ПОРШЕНЬ ОЧИСТНОЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам для очистки внутренних полостей магистральных, промысловых трубопроводов и может быть использована для разделения разносортных нефтепродуктов при их последовательной перекачке по одному и тому же трубопроводу, а также для вытеснения воздуха или удаления воды из полости трубопроводов при гидроиспытаниях.
Известно устройство для очистки труб по АС СССР №2180613, МПК В 08 В 9/04, 2002.03.20, включающее очистные элементы, установленные на гибком валу с эксцентриситетом и связанные с тягой посредством гибкого муфтового соединения. Между очистными элементами, установленными жестко посредством механизмов крепления на валу, размещены распорные элементы в виде колец, надетых на вал, при этом между тягой и муфтовым соединением размещен центратор с диском.
К недостаткам данного устройства необходимо отнести сложность конструкции, низкую надежность и высокую стоимость.
Известно также устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов АС СССР №1041177, МПК В 08 В 9/04, Бюл. №34, 15.09.83, содержащее манжетную часть, секционный рабочий орган, каждая секция которого включает расположенные по окружности подпружиненные рычаги с очистными элементами на концах, и узел соединения секций, содержащий связующие элементы, выполненные в виде шарнира, а пружина - в виде пружины растяжения.
К недостаткам данной конструкции необходимо отнести сложность конструкции, что обусловливает низкую надежность и высокую стоимость.
Известно также устройство для очистки внутренней поверхности труб по патенту РФ №2124953, МПК (6) В 08 В 9/04, 1999.01.20., содержащее корпус с рабочим органом в виде набора пружинящих металлических пластин. Концы пружинящих металлических пластин, взаимодействующие при работе устройства с внутренней поверхностью очищаемой трубы, загнуты таким образом, что образуют с продольной осью корпуса угол 65-85°. Противоположные концы пружинящих металлических пластин жестко закреплены на корпусе, выполненном цилиндрическим. Устройство снабжено полым цилиндрическим кожухом с окнами, сквозь которые пропущены пружинящие металлические пластины, расположенным на корпусе с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, и опорным диском, жестко связанным с кожухом и имеющим центральное резьбовое отверстие, сквозь которое пропущен винт с проушиной, винт упирается в гнездо в дне корпуса, при этом соотношение диаметров кожуха и корпуса и относительные размеры окон кожуха выбраны такими, что при перемещении кожуха назад относительно корпуса обеспечивается складывание пружинящих металлических пластин через окна кожуха в полость между корпусом и кожухом. Р1зобретение обеспечивает облегчение извлечения устройства из трубы задним ходом при невозможности продвижения его вперед.
Известна также конструкция панели-разделителя очистного для очистки внутренней поверхности трубопроводов по заявке №99109443, содержащий полый вал, манжеты, очистные инструменты в виде щетки со щеткодержателями, размещенный внутри полого вала стакан, взаимодействующий со щеткодержателями, отличающийся тем, что манжеты укреплены на вале группами в два ряда и перед каждым рядом размещен очистной инструмент, щетки, выполненные из эластичного материала типа резина или полиуретан, представляют собой два сдвинутых по кругу один относительно другого плоских кольцевых сектора, наложенных друг на друга, причем сектор одной щетки заходит за сектор другой щетки, и зажаты в щеткодержатели, расположенные в ряд по кругу между двумя фланцами с
возможностью движения по радиусу, но с ограничением свободного движения во вне поршня наложения упругого эластичного кольца на все в ряду щеткодержатели, взаимодействующие через толкатели, запасованные в направляющих вала, с конусами стакана, оснащенного кроме двух конусов, манжетой, уплотняющей пространство между стаканом и валом, на переднем конце которого размещены два ряда сопел и сопла одного ряда направлены под острым углом к плоскости щеток переднего очистного инструмента в место соприкосновения щеток с поверхностью, а с сопла другого ряда направлены в ту же сторону, под тем же углом, но от щеток.
К недостаткам данной панели-разделителя необходимо отнести сложность конструкции при низкой надежности и высокой стоимости оборудования.
Технической задачей, решаемой данной полезной моделью, является создание простой и надежной конструкции, обеспечивающей высокую степень очистки трубопроводов.
Вариант 1: Поставленная задача решается поршнем очистным, содержащим трубчатый корпус, оборудованный по концам блоками дисков, жестко закрепленных на корпусе, каждый блок состоит из одного или более направляющего, одного или более чистящего диска и распорных элементов, причем направляющие диски в пакетах расположены ближе других к концам корпуса.
Блоки дисков могут быть стянуты в пакет между фланцем, закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем посредством винта и гайки.
Поршень очистной является двунаправленным, т.е. может быть использован для протаскивания поршня в прямом и обратном направлениях.
