RU2008106C1

RU2008106C1 - Pipeline inner surface cleaning apparatus

Info

Publication number: RU2008106C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Ежов; Николай Иванович Федорчуков
Original assignee: Владимир Александрович Ежов; Николай Иванович Федорчуков
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: municipal economy. SUBSTANCE: apparatus has sleeve-shaped body of operating pneumatic chamber, which is connected with front part of body in the direction of advancement, cutting head and rod positioned along body axis and provided with piston. Cutting head is made hollow, with stepped bore in cavity at the side adjacent to operating chamber. Rod has longitudinal channel with outlet not reaching piston so that return chamber is defined between cutting head step and piston rod portion. Return chamber is communicated with pneumatic chamber through throttle channel. End of cutting head disposed adjacent to operating pneumatic chamber has annular channel, which is conjugated in movable and hermetically scaled way with inner end portion of operating pneumatic chamber by inner small diameter of channel. Cutting head is connected by its larger diameter with skirt, that embraces outer diameter of operating pneumatic chamber. Return chamber step diameter D₁, rod diameter D₂, annular channel smaller diameter D₃ are chosen to be in the ratio recited in Specification. EFFECT: increased efficiency in cleaning of inner surfaces of pipeline. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к коммунальному хозяйству, химической, машиностроительной, металлургической промыш- ленности и пр. и может быть использовано там, где имеются безнапорные трубопроводы, заросшие отложениями. The invention relates to utilities, chemical, engineering, metallurgical industries, etc., and can be used where there are pressure-free pipelines overgrown with sediments.

Известно устройство ударного действия для очистки промышленных трубопроводов промывочной жидкостью, содержащее цилиндрический корпус с выпускными отверстиями, расположенные на нем уплотнительную манжету и резиновую головку, размещенный в корпусе распределительный золотник и систему нагнетания жидкости. Устройство имеет шариковый замок и подпружиненный ударный и взводной поршни. A percussion device for cleaning industrial pipelines with flushing fluid is known, comprising a cylindrical body with outlet openings, a sealing collar and a rubber head located on it, a distributor valve and a fluid injection system located in the housing. The device has a ball lock and a spring-loaded shock and cocking pistons.

Недостатком устройства является его сложность (наличие золотника, шарикового замка, манжеты и пр. ), что снижает его надежность. The disadvantage of this device is its complexity (the presence of a spool, ball lock, cuff, etc.), which reduces its reliability.

Известно устройство [2] (прототип), содержащее стаканообразный корпус рабочей пневматической камеры, установленную в передней части по ходу перемещения устройства с возможностью продольного перемещения относительно рабочей камеры резиновую головку и размещенный вдоль оси корпуса шток с поршнем. A device [2] (prototype) is known, which contains a glass-shaped case of a working pneumatic chamber installed in front of it along the device with the possibility of longitudinal movement relative to the working chamber of a rubber head and a rod with a piston placed along the axis of the case.

Недостатком является низкая надежность устройства, так как резцовая головка при воздействии на отложения одной из кромок создает на шток с поршнем изгибающий момент. В итоге это снижает эффективность устройства. The disadvantage is the low reliability of the device, since the cutter head when acting on deposits of one of the edges creates a bending moment on the rod with the piston. In the end, this reduces the efficiency of the device.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности устройства. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device.

Указанная цель достигается тем, что резцовая головка выполнена полой со ступенчатой расточкой в полости со стороны рабочей камеры, шток имеет продольный канал с выходом до поршня для образования между ступенью головки и штоковой частью поршня возвратной камеры, сообщающейся посредством дроссельного канала с пневматической камерой, при этом на торце резцовой головки со стороны рабочей камеры выполнена кольцевая канавка, которая подвижно и герметично сопряжена своим внутренним меньшим диаметром с внутренним торцовым участком рабочей камеры, а большим своим диаметром посредством жестко связанной с резцовой головкой юбкой охватывает наружный диаметр рабочей камеры. This goal is achieved by the fact that the cutter head is hollow with a stepped bore in the cavity from the side of the working chamber, the rod has a longitudinal channel with an exit to the piston for the formation of a return chamber between the head stage and the piston rod portion communicating with the pneumatic chamber through the throttle channel, an annular groove is made on the end face of the cutting head from the side of the working chamber, which is movably and hermetically mated with its inner smaller diameter and the inner end portion of the working amer, and with its large diameter through a skirt rigidly connected with the cutter head, covers the outer diameter of the working chamber.

Диаметр возвратной камеры D₁, диаметр штока D₂ и меньший диаметр D₃ кольцевой канавки составляют следующие соотношения
D₁ = (1,02-2,2)D₂
D₃ = (1,01-1,18)D₁
На чертеже показано предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов.The diameter of the return chamber D ₁ , the diameter of the rod D ₂ and the smaller diameter D _{3 of the} annular groove are the following ratios
D ₁ = (1.02-2.2) D ₂
D ₃ = (1.01-1.18) D ₁
The drawing shows the proposed device for cleaning the inner surface of the pipelines.

