УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к технике и технологии очистки внутренней поверхности трубопроводов, работающих в области вполне "шероховатого" трения и может быть использовано в продуктопроводах и газопроводах.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (см. авт. свид. СССР №307821, кл В08В 9/02, 1971), содержащее манжеты, трубчатый корпус с закрепленной на нем системой подпружиненных рычагов, образующих со щеткодержателем параллелограмм, а щеткодержатели выполнены с выступами по бокам основания, взаимодействующими с криволинейными пазами, образованными в поперечных планках щеткодержателей.
Недостаток - известное устройство не обеспечивает достаточной степени очистки внутренней поверхности трубопроводов. Кроме того, оно не обеспечивает безопасность проведения работ по очистке продуктогазопроводов от различного рода отложений.
Известно техническое решение для очистки внутренней поверхности трубопровода (см. авт. свид. СССР №1414482, кл. В08В 9/04, 1988), содержащее стержень и закрепленные на стержне группы очистных элементов с пружинящими лепестками, размещенных вплотную друг за другом так, что лепестки каждого последующего элемента смещены относительно лепестков предыдущего в плоскости поперечного сечения, а лепестки каждого последующего очистного элемента смещены относительно лепестков предыдущего по внешнему диаметру не более, чем на ширину одного лепестка в одну и туже сторону, а шаг между лепестками превышает ширину лепестка более чем в два раза и каждый очистной элемент имеет форму усеченного конуса, а устройство снабжено средством изменения конусности очистных элементов.
Недостаток - низкая эффективность при использовании его в продуктопроводах, где для восстановления их пропускной способности необходимо добиваться снижения шероховатости их стенок. Кроме того, при сохранении постоянной площади перетока, сочетание средства для изменения конусности очистных элементов и самого процесса перетекания в конструктивном отношении вступают в противоречие. Увеличение силы прижатия очистных элементов
к стенке трубы приводит к росту сил на передвижение устройства, к росту объема перетекаемой жидкости и, как итог, к снижению устойчивости движения устройства.
Это противоречие наиболее сильно обостряется при очистке внутренней полости продуктопроводов при транспорте по ним керосинов, бензинов и других продуктов, в которых прижатие очистных элементов к стенке трубы при движении близко к сухому трению.
Цель полезной модели - повышение эффективности очистки внутренней полости продуктопроводов путем дополнительной закрутки потока за счет наличия винтовой линии на наружной поверхности цилиндрической вставки.
2
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является способ и устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (см. заявку на изобретение RU №98107616 МПК В08В 9/04, опубл. 20.02.2000, БИ №5), которое содержит корпус и уплотнительные элементы, а для создания щели, обеспечивающей переток жидкости на "юбке" уплотнительного элемента с определенным шагом по ее окружности расположены под углом к горизонтальной оси устройства выступы и передняя часть "юбки" уплотнительного элемента снабжена вихревобразным гребнем с радиусом закругления в (1-2)·10 м.
Недостаток - низкая эффективность очистки внутренней поверхности трубопровода от механических примесей.
Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено цилиндрической вставкой, выполненной в виде полого цилиндра, наружная поверхность которой представляет из себя винтовую линию и установлена внутри корпуса устройства.
На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - вид по стрелке А; на фиг.3 - вид с торца устройства.
Устройство содержит цилиндрический полый корпус 1 с закрепленными на нем уплотнительными элементами 2 (манжеты), центрирующимися в трубопроводе 3 при помощи выступов 4 и снабжены вихреобразующими гребнями 6. Корпус 1 выполнен исходя из расчета близости веса устройства к величине Архимедовой силы, исполнительный размер манжет 2 рассчитан на практическое отсутствие контакта наружного диаметра манжет 2 с внутренней стенкой трубопровода 3, расстояние между манжетами установлено равным диаметру трубопровода 3, во избежание застревания устройства в целом в отводах. Выступы
4 расположены под углом "α" к образующей трубопровода для сообщения устройству вращательного движения в процессе его транспортировки потоком жидкости и образуют кольцевые щели 5, а на манжете 2 выполнен вихреобразный гребень. Для интенсификации процесса очистки внутренней поверхности трубопровода установлена вставка 7, выполненная в виде полого цилиндра, наружная поверхность которой снабжена винтовой линией.
Устройство работает следующим образом.
В процессе транспортировки устройства по трубопроводу 3 потоком жидкости, выступы 4, изготовленные из неискрообразующего материала и расположенные под углом "α", сообщают устройству вращательное движение. Пространства, ограниченные по двум бокам соседними выступами 4, трубопроводом 3 и манжетами 2, представляют собой кольцевые щели 5, через которые протекает транспортируемый продукт. Кольцевая щель 5 представляет местное сопротивление. Она необходима для разгона жидкости перетекающей через нее за счет перепада давления расходуемого на перемещение устройства. Такой разгон необходим для снижения статического давления с образованием и перетекаемой жидкости, пустотных полостей (пузырьков), заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами. Вихреобразный гребень 6, выполненный на манжете 2, служит для создания вихрей, которые группируются в ряды, формируя вихревые дорожки. Вихрь вращается с циркуляцией скорости по его контуру с образованием отнесенной на единицу силы, направленной перпендикулярно основному потоку, так называемой поперечной силы. В результате вращения вихря с некоторой частотой внутри его образуется полость низкого давления (каверна), заполненная парами жидкости. Давление в пустотных кавернах значительно ниже, чем среднее местное давление. В это же время при наличии поперечной силы вихри с их кавернами по траектории достигают стенки трубопровода, где и происходит их "схлопывание". Под действием давления ударного характера при схлопывании пузырьков каверн происходит скалявание неровностей и коррозионного слоя по всей внутренней поверхности трубопровода. Поток жидкости, поступающий на винтовую линию цилиндрической вставки 7, получает дополнительную закрутку, ускорение за счет сужения канала (между витками винтовой линии), что в итоге положительно сказывается на очистке внутренней поверхности трубопровода.
Использование предлагаемой полезной модели позволит с высокой эффективностью осуществлять очистку внутренней полости продуктопроводов и газопроводов от механических примесей и накоплений продуктов коррозии