Вариант 2: Поставленная задача решается поршнем очистным, содержащим трубчатый корпус, оборудованный по концам блоками дисков, жестко закрепленных на корпусе, каждый блок состоит из одного или более направляющего, одного или более чистящего дисков и распорных элементов,
установленных между блоками дисков и между дисками в блоках, причем направляющие диски в блоках расположены ближе других к концам корпуса. Пакет, состоящий из блоков дисков с распорными элементами между ними, может быть стянуты между фланцем, закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем, посредством шпильки и гайки.
Поршень очистной является двунаправленным, т.е. может быть использован для протаскивания поршня в прямом и обратном направлениях.
Вариант 3. Поставленная задача решается поршнем очистным, содержащим трубчатый корпус, оборудованный по концам как минимум двумя блоками дисков, каждый блок состоит из одного или более
направляющего (опорного), как минимум чистящих, и промежуточных дисков, разделяющих направляющие и чистящие диски, и проставки, разделяющей блоки дисков, весь пакет стянут между фланцем, жестко закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем, посредством пары винт-гайка.
Вариант 4: Поставленная задача решается поршнем очистным, содержащим трубчатый корпус, оборудованный по концам блоками дисков, жестко закрепленными на корпусе, каждый блок состоит одного или более направляющих (опорных), одного или более чистящих дисков, распорных элементов, причем направляющие диски в пакетах расположены ближе других к концам корпуса, в центре корпус выполнен разъемным, между приварным и прижимным фланцами закреплен дополнительный направляющий диск.
Диски закреплены на корпусе между фланцем, жестко закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем.
Поршень очистной является двунаправленным, т.е. может быть использован для протаскивания поршня в прямом и обратном направлениях.
Вариант 5: Поставленная задача решается поршнем очистным, содержащим трубчатый корпус, оборудованный по концам блоками дисков, жестко закрепленных на корпусе, каждый блок дисков состоит из одного или
более направляющих (опорных), одного или более чистящих, одного или более щеточных дисков, выполненных из отрезков троса, и распорных элементов.
Диски в блоках могут быть стянуты между фланцем, жестко закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем посредством. и гайки, или иным способом.
Щеточные диски могут быть закреплены на проставке.
С одной стороны остов заглушен и оснащен рымами для крепления троса. С другой стороны остов оснащен фланцем для крепления передатчика, сигнализатора, указывающего местонахождение поршня.
По всем вариантам выполнения поршней распорные элементы разделяют направляющие, чистящие и щеточные диски, а также блоки дисков.
Распорные элементы могут быть выполнены в виде промежуточных дисков, изготовленных из полиуретанд или из другого прочного гибкого эластомера, или проставок.
Проставки выполнены в виде кольцевого элемента с фланцами по торцам, диаметром превышающего диаметр корпуса, диаметр фланцев обеспечивает установку проставки поверх корпуса.
Все диски могут быть выполнены из полиуретана или из другого какого-либо прочного гибкого эластомера.
По всем вариантам выполнения диаметр направляющего диска равен или меньше на некоторую величину внутреннего диаметра трубопровода, диаметр чистящего диска больше на некоторую величину - «натяг» - внутреннего диаметра трубопровода.
Направляющие диски по вариантам 1, 2, 4, 5 расположены ближе чистящих к концам корпуса, щеточные диски установлены после направляющего диска.
По всем вариантам выполнения поршень может быть оснащен металлическим (стальным) калибровочным диском.
Количество полиуретановых и щеточных дисков может меняться в зависимости от диаметра поршня и задач, для которых предназначен поршень.
По всем вариантам выполнения поршень может быть оснащен металлическим (стальным) калибровочным диском.
Количество полиуретановых и щеточных дисков может меняться в зависимости от диаметра поршня и задач, для которых предназначен поршень.
На фиг.1 представлен поршень очистной по первому варианту, содержащий трубчатый корпус 1, оборудованный по концам блоками дисков, каждый блок состоит из направляющего диска 2, чистящего диска 3 и проставки 4, разделяющей их, каждый блок стянут шпилькой и винтом 5 между фланцем 6, жестко закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем 7. Проставка 4 выполнена в виде цилиндрического кольца с фланцами по торцам, диаметром превышающая диаметр корпуса, что обеспечивает установку проставки 4 на корпусе 1.
На фиг.2 представлен поршень очистной по второму варианту выполнения, содержащим трубчатый корпус 1, оборудованный по концам как минимум двумя блоками дисков, блок состоит из направляющего диска 2, чистящего диска 3, промежуточных дисков 8 (возможно, изготовленных из полиуретана), разделяющих направляющие 2 и чистящие 3 диски, и проставку 9, разделяющую блоки дисков, причем направляющие диски 2 расположены ближе других к концам корпуса 1, а весь пакет стянут между фланцем 6, закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем 7 винтовой парой 5.
