rods imposes stringent requirements for the manufacture of the alignment of parts. All this reduces the reliability and efficiency of the device.

Устройство [2] ближайший аналог, содержит корпус с рабочей камерой, расположенный в корпусе дифференциальный поршень с осевым отверстием для установки штока с полостью для прихода сжатого воздуха, управляющую камеру, сообщающуюся посредством канала с торцевой поверхностью поршня со стороны рабочей камеры и тормозную камеру. The closest analogue device [2] comprises a housing with a working chamber, a differential piston located in the housing with an axial bore for installing a rod with a cavity for the arrival of compressed air, a control chamber communicating via a channel with the piston end surface from the side of the working chamber and a brake chamber.

Недостатком устройства является сложность подачи в него сжатого воздуха, плохие условия закрытия нагнетательной камеры, так как в нее постоянно поступает сжатый воздух из входной камеры, который препятствует перемещению поршня. Плохие условия торможения поршня при рабочем ходе вызывают необходимость устанавливать на фланце поршня амортизаторы. The disadvantage of this device is the difficulty in supplying compressed air to it, poor conditions for closing the discharge chamber, since it constantly receives compressed air from the inlet chamber, which prevents the piston from moving. Poor piston braking conditions during operation make it necessary to install shock absorbers on the piston flange.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности срабатывания. The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of operation.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с рабочей камерой, установленный в корпусе подвижный дифференциальный поршень с осевым отверстием для установки штока с полостью для прохода сжатого воздуха, управляющую камеру, сообщающуюся посредством канала с торцевой поверхностью поршня со стороны рабочей камеры, и тормозную камеру, согласно изобретению, шток и поршень выполнены с меньшей и большей ступенями, управляющая камера образована меньшей ступенью и дном штока, а тормозная камера образована между большими ступенями поршня и штока и сообщается в исходном состоянии поршня посредством канала с каналом штока. This goal is achieved by the fact that in the device comprising a housing with a working chamber, a movable differential piston with an axial hole for installing a rod with a cavity for compressed air passage, a control chamber communicating via a channel with the piston end surface from the side of the working chamber, and the brake chamber according to the invention, the rod and piston are made with smaller and larger steps, the control chamber is formed by a smaller step and the bottom of the rod, and the brake chamber is formed between large tupenyami piston and rod and communicates in the initial state the piston rod through the channel with the channel.

Кроме того, между поршнем и корпусом выполнена гидравлическая камера с сопловыми отверстиями. In addition, between the piston and the housing there is a hydraulic chamber with nozzle openings.

На фиг. 1 представлен схематический чертеж предложенного устройства; на фиг.2 момент его срабатывания. In FIG. 1 is a schematic drawing of the proposed device; figure 2 the moment of its operation.

Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов состоит из корпуса 1, дифференциального поршня 2, снабженного со стороны меньшего диаметра глухим осевым ступенчатым отверстием, состоящим из меньшей ступени 3 и большей ступени 4, канала 5, фланца 6 (фиг.2). A device for cleaning the inner surface of pipelines consists of a housing 1, a differential piston 2, provided on the smaller side with a blind axial step hole, consisting of a smaller stage 3 and a larger stage 4, channel 5, flange 6 (figure 2).

Поршень 2 размещен на штоке 7 со сквозным каналом 8, соединенным с источником сжатого воздуха (на фиг.1 и 2 не показан). Шток 7 имеет канал 9 (фиг. 2) и ступень 10. Поршень 2 и шток 7 образуют управляющую камеру 11 и тормозную камеру 12. Корпус 1 и поршень 2 образуют гидравлическую камеру 13 с сопловыми отверстиями 14. В корпусе 1 выполнены выхлопные отверстия 15, закрытые фланцем 6 поршня 2. Поршень 2 герметизируется кольцами 16 и 17. К корпусу 1 присоединяется сменная рабочая камера 18 и подведен пневматический рукав 19. The piston 2 is placed on the rod 7 with a through channel 8 connected to a source of compressed air (not shown in FIGS. 1 and 2). The rod 7 has a channel 9 (Fig. 2) and a stage 10. The piston 2 and the rod 7 form a control chamber 11 and a brake chamber 12. The housing 1 and the piston 2 form a hydraulic chamber 13 with nozzle openings 14. In the housing 1 there are exhaust openings 15, closed by the flange 6 of the piston 2. The piston 2 is sealed with rings 16 and 17. A removable working chamber 18 is attached to the housing 1 and a pneumatic sleeve 19 is connected.

