УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к устройствам для очистки действующих трубопроводов изнутри с использованием энергии транспортирующего потока для привода очистных устройств и удаления отложений из внутренней полости трубопровода и может найти применение при трубопроводном транспортировании твердых отходов промышленности, например, золы, шлака, а также газа, жидкостей и нефтепродуктов с содержанием природных отложений парафиновых, смолистых и продуктов коррозии.
Известно устройство для очистки внутренней полости трубопровода, содержащее корпус со штуцером и реактивными соплами, полость для рабочего агента, например воды, вал с наконечником, закрепленный в головке, наружную втулку, внутри которой установлена державка с подшипниками и гайкой, хвостовик с напорной камерой с соплами для выхода рабочего агента на лопасти, закрепленные изнутри на втулке с возможностью ее вращения, при этом на втулке могут быть выполнены винтообразные наружные шнековые выступы, продвигающие устройство вперед, а между корпусом и втулкой выполнен зазор для выхода отработанного агента (Патент РФ №2381841, МПК: B08B 9/053, опубл. 20.02.2010 г.).
Недостаток аналога заключается в том, что устройство не может развить скорость вращательного и поступательного движения, достаточную для эффективной очистки внутренних стенок трубопровода от отложений, например, от мелких твердых фракций пульпы.
Наиболее близким к данной полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов содержащее раздельные трубы, связанные между собой посредством пружин, с закрепленными на трубах очистительными элементами в виде ножевых головок, средства для перемещения устройства вдоль трубопровода, пару втулок и центрирующую головку (АС СССР №633627, МПК: B08B 9/04, опубл. 11.11.1976 г, бюл. №43).
Недостатками прототипа являются сложность конструкции устройства и низкая эффективность очистки из-за его небольшой скорости, так как через устройство проходит до 50% воды, поступающей в трубопровод, и энергия этой воды недостаточна для его быстрого продвижения.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель заключается в упрощении конструкции узла очистки для передвижения вперед и его вращения от энергии транспортирующего потока в трубопроводе и в повышении эффективности.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для очистки внутренней поверхности трубопровода, включающем очистительные элементы, установленные внутри трубопровода и устройство для перемещения вдоль его продольной оси, размещено приспособление для извлечения и перемещения вдоль продольной оси трубопровода капсулы, которая выполнена в форме винтовой поверхности прямоугольного поперечного сечения и установлена на шаровых катках внутри трубопровода с возможностью перемещения вдоль и вращения вокруг его продольной оси от энергии транспортирующего потока в трубопроводе, шаровые катки установлены по периметру в носовой и кормовой части капсулы, с наружной стороны которой не менее чем в двух винтовых линиях закреплены съемные очистительные элементы, приспособление для извлечения и перемещения капсулы выполнено в форме пирамидальной решетки с шаровым узлом в вершине и прикреплено к носовой и кормовой части капсулы, шаровой узел соединен с гибким канатом, к которому с кормовой части капсулы прикреплен поплавок.
Кроме того, заявляемое техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
a
a
a
- капсула может быть выполнена в форме винтовой поверхности прямоугольного поперечного сечения, ×2, где  - высота стенки капсулы, стенки которой закручены вдоль продольной оси от 0 до 180°,
- съемные очистительные элементы, например, щетки или скребки размещены по всей длине винтовых линий, в зоне диагонально расположенных шаровых катков капсулы.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются размещение приспособления для извлечения и перемещения вдоль продольной оси трубопровода капсулы, выполнение капсулы в форме винтовой поверхности прямоугольного поперечного сечения, установка капсулы на шаровых катках внутри трубопровода с возможностью перемещения вдоль и вращения вокруг его продольной оси от энергии транспортирующего потока в трубопроводе, установление шаровых катков по периметру в носовой и кормовой части капсулы, закрепление с наружной стороны капсулы не менее чем в двух винтовых линиях съемных очистительных элементов, выполнение приспособления для извлечения и перемещения капсулы в форме пирамидальной решетки с шаровым узлом в вершине, закрепление шарового узла к носовой и кормовой части капсулы, соединение шарового узла с гибким канатом, к которому с кормовой части капсулы прикреплен поплавок.