На фиг.3 представлен поршень очистной по третьему варианту выполнения, содержащим трубчатый корпус 1, оборудованный по концам двумя блоками дисков, блок состоит из направляющего диска 2, двух чистящих диска 3, промежуточных дисков 8, и проставки 9, разделяющей блоки дисков, весь пакет стянут между фланцем 6, закрепленным на корпусе, например, сваркой, и прижимным фланцем 7 винтовой парой 5.
Количество дисков может быть разным, что иллюстрирует фиг.4, где приведена конструкция поршня очистного, в центре корпуса которого между приварным 6 и прижимным 7 фланцами закреплен дополнительный
направляющий диск 2, корпус 1 выполнен с разъемом по середине, диски в блоках разделены промежуточными дисками 8 и стянуты между приварным фланцем 6 и прижимным фланцем 7 шпилькой и гайкой 5.
На фиг.5 представлен поршень очистной по варианту 5, содержащий трубчатый корпус 1, оборудованный по концам пакетами дисков, содержащих направляющий диск 2, очистной диск 3, щеточный диск 10, один или несколько промежуточных дисков 8 между ними, чистящие диски установлены на проставках 11, каждый блок закреплен на корпусе 1 между фланецем 6, приваренным к металлическому корпусу 1 и прижимным фланцем 7 посредством шпильки и гайки 5.
Во всех вариантах выполнения поршень может быть оснащен дополнительным металлическим (стальным) калибровочным диском.
По варианту 5 торцы корпуса 1 заглушены, головной торец выполнен с рымом, к которому крепится трос, в хвостовой части корпуса 1 может быть размещена система сигнализации (на фиг. не показаны).
Во всех вариантах выполнения диски опорные и очистные выполнены из эластичного материала, например, полиуретана, для обеспечения износостойкости и постоянного уровня герметичности в трубопроводе.
Полиуретан, как материал, обладающий высокой прочностью, упругостью и эластичностью, предпочтительнее, однако диски могут быть выполнены из близкого по перечисленным характеристикам иного материала, например, иного эластомера.
Работа с поршнями очистными заключается в следующем. При запасовке поршня в трубопровод опорный диск, имеющий диаметр, несколько меньший диаметра трубопровода, проходит в трубу свободно, а чистящий диск деформируется, обеспечивая плотное прилегание к стенкам. Помещенный в очищаемый трубопровод поршень двигается по трубопроводу вместе с потоком перекачиваемого продукта за счет разности давлений перед - и за поршнем 2, т.е. создается перепад давлений 0,04-0,05 мП.
Качество очистки и высокий ресурс работы поршней обусловлены высокой износостойкостью материала - полиуретана, обладающего одновременно эластичностью и твердостью.
Назначение поршней (по вариантам 1, 2, 3, 4):
- очистка полости трубопроводов от строительного мусора, мягких (в т.ч. нефтяных) отложений и частично твердых, удаление конденсата;
- проведение работ по продувке, промывке, испытанию или консервации строящихся и эксплуатируемых магистральных, промысловых трубопроводов, в т.ч. трубопроводов с запорной арматурой, имеющих равнопроходное внутреннее сечение;
- предварительное и окончательное удаление жидкости, в т.ч. вытеснение нефти и нефтепродуктов из трубопроводов;
- разделение разносортных нефтепродуктов при перекачке их последовательно по трубопроводу;
- контроль над процессом очистки трубопровода и поиск потерянных поршней в трубопроводе (при установке передатчика местонахождения поршня (сигнализатора);
- проверка проходного сечения трубопровода (только для поршней с калибровочным диском).
Назначение поршней по пятому варианту (с щеточными дисками):
- очистка полости трубопровода от строительного мусора, ржавчины, окалины - до металлического блеска;
- глубокая очистка эксплуатируемых трубопроводов от твердых и мягких (в т.ч. нефтяных) отложений до металлического блеска, удаление конденсата;
- проведение работ по продувке строящихся и эксплуатируемых магистральных, промысловых трубопроводов;
- предварительное удаление жидкости из полости трубопровода;
- контроль над процессом. очистки трубопровода и поиск потерянных поршней в трубопроводе (при установке передатчика местонахождения поршня (сигнализатора);
- проверка проходного сечения трубопровода (только для поршней с калибровочным диком).
Применение поршней в практике очистки трубопроводов позволит значительно повысить качество и эффективность очистки трубопроводов за счет повышения стойкости к износу, наличия щеточных очистных дисков, высокой проходимости поршня.
Источники информации:
1. АС СССР №2180613, МПК В 08 В 9/04, 2002.03.20
2. АС СССР №1041177, МПК В 08 В 9/04, Бюл. №34, 15.09.83