Устройство состоит из стаканообразного корпуса 1, рабочей пневматической камеры 2, Т-образного штока 3 с каналом 4, соединенного с рукавом 5 высокого давления. На штоке 3 с возможностью перемещения установлена резцовая головка 6, которая своей внутренней ступенчатой расточкой образует с Т-образной частью штока 3 возвратную камеру 7, соединенную дроссельным каналом 8 с пневматической камерой 2. Резцовая головка 6 герметизируется кольцами 9 и 10 и снабжена разгонной юбкой 11. The device consists of a cup-shaped housing 1, a working pneumatic chamber 2, a T-shaped rod 3 with a channel 4 connected to a high pressure sleeve 5. A movable cutter head 6 is mounted on the stem 3, which, with its internal step-boring, forms a return chamber 7 with the T-shaped part of the stem 3, connected by the throttle channel 8 to the pneumatic chamber 2. The cutter head 6 is sealed with rings 9 and 10 and equipped with an accelerating skirt 11 .

На чертеже также показаны торец А рабочей камеры, трубопровод 12, отложения 13. The drawing also shows the end face A of the working chamber, pipeline 12, deposits 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Сжатый воздух от компрессора (не показан) по рукаву 5 высокого давления, и каналу 4 поступает в возвратную камеру 7 и, воздействуя на ступень внутренней расточки (диаметр D₁ - диаметр D₂), перемещает резцовую головку 6 влево до упора в торец стакано- образного корпуса 1 рабочей пневматической камеры 2. При этом кольцо 10 герметизирует камеру 2 и камеру 7 по диаметру D₃. Из камеры 7 по дроссельному каналу 8 сжатый воздух поступает в рабочую пневматическую камеру 2.Compressed air from the compressor (not shown) along the high-pressure sleeve 5, and channel 4 enters the return chamber 7 and, acting on the stage of the internal bore (diameter D ₁ - diameter D ₂ ), moves the cutting head 6 to the left until it stops against the end of the glass shaped body 1 of the working pneumatic chamber 2. In this case, the ring 10 seals the chamber 2 and the chamber 7 in diameter D ₃ . From the chamber 7 through the throttle channel 8, the compressed air enters the working pneumatic chamber 2.

Так как площадь S₃ =

(D₃ ²-D₂ ²) > площади S₁ =

(D₁ ²-D₂ ²), при достижении определенного давления в рабочей камере 2 (величина этого давления зависит от разницы D₃ и D₁) резцовая головка 6 под действием силы F₃ = P₃S₃, где Р₃ - давление сжатого воздуха в камере 2, начинает перемещаться вправо.Since the area S ₃ =

(D ₃ ² -D ₂ ² )> area S ₁ =

(D ₁ ² -D ₂ ² ), when a certain pressure is reached in the working chamber 2 (the value of this pressure depends on the difference between D ₃ and D ₁ ) the cutting head 6 under the action of the force F ₃ = P ₃ S ₃ , where P ₃ is the pressure compressed air in the chamber 2, begins to move to the right.

Происходит разгерметизация кольца 10, сжатый воздух рабочей камеры 2 начинает действовать на торец А рабочей камеры 2 и ответную торцу А канавку резцовой головки 6 (больший диаметр этой канавки образуется юбкой 11). Площадь S₃, суммируясь с площадью торца А, резко возрастает, сила также резко возрастает. Резцовая головка 6 получает ускоренное движение.There is a depressurization of the ring 10, the compressed air of the working chamber 2 begins to act on the end face A of the working chamber 2 and the groove of the cutting head 6 corresponding to the end face A (the larger diameter of this groove is formed by the skirt 11). The area S ₃ , summing up with the area of the end face A, increases sharply, the force also increases sharply. The cutting head 6 receives accelerated movement.

Экспериментально установлено, что устройство может обладать "мягкой" и "жесткой" динамикой. Если из устройства необходимо "выбросить" весь сжатый воздух, т. е. резцовая головка 6 должна "мягко" открыть камеру 2 и медленно ее закрыть, это может быть вызвано малой прочностью трубопровода 12 и малой прочностью отложений 13, соотношения диаметров D₁ и D₂ (берут слева от среднего значения 1,02-2,2), а D₃ и D₁- справа от среднего значения 1,1-1,18.It has been experimentally established that the device may have “soft” and “hard” dynamics. If it is necessary to “throw out” all compressed air from the device, that is, the cutter head 6 must “gently” open the chamber 2 and close it slowly, this can be caused by the low strength of the pipe 12 and the low strength of the deposits 13, the ratio of diameters D ₁ and D ₂ (taken to the left of the average value of 1.02-2.2), and D ₃ and D ₁ to the right of the average value of 1.1-1.18.

