устройство для очистки внутренней поверхности труб

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее полый корпус с хвостовиком для подключения гибкого шланга для подачи рабочей жидкости с жестко закрепленной на его внешней стороне шайбой из упругого материала, внешняя сторона которой прилегает к внутренней поверхности трубы, а также установленную в передней части корпуса режущую головку в виде турбины с лопастями на валу и режущими элементами округлой формы, отличающееся тем, что лопасти турбины закреплены на валу во внутренней части корпуса, а вал закреплен в корпусе с помощью подшипников перпендикулярно оси корпуса, при этом режущие элементы закреплены на противоположных торцах вала во внешней части корпуса, а по обе стороны от турбины во внутренней части корпуса установлены перегородки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки внутренней поверхности труб от твердых отложений и может найти применение на химических и нефтехимических предприятиях, тепловых и геотермальных установках, а также в других областях народного хозяйства, например, для очистки внутренней поверхности труб водонагревательных устройств.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубы, содержащее реактивную головку с закрепленными на переднем конце режущими элементами и связанный с головкою с помощью подшипника гибкий шланг, а головка снабжена лопастями, жестко закрепленными внутри ее передней части под углом к ее оси и обращенными в сторону реактивных сопел для подачи струй жидкости, а хвостовик имеет выступающую вперед часть с отверстиями для подачи жидкости на лопасти и в переднюю часть устройства, при этом головка имеет отверстие на переднем торце [1].

Основным недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает полного удаления твердых отложений с внутренней поверхности труб.

Известно выбранное в качестве прототипа устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее полый корпус с хвостовиком для подключения гибкого шланга для подачи рабочей жидкости, с жестко закрепленной на его внешней стороне шайбой из упругого материала, внешняя сторона которой прилегает к внутренней поверхности трубы, и жестко прикрепленным к корпусу в центре передней его части валом, режущую головку в виде турбины, соединенной с помощью подшипника с валом и оснащенной лопастями с закрепленными на них режущими элементами округлой формы, при этом корпус имеет сопла, направленные в сторону лопастей турбины, а центр тяжести турбины смещен относительно продольной оси для отклонения режущих элементов при ее вращении от центра трубы [2].

Основными недостатками этого устройства являются невысокая скорость очистки твердых отложений с внутренней поверхности труб и неполное их удаление.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение качества очистки внутренней поверхности труб от твердых отложений.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем полый корпус с хвостовиком для подключения гибкого шланга для подачи рабочей жидкости, с жестко закрепленной на его внешней стороне шайбой из упругого материала, внешняя сторона которой прилегает к внутренней поверхности трубы, а также установленную в передней части корпуса режущую головку в виде турбины с лопастями и режущими элементами округлой формы, лопасти турбины закреплены на валу во внутренней части корпуса, а вал закреплен в корпусе с помощью подшипников перпендикулярно оси корпуса, при этом режущие элементы закреплены на противоположных торцах вала во внешней части корпуса, а по обе стороны от турбины во внутренней части корпуса установлены перегородки.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, а на фиг.2 - разрез фиг.1 по А-А.

Устройство включает в себя полый корпус 1, имеющий в задней части хвостовик 2, к которому присоединен гибкий шланг 3 для подачи рабочей жидкости. В передней части полого корпуса 1 с помощью подшипников 5 перпендикулярно оси корпуса установлен вал 4, на котором жестко закреплены четыре лопасти 7 в виде полукруглых пластин изогнутой формы. На торцах вала 4 снаружи корпуса 1 жестко закреплены режущие элементы 6 округлой формы с заостренными кромками. Лопасти 7, вал 4 с режущими элементами 6 составляют турбину. На наружной стороне полого корпуса 1 жестко посредством паза закреплена шайба 8 из упругого материала, например резины. Внешняя часть шайбы соприкасается с внутренней поверхностью трубы 9. По обе стороны от турбины во внутренней части корпуса 1 установлены перегородки 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением по гибкому шлангу 3 поступает через хвостовик 2 в полый корпус 1 и, попадая на лопасти 7, заставляет вращаться вал 4 с режущими элементами 6 с большой угловой скоростью. При этом перегородки 10, закрывающие половину проходного сечения корпуса 1 в месте расположения вала 4 с лопастями 7, способствуют ускорению вращения вала 4. При встрече препятствий в виде твердых отложений режущие элементы 6 срезают их и переводят в проходящий внутри трубы поток рабочей жидкости. Очистка всей внутренней поверхности трубы 9 от твердых отложений осуществляется вращательным и поступательным движением шланга 3. При этом вращение шланга 3 достаточно проводить на угол ±90°.

Установка лопастей 7 турбины на валу 4, вращающемуся внутри корпуса 1 перпендикулярно потоку рабочей жидкости, и режущих элементов 6 на его торцах дает выигрыш в силе давления режущих элементов на твердые отложения на внутренней поверхности трубы.

Пример. Пусть момент силы давления рабочей жидкости на лопасти 7 в прототипе и в заявляемом устройстве одинаков М_n =М₃. Соответственно равны будут и моменты сил давления режущих элементов на твердые отложения F_n·l _n=F₃·l₃, откуда l₃ /l_n=F_n/F₃.

Учитывая, что l₃ и l₃ равны радиусам вращения режущих элементов соответственно в прототипе и в заявляемом устройстве, имеем (по расчетам для труб радиусом 30÷60 мм) l₃ /l_n=F_n/F₃=6÷12 раз выигрыш в силе. Это дает возможность при меньших давлениях рабочей жидкости в шланге проводить качественную очистку трубы от твердых отложений.

Таким образом, за счет того, что в устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем полый корпус с хвостовиком для подключения гибкого шланга для подачи рабочей жидкости, режущую головку в виде турбины с лопастями и режущими элементами округлой формы, лопасти турбины закреплены на валу во внутренней части корпуса, а режущие элементы закреплены на противоположных торцах вала во внешней части корпуса, обеспечивается беспрепятственное перемещение режущей головки внутри трубы и полная очистка внутренней поверхности трубы от твердых отложений, т.е. повышается качество очистки внутренней поверхности труб от твердых отложений.

Источники информации

1. РФ пат. 2003390, кл. В08В 9/04, опубл. 30.11.93.

2. РФ пат. 2177377, кл. В08В 9/045, опубл. 27.12.2001.