УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА
DEVICE FOR CLEANING PIPELINE CAVITY

Изобретение относится к очистке трубопроводов изнутри, предназначено для использования в коммунальном хозяйстве 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 но 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.
Задачей изобретения является создание простого устройства, удобного в эксплуатации, с высокой производительностью и качеством очистки полностью заиленных трубопроводов при минимальном расходе реагента и при минимальном давлении его подачи.
Для решения поставленной задачи предложено устройство для очистки 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 с торцевыми крышками, закрепленными с помощью болтов, и установлен на соединенной с патрубком подвода реагента полой стяжной муфте с возможностью вращения вокруг нее с помощью подшипников, установленных с распорной втулкой между ними и закрытых сальниками, при этом стяжная муфта выполнена с буртиком на переднем торце и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой, пропущенной через отверстие тыльной торцевой крышки, с помощью которых стяжная муфта зажата в цилиндрическом корпусе с образованием зазора между стенкой передней торцевой крышки и передним торцом стяжной муфты, передняя торцевая крышка снабжена снаружи полуцилиндрическим корпусом, стенками которого образована полость, сообщающаяся с полостью цилиндрического корпуса, ось полуцилиндрического корпуса является продолжением оси цилиндрического корпуса и расположена в направлении перемещения устройства, в плоской стенке полуцилиндрического корпуса перпендикулярно ей с помощью резьбового соединения и контргайки по оси установлено с возможностью фиксации Г-образное тангенциальное сопло с цилиндрической вертикальной частью, снабженной резьбой, и сужающейся горизонтальной частью, при этом тангенциальное сопло установлено также с возможностью изменения угла расположения оси сужающейся части по отношению к оси устройства, причем ось сужающейся части или расположена в плоскости вращения оси вертикальной части сопла, или отклонена от нее на угол не более 45° в сторону, противоположную перемещению устройства, с возможностью создания одним соплом реактивных сил для вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода в процессе очистки, кроме того, на вращающейся части в торце полуцилиндрического корпуса крышки закреплен режущий инструмент с возможностью осуществления среза уплотненных слоев, прилегающих к стенкам трубопровода.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для очистки полости трубопровода, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид справа; на фиг. 3 - то же, вид сверху с рабочим расположением сопла, обеспечивающим вращение и перемещение устройства вдоль трубопровода.
Устройство для очистки полости трубопровода содержит полый цилиндрический корпус 1 с закрепленными на нем торцевыми крышками 2, 3. Корпус 1 размещен на присоединенной к подводящему реагент патрубку стяжной муфте 4 с возможностью осевого вращения вокруг нее, осуществляемого через подшипники 5, распертые втулкой 6. Подшипники закрыты сальниками 7. Стяжная муфта 4 выполнена полой для подвода реагента, с буртиком на переднем торце и снабжена установленной на ней резьбовой втулкой 8 для зажатия муфты в корпусе 1. При этом резьбовая втулка 8 пропущена через выполненное в тыльной торцевой крышке 2 отверстие и прижимает стяжную муфту 4 через подшипники 5 к корпусу 1 с образованием зазора между передним торцом стяжной муфты 4 и стенкой передней торцевой крышки 3 корпуса. При этом обе торцевые крышки 2, 3 прикреплены к корпусу 1 болтами 9. Передняя торцевая крышка 3 снабжена снаружи полуцилиндрическим корпусом 10, стенки которого образуют полость, сообщающуюся с полостью корпуса 1. Ось полуцилиндрического корпуса 10 является продолжением оси цилиндрического корпуса 1 и расположена в направлении перемещения устройства. В плоской стенке полуцилиндрического корпуса 10 перпендикулярно ей с помощью резьбового соединения и контргайки 11 по оси установлено с возможностью фиксации Г-образное тангенциальное сопло 12 с цилиндрической вертикальной частью 13, снабженной резьбой, и сужающейся горизонтальной частью 14. При этом тангенциальное сопло 12 установлено также с возможностью изменения угла расположения оси сужающейся части 14 по отношению к оси устройства. Ось сужающейся части 14 при этом или расположена в воображаемой плоскости вращения оси вертикальной части 13, или отклонена от нее на угол не более 45° в сторону, противоположную перемещению устройства, с возможностью создания одним соплом реактивных сил для вращения и перемещения устройства вдоль трубопровода в процессе очистки. В первом случае, отраженном на фиг. 1, 2, возможна производительная очистка с использованием ручного перемещения, а во втором случае, отраженном на фиг. 3, также возможна производительная очистка с автоматическим перемещением устройства вдоль трубопровода. Для повышения производительности на вращающейся части устройства в торце полуцилиндрического корпуса 10 крышки 3 закреплена державка с режущим инструментом 15 на конце, например резцом в виде бура или конуса с резцами, осуществляющим при вращении корпуса 1 срез уплотненных слоев, прилегающих к стенкам трубопровода.
Устройство для очистки полости трубопровода работает следующим образом. Подготовленное к работе устройство вводят в трубопровод и по подающему патрубку подают в полость стяжной муфты 4 жидкий реагент под давлением к Г-образному тангенциальному соплу 12. Струя реагента под давлением выходит из сужающейся части 14 сопла. При расположении оси сужающейся части по касательной к окружности струя создает вращение корпуса 1 вокруг стяжной муфты 4. Расположение указанной оси может находиться как в плоскости вращения вертикальной оси сопла 12, так и под углом к этой плоскости или к оси устройства. При вращении режущий инструмент 15 разрушает заносы и пробки полости трубопровода. Струя реагента, выходящая под давлением из сужающейся части 14 сопла удаляет остатки заносов с внутренней поверхности трубопровода и очищает его. Вдоль трубопровода устройство может перемещаться за счет реактивной силы, создаваемой повернутым вокруг вертикальной оси соплом 12, ось сужающейся части которого расположена под углом к оси устройства, например, 45°. При этом одно Г-образное тангенциальное сопло 12 с фиксирующей его положение контргайкой 11 является узлом вывода реагента в полость трубопровода, приводом вращения корпуса 1 и одновременно приводом перемещения устройства. Кроме того, наличие в составе узла вывода реагента одного сопла, а также наличие режущего инструмента на переднем конце вращающейся части способствуют снижению расхода реагента и снижению давления его подачи.
Таким образом, преимущество заявляемого устройства для очистки полости трубопровода по сравнению с известными аналогами заключается в упрощении устройства, снижении трудозатрат при изготовлении и эксплуатации, снижении расхода реагента, повышении производительности и качества очистки полностью заиленных трубопроводов.