Когда устройство работает в абразивной среде, рабочую камеру 2 необходимо закрыть, когда из нее еще не прекратилось истечение сжатого воздуха. При этом исключается попадание абразивных частиц в зону уплотнения и, повышается надежность в работе устройства. В этом случае соотношение диаметров D₁ и D₂ берут справа от среднего значения, а D₃ и D₁ - слева.When the device operates in an abrasive medium, the working chamber 2 must be closed when the flow of compressed air has not yet stopped. This eliminates the ingress of abrasive particles into the sealing zone and increases the reliability of the device. In this case, the ratio of the diameters D ₁ and D _{2 is} taken to the right of the average value, and D ₃ and D ₁ are taken to the left.

При движении юбки 11 по наружной поверхности торца корпуса 1 происходит разгон резцовой головки. Поскольку масса корпуса 1 и Т-образного штока 3 больше массы резцовой головки 6, движение имеет только эта головка 6. When the skirt 11 moves along the outer surface of the end face of the housing 1, the cutting head accelerates. Since the mass of the housing 1 and the T-shaped rod 3 is greater than the mass of the cutting head 6, only this head 6 has movement.

Разгонная юбка 11 с большой скоростью сходит с кромки торца А и сжатый воздух рабочей камеры 2 выбрасывается резко наружу, производя отрыв отложений 13 от трубопровода 12 и разрушая их. Одновременно разгонная юбка 11 выполняет роль сопла, которое при помощи истекающего сжатого воздуха создает реактивную тягу. Все устройство резко передвигается вперед. Резцовая головка 6 производит удар по отложениям 13 и разрушает их. Одновременно в возвратной камере 7 сжимается воздух внутренней ступенчатой расточкой резцовой головки 6 и Т-образной частью штока 3. Так как сила F₃ резко уменьшается или исчезает совсем (зависит от динамики устройства), а сила, действующая на ступень внутренней расточки в возвратной камере 7, резко возрастает, резцовая головка 6 возвращается назад в исходное положение до уплотнения кольца 10. Через дроссельный канал 8, диаметр которого определяет скорострельность, идет заполнение рабочей камеры 2.The accelerating skirt 11 at high speed descends from the edge of end A and the compressed air of the working chamber 2 is ejected sharply outward, separating deposits 13 from the pipeline 12 and destroying them. At the same time, the accelerating skirt 11 acts as a nozzle, which creates reactive thrust with the help of flowing compressed air. The whole device abruptly moves forward. The cutter head 6 strikes deposits 13 and destroys them. At the same time, air is compressed in the return chamber 7 by the internal step-boring of the cutting head 6 and the T-shaped part of the rod 3. Since the force F ₃ sharply decreases or disappears completely (depending on the dynamics of the device), and the force acting on the stage of the internal bore in the return chamber 7 , increases sharply, the cutter head 6 returns back to its original position until the ring 10 is sealed. Through the throttle channel 8, the diameter of which determines the rate of fire, the working chamber 2 is filling.

Цикл работы окончен, после чего устройство совершает следующее срабатывание. The work cycle is over, after which the device performs the next operation.

Преимуществом в работе устройства является то, что резцовая головка за счет разгонной юбки развивает большую скорость перед ударом по отложениям. Кроме того, юбка выполняет и роль сопла, которое обеспечивает реактивный импульс, способствующий резкому перемещению устройства вперед, что в совокупности с движением резцовой головки в этом же направлении повышает эффективность работы. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 860682, кл. В 08 В 9/04, 1978. An advantage in the operation of the device is that the cutter head, due to the accelerating skirt, develops greater speed before hitting deposits. In addition, the skirt also plays the role of a nozzle, which provides a jet impulse that contributes to a sharp movement of the device forward, which, combined with the movement of the cutting head in the same direction, increases work efficiency. (56) 1. USSR author's certificate N 860682, cl. B 08 B 9/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 1635526, кл. В 08 В 9/04, 1991. 2. USSR author's certificate N 1635526, cl. B 08 B 9/04, 1991.

Claims

1. DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF PIPELINES, containing a cup-shaped housing of the working pneumatic chamber, a cutting head connected to the front part of the housing along the axis of movement of the device, and a piston rod installed along the axis of the housing, characterized in that the cutting head is hollow with a stepped bore in the cavity with sides of the working chamber, and the rod has a longitudinal channel with an exit to the piston for the formation between the head stage and the piston rod part of the return chamber, communicating by a channel with a pneumatic chamber, and an annular groove is made at the end of the cutting head from the side of the working chamber, which is movably and hermetically mated with its inner smaller diameter and the inner end portion of the working chamber, and covers its outer diameter by means of a skirt rigidly connected to the cutting head of the skirt working chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that the diameter D _{1 of the} stage of the return chamber, D _{2 the} diameter of the rod and the smaller diameter D _{3 of the} annular groove comprise the following relations:
D ₁ = (1.02 - 2.2) D ₂ ;
D = (1.01 - 1.18) D ₁ .