На фиг.1 и 2 показаны также трубопровод 20, отложения 21, жидкость 22. Figures 1 and 2 also show a pipeline 20, deposits 21, a liquid 22.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

По пневматическому рукаву 19 сжатый воздух поступает в канал штока 7 и далее в управляющую камеру 11, где воздействует на дно глухого отверстия с меньшей ступенью 3 и перемещается поршень 2 вправо до упора в уплотнительное кольцо 16. При этом открываются каналы 5 и 9, и сжатый воздух поступает в тормозную камеру 12 и рабочую камеру 18. Through the pneumatic sleeve 19, compressed air enters the channel of the rod 7 and then into the control chamber 11, where it acts on the bottom of the blind hole with a lower stage 3 and the piston 2 moves to the right until it stops in the o-ring 16. In this case, channels 5 and 9 are opened, and compressed air enters the brake chamber 12 and the working chamber 18.

При заполнении всех полостей устройства сжатым воздухом оно готово к работе. При этом происходит следующее. В связи с тем, что диаметр Д₁ поршня 2 больше диаметра Д₂, то сила, воздействующая на поршень 2 со стороны рабочей камеры 18, больше, чем суммарная сила слева, действующая в тормозной камере 12 и управляющей камере 11.When filling all cavities of the device with compressed air, it is ready for operation. In doing so, the following occurs. Due to the fact that the diameter D _{1 of the} piston 2 is larger than the diameter D ₂ , the force acting on the piston 2 from the side of the working chamber 18 is greater than the total force on the left acting in the brake chamber 12 and the control chamber 11.

Поршень 2 начинает движение влево, происходит перекрытие канала 5 штоком 7 и канала 9 поршнем 2. Одновременно происходит разуплотнение кольца 16, и сжатый воздух рабочей камеры 18 начинает резко воздействовать на всю площадь фланца 6 поршня 2. Сила, действующая на поршень 2, резко возрастает, и поршень 2 начинает ускоренное движение влево, выдавливая жидкость (воду) из сопловых отверстий 14. The piston 2 starts moving to the left, the channel 5 is blocked by the rod 7 and the channel 9 by the piston 2. At the same time, the ring 16 is decompressed, and the compressed air of the working chamber 18 begins to sharply affect the entire area of the piston 2 flange 6. The force acting on the piston 2 increases sharply , and the piston 2 begins an accelerated movement to the left, squeezing the liquid (water) from the nozzle holes 14.

Устройство предварительно помещено в трубопровод 20, заполненный жидкостью (водой), с отложениями 21. Образовавшийся реактивный импульс резко продвигает устройство по трубопроводу 20 на участок неразрушенных отложений. В это время поршень 2 с большой скоростью открывает выхлопные отверстия 15, и сжатый воздух рабочей камеры 18 через жидкость 22 в виде ударной волны воздействует на отложения 21 и разрушает их. The device is pre-placed in the pipeline 20, filled with liquid (water), with deposits 21. The resulting reactive impulse abruptly moves the device through the pipeline 20 to the site of undestructed deposits. At this time, the piston 2 opens the exhaust openings 15 at a high speed, and the compressed air of the working chamber 18 through the liquid 22 in the form of a shock wave acts on the deposits 21 and destroys them.

В связи с тем, что отверстия 15 выполнены под некоторым углом к продольной оси устройства, отложения отбрасываются назад и вымываются жидкостью, а само устройство получает дополнительный реактивный импульс, который является продолжением гидравлического реактивного импульса, полученного посредством сопловых отверстий 14. Due to the fact that the holes 15 are made at a certain angle to the longitudinal axis of the device, deposits are thrown back and washed out by the liquid, and the device itself receives an additional reactive impulse, which is a continuation of the hydraulic reactive impulse obtained through the nozzle openings 14.