Благодаря наличию этих признаков при работе устройства, в условиях, когда необходима очистка внутренней поверхности трубопровода, происходит эффективное удаление отложений при контакте съемных очистительных элементов, например, щеток или скребков с внутренней поверхностью трубопровода в процессе вращения и продвижения вдоль продольной оси капсулы в направлении транспортирующего потока, за счет создания крутящего момента и продольной составляющей при взаимодействии транспортирующего потока с винтовой поверхностью капсулы.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода.
На фиг. 2 - вид А со стороны входа в устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода.
На фиг. 3 - поперечный разрез устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода.
Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержит трубопровод 1, капсулу 2 в форме винтовой поверхности прямоугольного поперечного сечения, шаровые катки 3 с пружинами 4. Съемное очистительное приспособление содержит шарнир 5, пружины 6, шарнирные стойки 7 и съемные очистительные элементы 8 (щетка или скребок), которые размещены по всей длине винтовых линий, в зоне диагонально расположенных шаровых катков 3, капсулы 2. Приспособление для извлечения и перемещения капсулы 2 из трубопровода 1 выполнено в форме пирамидальной решетки 9 с шаровым узлом 10 в вершине, соединенным с гибким канатом 11, к которому с кормовой части капсулы 2 прикреплен поплавок 12, конец гибкого каната 11 носовой части капсулы 2 размещен на поверхности верховой шлюзовой камеры (на фиг. 1 не показана).
Работа устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода осуществляется следующим образом.
Транспортирующий поток натекает на капсулу 2, которая установлена в полости трубопровода 1 (на фиг. 1 не показаны верховой и низовой шлюзы для установки и извлечения капсулы 2 из трубопровода 1), вращает и продвигает по течению капсулу 2 за счет взаимодействия транспортирующего потока с ее винтовой поверхностью. Капсула 2 оборудована шаровыми катками 3 с пружинами 4 для прижатия шарового катка 3 к стенке трубопровода 1. Скорость продвижения капсулы 2 зависит от скорости транспортирующего потока и сопротивления, создаваемого в результате трения съемных очистительных элементов 8 (щетка или скребок) при контакте с внутренней стенкой трубопровода 1. Расположение съемных очистительных элементов 8 по всей длине винтовой линии капсулы 2 при ее вращении эффективно очищает внутреннюю поверхность трубопровода 1 от отложений, которые уносятся транспортирующим потоком. В зависимости от степени загрязнения трубопровода 1 можно использовать щетки и/или скребки. При проходе съемным очистительным элементом 8 крупного отложения шарнирная стойка 7 с шарниром 5 сжимает пружину 6 и пропускает крупное отложение.
Приспособление для перемещения и извлечения капсулы 2 из трубопровода 1, выполненное в форме пирамидальной решетки 9 с шаровым узлом 10 в вершине, работает следующим образом. При вращении капсулы 2 гибкий канат 11 не вращается. В трубопровод 1 вначале вводят поплавок 12, прикрепленный к гибкому канату 11 с кормовой части капсулы 2, который всплывает в низовом шлюзе (на фиг. 1 не показан).
При помощи гибких канатов 11 капсулу 2 можно перемещать в трубопроводе 1, что важно при аварийных ситуациях.
Применение устройства для очистки внутренней поверхности трубопровода позволит получить простую и надежную в эксплуатации конструкцию, работающую от энергии транспортирующего потока, и повысить эффективность очистки и удаления снятых отложений, путем размещения съемных очистительных элементов по всей длине винтовой лини отрезка винтовой поверхности капсулы и эффективно устранять аварийные ситуации.