ПНЕВМОСНАРЯД

Техническое решение относится к области вспомогательного оборудования для трубопроводной сети, а именно, к средствам очистки внутренних поверхностей трубопроводов от загрязнений, и может быть использовано в промышленности и коммунальном хозяйстве для очистки и прочистки забившихся и засорившихся канализационных труб и систем ливневой канализации.
Известно (RU, патент 2225761) устройство для пневмоимпульсной очистки внутренней поверхности жидкостной отопительной системы, содержащее источник сжатого воздуха, пневмоимпульсный генератор, патрубок, кроме того, оно дополнительно снабжено выхлопным цилиндром с разделительным поршнем, передающим воздействие импульсов сжатого воздуха в жидкостную полость отопительной системы, причем разделительный поршень снабжен осевым дренажным отверстием, а в стенке выхлопного цилиндра выполнены отверстия для сброса сжатого воздуха.
Недостатком известного устройства следует признать его низкую эффективность.
Известно (RU, заявка 94012549) устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащее корпус с поперечной перегородкой, с одной стороны которой расположены два ресивера, каждый из которых имеет по выпускному отверстию и зарядному каналу, а с другой стороны расположен цилиндр с наклонными соплами и расположенным в нем дифференциальным поршнем, снабженный пневмокамерой с воздухоподводящей трубкой
и клапанной поверхностью, выполненной на меньшей ступени, и два запорных дифференциальных клапана для взаимодействия с кромками выпускных отверстий ресиверов. Указанные ресиверы образованы установленной в корпусе продольной осевой перегородкой, причем пропускная способность одного из каналов зарядки ресивера больше пропускной способности зарядного канала другого ресивера, в поперечной перегородке выполнена шлюзовая камера с возможностью взаимодействия с кромкой ее стенки клапанной поверхности дифференциального поршня, при этом запорные клапаны снабжены хвостовиками и установлены в выполненных в поперечной перегородке клапанных камерах, полости каждой из которых со стороны большей ступени клапана сообщены с выпускным отверстием одного из ресиверов и со шлюзовой камерой, а со стороны хвостовика с полостью другого ресивера, причем клапаны подпружинены в направлении ресиверов.
Недостатком известного устройства следует признать его сложность и обусловленную этим недостаточную надежность.
Известно (RU, патент 2251649) устройство для прочистки систем отопления и трубопроводов, содержащее источник сжатого воздуха, выполненный с возможностью регулирования величины давления, соединенный с датчиком давления и пневмоемкостью, и пневмоклапан с регулируемой длительностью пневмоимпульса, выход которого соединен со средством подключения рабочей жидкости к прочищаемому элементу отопительной системы или трубопровода и со средством слива. Кроме того, устройство дополнительно содержит емкость для очищающего реагента, причем один вход емкости соединен с выходом пневмоклапана, второй вход - с источником очищающего реагента, а выход - со средством подключения
очищающего реагента к прочищаемому элементу отопительной системы или трубопровода.
Недостатком известного устройства следует признать использование дополнительного жидкого моющего агента, что усложняет и удорожает процесс очистки внутренней поверхности трубопровода.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства можно признать пневмоимпульсное устройство (RU, патент 2113287), содержащий корпус, разделенный ступенчатым поршнем на входную и накопительную камеры, причем входная камера выполнена с возможностью сообщения посредством входного канала в корпусе с источником сжатого газа. В ступенчатом поршне выполнен канал, сообщающий входную и накопительную камеры, а в корпусе выполнены сбрасывающие давление отверстия,
Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции, состоит в разработке устройства, предназначенного для очистки внутренних стенок трубопроводов с использованием только сжатого газа.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого технического решения, состоит в повышении эффективности очистки за счет обеспечения возможности регулирования давления сжатого газа, выделяемого пневмоснарядом, а также обеспечения самостоятельного перемещения пневмоснаряда по очищаемому трубопроводу.