Поршень 2 тормозится в левом крайнем положении за счет сжатия воздуха в тормозной камере 12 и дополнительно за счет сжатия воздуха в управляющей камере 11. После выброса сжатого воздуха из рабочей камеры 18 сила, действующая на поршень 2 справа, исчезает и за счет камер 12 и 11 поршень 2 возвращается в исходное положение до герметизации его кольцом 16 и открытия каналов 5 и 9. Снова происходит заполнение рабочей камеры 18 сжатым воздухом через канал 5. Цикл работы окончен. The piston 2 is braked in the left extreme position due to the compression of air in the brake chamber 12 and additionally due to the compression of air in the control chamber 11. After the compressed air is ejected from the working chamber 18, the force acting on the piston 2 on the right disappears and due to chambers 12 and 11 the piston 2 returns to its original position before sealing it with the ring 16 and opening the channels 5 and 9. Again, the working chamber 18 is filled with compressed air through the channel 5. The operation cycle is over.

Отличительной особенностью устройства является то, что поршень 2 имеет малый вес за счет большой выборки металла глухим отверстием, что обеспечивает хорошую динамику срабатывания. Резкий выброс жидкости через сопловые отверстия 14 обеспечивает хороший реактивный импульс, а резкое открытие выхлопных отверстий 15 обеспечивает ударную волну с крутым передним фронтом, что повышает эффективность разрушения отложений. A distinctive feature of the device is that the piston 2 is lightweight due to the large sample of metal with a blind hole, which ensures good response dynamics. A sharp discharge of fluid through the nozzle holes 14 provides a good jet impulse, and a sharp opening of the exhaust holes 15 provides a shock wave with a steep leading edge, which increases the efficiency of the destruction of deposits.

Введение "замкового механизма" (перекрытие каналов 5 и 9 во время "выстрела" и открытие их в исходном состоянии поршня 2) повышает надежность работы устройства. Сжатый воздух в рабочую камеру 18 поступает только после открытия канала 5 поршня 6, а это происходит только после герметизации рабочей камеры 18 кольцом 16 и поршнем 2. Улучшены условия торможения поршня 2. The introduction of the "locking mechanism" (overlapping channels 5 and 9 during the "shot" and opening them in the initial state of the piston 2) increases the reliability of the device. Compressed air enters the working chamber 18 only after opening the channel 5 of the piston 6, and this only happens after sealing the working chamber 18 with the ring 16 and the piston 2. The braking conditions of the piston 2 are improved.

В связи с разной прочностью отложений 21 запасенная энергия в рабочей камере 18 изменяется за счет сменных объемов камеры 18. Смена объемов выгоднее, чем уменьшение рабочего давления, так как уменьшение рабочего давления снижает крутизну переднего фронта ударной волны, а это в свою очередь снижает эффективность разрушения отложений. В предложенной конструкции это сделать просто. Устройство реализовано на практике и показало высокую эффективность и надежность. Due to the different strength of the deposits 21, the stored energy in the working chamber 18 changes due to the replaceable volumes of the chamber 18. A change in volumes is more profitable than a decrease in the working pressure, since a decrease in the working pressure reduces the steepness of the leading edge of the shock wave, and this in turn reduces the fracture efficiency deposits. In the proposed design, this is simple. The device is implemented in practice and has shown high efficiency and reliability.

Claims

1. A device for cleaning the inner surface of pipelines, comprising a housing with a working chamber, a movable differential piston with an axial hole for installing a rod with a cavity for the passage of compressed air, a control chamber communicating via a channel with the piston end surface from the side of the working chamber, and a brake chamber, characterized in that the rod and piston are made with smaller and larger stages, a control chamber is formed between the piston stage and the bottom of the rod, and the brake chamber at steps between the large piston and rod and communicates in the initial state the piston rod through the channel with the channel.

2. The device according to claim 1, characterized in that between the piston and the housing there is a hydraulic chamber with nozzle openings.