Гидробародинамическое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов

 

Использование: очистка полости напорных трубопроводов (нефтепроводов, водопроводов и др. ). Сущность изобретения: гидробародинамическое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов содержит манжету с двумя рядами расположенных в шахматном порядке и по кругу пружинных элементов, образующих во внешнем круге клиновидные щели, внутренний эластичный элемент, шток и центратор. Манжета снабжена третьим наружным рядом пружинных элементов, выполненных в виде клина. Последние острым концом размещены внутри клиновидной щели. Клиновидные элементы закреплены на манжете с возможностью перемещения. 1 з. п. ф - лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам очистки напорных трубопроводов (нефтепроводов, водопроводов и др. ).

Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов [1] , содержащее корпус с уплотнительными манжетами, воспринимающими на себя давление потока рабочего агента. В корпусе выполнен канал для прохода части потока рабочего агента. В канале размещена качающаяся заслонка. Другая часть рабочего агента поступает в зазор между устройством и трубопроводом, образует гидробародинамические струи, которые разрушают отложения.

Недостатком устройства является то, что при расходе рабочего агента ниже требуемого по технологическим условия гидробародинамические струи не образуются, и устройство не производит очистки.

Известно устройство, выполненное по известному способу [2] , предназначенное для очистки напорных трубопроводов. Устройство состоит из двух манжет, каждая из которых содержит два ряда расположенных в шахматном порядке и по кругу пружинных элементов, образующих во внешнем круге клиновидные щели. Внутренняя полость очистного устройства покрыта эластичным, повторяющим форму манжеты элементом. Этот элемент воспринимает давление рабочего агента, подаваемого по трубопроводу, которое перемещает устройство. Другая часть рабочего агента попадает в зазор, образованный трубопроводом и клиновидной щелью, разгоняется там до больших скоростей и струями разрушает отложения на внутренней поверхности трубопровода.

Недостатком устройства является также то, что при расходе рабочего агента ниже необходимого (паспортного) напор гидробародинамических струй резко снижается, и эффективность работы устройства снижается, что сужает также его возможности.

Известно, что для нормальной работы устройства требуются большие расходы рабочего агента. Так, например, для очистки трубопровода внутренним диаметром 1200 мм необходим расход рабочего агента 1 м3/с. Очень часть требуемые расходы не могут быть обеспечены, поэтому большое количество напорных трубопроводов остается неочищенным.

Целью изобретения является расширение возможности и повышение эффективности работы устройства при пониженных расходах рабочего агента.

Это достигается тем, что манжета снабжена третьим наружным рядом пружинных элементов, выполненных в виде клина и острым концом размещенных внутри клиновидной щели. Клиновидные пружинные элементы закреплены на манжете с возможностью перемещения.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На фиг. 1-4 представлено предлагаемое устройство. Устройство будет описано на примере одной манжеты.

Устройство состоит из струеформирующей манжеты 1, содержащей пружинные элементы 2, расположенные в два ряда в шахматном порядке и образующие во внешнем круге клиновидные щели (схема В). Внутренняя полость манжеты 1 покрыта эластичным элементом 3. По верхнему ряду пружинных элементов 2, в клиновидных щелях размещен третий ряд пружинных клиновидных элементов 4, которые закреплены с возможностью перемещения винтами 5.

Для устойчивости манжеты 1 используется шток 6, который соединен с центратором 7, выполняющим одновременно роль кавитатора-ограничителя хода.

На фиг. 1 показаны также трубопровод 8 и отложения 9. На схеме В показана клиновидная щель, образуемая двумя пружинными элементами верхнего ряда. На схеме С показана эта же щель, но с клиновидным пружинным элементом, клин которого направлен встречно клиновидной щели.

Работает устройство следующим образом.

Заводят устройство в трубопровод обычным способом через камеру пуска и подают на внутреннюю часть манжеты 1, покрытую эластичным элементом 3, давление рабочего агента (например, воды). При перепаде давления перед устройством и за ним, равном 0,2-0,6 МПа, устройство начнет движение. При этом на устройство должен подаваться расход рабочего агента, обеспечивающий этот перепад с учетом расхода рабочего агента, необходимого для образования гидробародинамических струй в клиновидной щели (схема В), ограниченной сверху трубопроводом 8. Отложения 9 разрушаются кинетической энергией этих струй.

Очень часто насос, подающий рабочий агент на очистное устройство, обеспечивает необходимое давление, но не обеспечивает необходимый расход. Установка другого или второго насоса стоит дорого, да и повышенный расход рабочего агента не всегда оправдан. Зная необходимый расход и реально существующий, нужно на недостающую величину расхода уменьшить суммарное проходное сечение клиновидных щелей (размер h₁, схема В) манжеты 1. Для этого при помощи винтов 5 клиновидные элементы 4 передвигаются внутрь клиновидных щелей верхнего ряда пружинных элементов (схема С).

При этом сечении h₁ʹ+h₂ʹ<h и гидробародинамические струи приобретают, разгоняясь уже в двух клиновидных щелях, необходимый скоростной напор. Вдвигая клиновидные элементы 4 встречно в клиновидные щели, уменьшают их проходное сечение на выходе и приводят это сечение в соответствие с расходом рабочего агента. В зависимости от условий клиновидные элементы 4 передвигаются все или частично на одинаковое расстояние или разное.

Угол клиновидного элемента 4 при вершине равен углу клиновидной щели ( α₁ = α_o ) или отличается. Все это расширяет возможности устройства, так как можно формировать разные гидробародинамические струи на разные свойства отложений. Центратор 7, упираясь в отложения 9, ограничивает движение устройства до тех пор, пока отложения 9 не будут размыты. При этом струи, разбиваясь о центратор 7, создают кавитационные микровзрывы, что улучшает эффект разрушения отложений.

Таким образом, устройство работает эффективно и при пониженных расходах рабочего агента, что расширяет его возможности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1258511, кл. В 08 В 9/04, 17.10.84.

2. Авторское свидетельство СССР N 1414931, кл. В 08 В 9/04, 11.08.82.

Формула изобретения

1. ГИДРОБАРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ , содеpжащее манжету с двумя pядами pасположенных в шахматном поpядке и по кpугу пpужинных элементов, обpазующих во внешнем кpуге клиновидные щели, внутpенний эластичный элемент, шток и центpатоp, отличающееся тем, что манжета снабжена тpетьим наpужным pядом пpужинных элементов, выполненных в виде клина и остpым концом pазмещенных в клиновидной щели.

2. Устpойство по п. 1, отличающееся тем, что пpужинные элементы, выполненные в виде клина, закpеплены на манжете с возможностью пеpемещения для pегулиpовки их положения в щелях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4