Устройство для очистки труб круглого сечения

Полезная модель относится к устройствам для механической очистки внутренних поверхностей труб круглого сечения, таких как дымоходы печей, отопительных котлов и каминов, в том числе содержащих на внутренних поверхностях твердые остатки в виде золы, сажи, смол и креозита. Устройство также может применяться для удаления накоплений в трубопроводах и канализациях, например, для очистки фановых труб.
Наиболее распространенными конструкциями для удаления таких твердых остатков являются устройства с чистящими головками в виде щеток. Множество скрепленных гибких проволочных или ленточных элементов (щеток) вполне пригодны для снятия рыхлых составляющих отложений, таких как зола и сажа, но не эффективны в случае отвердевших или спекшихся материалов. Увеличение жесткости щеток не решает проблему, поскольку приводит в блокированию чистящей головки в сужениях трубы.
Известно устройство для очистки труб и дымоходов по патенту US 4841593, которое, в частности, содержит центральный корпус с элементами крепления для присоединения средств управления устройством, на центральном корпусе закреплено множество упругих ленточных элементов так, что каждый ленточный элемент образует упругую петлю, на внешней поверхности которой установлен один или несколько скребковых элементов. Использование упругих свойств ленточных элементов, которые создают дополнительно прижимное воздействие в поперечном направлении, следует рассматривать как существенное улучшение по сравнению с головками в виде щеток, однако эффективность соскабливающего действия скребковых элементов в условиях застаревших твердых отложений остается недостаточной. Другими недостатками является возможное применение устройства исключительно при рабочем возвратно-поступательном движении и усложненность конструкции с элементами, которые при сборке устройства помимо операций множественного сгибания и вырезания пазов, требует сварки, которая обычно приводит к утрате упругих свойств ленточных элементов.
Известно устройство для очистки труб круглого сечения по патенту РФ №2756609, содержащее центральный корпус с элементами крепления для присоединения средств управления устройством, на центральном корпусе закреплены по крайней мере два упругих ленточных элемента, каждый из которых закреплен так, что образует спиральную петлю, при этом торцевые поверхности ленточных элементов являются режущими кромками устройства. Устройство позволяет эффективно очищать внутреннюю поверхность труб круглого сечения в условиях наличия отложений повышенной твердости при рабочих возвратно-поступательном и вращательном направлениях движения устройства, но имеет недостаток заключающийся в том, что поперечный размер устройства не может регулироваться и устройство должно выбираться в соответствии с внутреннем диаметром очищаемой трубы.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому в заявке решению является скребок для очистки нефтепромысловых труб в скважине по патенту на полезную модель РФ №9886 (наиболее близкий аналог), содержащий, в частности, корпус с тяговым органом и укрепленный на корпусе режущий элемент, режущие кромки которого расположены под углом к продольной оси корпуса, корпус выполнен в виде полированного вала, режущий элемент выполнен из упругой металлической ленты с режущими кромками с двух сторон и имеет форму конической спирали, каждый конец ленты жестко закреплен во втулках, установленных на валу с возможностью осевого и вращательного движения, при этом между втулками на валу жестко установлен ограничитель осевого перемещения режущего элемента. Благодаря возможности осевого перемещения одной втулки относительно другой втулки рабочий поперечный размер устройства может меняться и регулироваться в соответствии с внутреннем диаметром очищаемой трубы. Недостатком является возможное применение устройства исключительно при рабочем возвратно-поступательном движении из-за свободного вращательного движения втулок, а также недостаточной жесткости ленточного режущего элемента из-за большой его протяженности в несколько витков, если обеспечить фиксацию втулок в рабочем режиме.
Технической проблемой, решаемой настоящей полезной моделью, является создание конструкции с регулируемым поперечным размером устройства и с рабочими как возвратно-поступательным, так и вращательным движением.
Для этого в устройстве для очистки труб круглого сечения, содержащем центральную штангу с элементами крепления для присоединения средств управления устройством, размещенные на центральной штанге первый сборочный узел и второй сборочный узел, в которых закреплены упругие ленточные элементы так, что каждый ленточный элемент выполнен с винтовым поворотом, а торцевые поверхности ленточных элементов являются режущими кромками устройства, второй сборочный узел выполнен с возможностью перемещения вдоль оси центральной штанги в рабочем режиме первый сборочный узел и второй сборочный узел закреплены неподвижно, устройство содержит по крайней мере два упругих ленточных элемента, а длина каждого ленточного элемента не превышает одного витка.
Благодаря этому достигается технический результат, заключающийся в том, что очистка трубы выполняется как при возвратно-поступательном, так и при вращательном движении устройства, при том, что обеспечивается регулировка поперечного размера устройства.
Это позволяет использовать устройство для очистки труб с разным внутреннем диаметром, а также расширяет область применения и удобство использования за счет его универсальности.
В частном случае, центральная штанга выполнена в виде круглого резьбового металлического стержня с продольным плоским участком.
В другом частном случае, первый сборочный узел изготовлен из отрезка трубы, на одном из торцов которого выполнены пропилы, в которые укладываются концы упругих ленточных элементов, первый сборочный узел фиксируется на центральной штанге при помощи шайб и гаек, а стопорный винт использован для предотвращения вращательного перемещения первого сборочного узла.
В другом частном случае, второй сборочный узел образован соосными отрезком внутренней трубки и отрезком трубы, на одном из торцов которого выполнены пропилы, в которые укладываются концы упругих ленточных элементов, отрезок трубы закрепляется на отрезке внутренней трубки при помощи фиксирующих шайб и гаек, отрезок внутренней трубки может скользить по центральной штанге, положение второго сборочного узла на центральной штанге фиксируется гайками, а стопорный винт использован для предотвращения вращательного перемещения второго сборочного узла.