Для достижения, указанного технического результата предложено использовать пневмоснаряд, содержащий корпус, разделенный ступенчатым поршнем на входную и накопительную камеры, причем входная камера выполнена с возможностью сообщения посредством входного канала в корпусе с источником
сжатого газа, в поршне выполнен канал, сообщающий входную и накопительную камеры, а в корпусе выполнены сбрасывающие давление отверстия, причем дополнительно во входном канале расположен жиклер, накопительная камера выполнена в дополнительном корпусе, соединенным с корпусом, в котором расположена входная камера, а сбрасывающие давление отверстия ориентированны под углом 30-60° относительно продольной оси корпуса в сторону входной камеры. В предпочтительном варианте реализации дополнительный корпус соединен с корпусом посредством промежуточного корпуса, причем обычно промежуточный корпус бывает соединен с корпусом посредством резьбы. Промежуточный корпус также обычно бывает соединен с дополнительным корпусом посредством резьбы. Это облегчает процесс сборки-разборки пневмоснаряда при чистке, ремонте и техническом обслуживании устройства. В зависимости от условия использования пневмоснаряда, а также от необходимого количества генерированных в единицу времени пневмоимпульсов соотношение максимального и минимального диаметров ступенчатого поршня может составлять от 5:2 до 3:2. Для предотвращения попадания загрязнений в корпус пневмоснаряда и засорения отверстия жиклера при использовании компрессора в качестве источника сжатого газа на входном канале перед жиклером может быть установлен воздушный фильтр.
Конструкция пневмоснаряда в предпочтительном варианте реализации иллюстрирована на чертеже, при этом использованы следующие обозначения: корпус 1, ступенчатый поршень 2, входная камера 3, накопительная камера 4, входной канал 5 в корпусе 1, канал 6, сообщающий входную 3 и накопительную 4 камеры, сбрасывающие
давление отверстия 7, жиклер 8, дополнительный корпус 9, промежуточный корпус 10.
Пневмоснаряд предложенной конструкции работает следующим образом.
Источник сжатого газа (предпочтительно, компрессор) через воздушный фильтр подключают к входу канала 5 в корпусе 1. Регулируют диаметр жиклера с обеспечением создания необходимой в данном варианте использования частотой пневмовыхлопов из отверстий 7. Перед началом работы давление в накопительной камере 4 равно атмосферному. После подачи сжатого газа на вход канала 5 давление во входной камере 3 начинает увеличиваться, что вызывает движение поршня 2 вправо. В своем крайнем правом положении поршень 2 перекрывает выхлопные отверстия 7 и запирает накопительную камеру 4. По каналу 6 сжатый газ поступает в накопительную камеру 4. Поскольку площадь торца поршня 2 со стороны накопительной камеры больше, чем со стороны входной камеры, то по мере накопления газа в накопительной камере давление в ней увеличивается, сила, действующая со стороны накопительной камеры на поршень, увеличивается, поршень 2 смещается влево, отверстия 7 открываются, и происходит резкий выброс газа из накопительной камеры в окружающую среду. Затем поршень 2 опять смещается под действием сжатого газа вправо, и процесс повторяется многократно. Резкие выбросы сжатого газа (пневмоимпульсы) и являются действующим началом при очистке внутренних поверхностей трубопровода.
Поскольку предпочтительно отверстия 7 ориентированы под углом 30-60° к продольной оси пневмоснаряда, то при резких выбросах из указанных отверстий сжатого газа вследствие реактивной силы, действующей на корпус пневмоснаряда, происходит его
перемещение по очищаемой трубе. Экспериментально установлено, что при использовании угла менее 30° и более 60° действие сжатого газа оказывается недостаточно для перемещения снаряда по трубе.
При очистке трубопроводов предварительно с учетом диаметра очищаемого трубопровода и его материала выбирают типоразмер пневмоснаряда, а с учетом степени зарастания и характера отложений - количество проходов пневмоснаряда. Количество проходов пневмоснаряда в случае мягких отложений обычно не превышает 9, средних отложений - 11, твердых отложений - 16.
В случае наклонного расположения очищаемого трубопровода предпочтительно направлять пневмоснаряд снизу вверх. Рабочее давление сжатого газа предпочтительно не должно превышать 300 атм.
При необходимости повторного прохода пневмоснаряда через очищаемый трубопровод к его задней части прикрепляют тросик, посредством которого, после прохождения под действием реактивной силы пневмоснарядом трубопровода, пневмоснаряд возвращают обратно к месту старта. Удаление очищенного пневмоснарядом шлама из трубопровода предпочтительно осуществлено действием потока воды или механически.
Предлагаемая конструкция пневмоснаряда в отличие от ближайшего аналога позволяет очищать действием сжатого газа практически любые трубопроводы от практически любых отложений.