В другом частном случае, ленточный элемент представляет собой металлическую ленту или пластмассовую ленту.
В другом частном случае, элементами крепления для присоединения средств управления устройством являются резьбовые соединения на противоположных концах центральной штанги.
Пример осуществления полезной модели иллюстрируется чертежами.
Фиг. 1 - общий вид устройства для очистки труб круглого сечения.
Фиг. 2 - изображение отрезка трубы первого сборочного узла и второго сборочного узла.
Фиг. 3 - схема укладки упругих ленточных элементов в первом сборочном узле.
Фиг. 4 - схема укладки упругих ленточных элементов во втором сборочном узле.
Фиг. 5 - устройство для очистки труб круглого сечения, вид спереди (упругие ленточные элементы не показаны).
Фиг. 6 - схема, иллюстрирующая регулировку поперечного размера устройства.
Фиг. 7 - иллюстрация положения винтовых петель в очищаемой трубе для устройств с двумя, тремя и четырьмя ленточными элементами.
Фиг. 8 - схема взаимодействия винтовой петли с внутренней поверхностью трубы при возвратно-поступательном движении устройства.
Фиг. 9 - схема взаимодействия винтовой петли с внутренней поверхностью трубы при вращательном движении устройства.
Устройство для очистки содержит центральную штангу 1, выполненную в виде круглого резьбового металлического стержня с продольным плоским участком 2. На центральной штанге 1 размещены первый сборочный узел 3 и второй сборочный узел 4, причем первый сборочный узел 3 прикреплен к центральной штанге 1 неподвижно, а второй сборочный узел 4 выполнен с возможностью перемещения вдоль оси центральной штанги 1, когда устройство для очистки находится в нерабочем положении. В первом сборочном узле 3 и втором сборочном узле 4 закреплены четыре упругих ленточных элемента 5, которые соответственно образуют четыре винтовые петли 6. При этом торцевые поверхности ленточных элементов 5 являются режущими кромками устройства.
Первый сборочный узел 3 изготовлен из отрезка 7 трубы, на одном из торцов которого выполнены пропилы 8, в которые при монтаже устройства укладываются концы упругих ленточных элементов 5. Отрезок 7 трубы вместе с установленными концами упругих ленточных элементов 5 фиксируется на центральной штанге 1 при помощи шайб 9 и гаек 10. Для предотвращения вращательного перемещения первого сборочного узла 3 использован стопорный винт 11, который упирается в продольный плоский участок 2 центральной штанги 1.
Второй сборочный узел 4 образован соосными отрезком 12 внутренней трубки и отрезком 7 трубы. Отрезок 12 внутренней трубки имеет наружную резьбу, свободно скользит по центральной штанге 1 без использования резьбы центральной штанги 1 и позиционируется относительно отрезка 7 трубы при помощи монтажной пластиковой или деревянной вставки (не показана). На одном из торцов отрезка 7 трубы выполнены пропилы 8, в которые при монтаже укладываются концы упругих ленточных элементов 5. Отрезок 7 трубы вместе с уложенными концами упругих ленточных элементов 5 закрепляется на отрезке 12 внутренней трубки при помощи фиксирующих шайб 13 и гаек 14. В результате, благодаря возможности скольжения отрезка 12 внутренней трубки по центральной штанге 1, второй сборочный узел 4 может быть перемещен вдоль оси центральной штанги, как показано стрелкой a и стрелкой b на Фиг. 5. Выбранное положение второго сборочного узла 4 на центральной штанге 1 фиксируется гайками 10. Для предотвращения вращательного перемещения второго сборочного узла 4 использован стопорный винт 11, который упирается в продольный плоский участок 2 центральной штанги 1.
Как показано на Фиг. 6, если принять, что в нейтральном положении упругие ленточные элементы 5 охватывают шарообразную область 15, то после перемещения второго сборочного узла 4 по стрелке a, они будут охватывать область в виде эллипсоида 16, а после перемещения второго сборочного узла 4 по стрелке b, они будут охватывать область в виде эллипсоида 17. Таким образом, диапазон регулировки поперечного диаметра устройства составит величину AB+CD, что позволяет его использовать для очистки труб, имеющих широкий диапазон внутреннего диаметра.
В качестве элементов крепления для присоединения средств управления устройством используются резьбовые соединения на противоположных концах центральной штанги 1. Выбор средств управления (привода) зависит от расположения очищаемой трубы относительно пользователя - сверху, снизу или горизонтально, а также ее свойств - с прямыми или изгибающимися участками. Такими средствами могут быть веревка, груз, сантехнический трос, удлиняющаяся (наращиваемая) штанга или электроинструмент, такой, как ручная электрическая дрель.
В других вариантах выполнения устройство может содержать, например, две или три винтовые петли, как показано на Фиг. 7.
Применение устройства предполагает, что поперечный размер устройства несколько превышает внутренний диаметр очищаемой трубы, поэтому при взаимодействии со стенками очищаемой трубы за счет упругих свойств ленточных элементов 5 в поперечном направлении создается дополнительно прижимное воздействие, при этом режущие кромки винтовых петель 6 выполняют функцию ножа и срезают твердые трубные отложения при передвижении устройства. В местах 18 контакта образуется вертикальная полоса 19 очистки при возвратно-поступательном движении устройства (Фиг. 8) и горизонтальная полоса 20 очистки - при вращательном (Фиг. 7) движении устройства. При этом, благодаря тому, что длина каждого ленточного элемента 5 не превышает одного витка, упругие свойства ленточных элементов обеспечивают эффективную очистку как при возвратно-поступательном, так и при вращательном рабочем движении устройства.