Самохідний пристрій для очищення внутрішньої поверхні трубопроводу

Изобретение относится к конструкции устройств, применяемых для очистки трубопроводов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и коммунальном хозяйстве. Установлено, что скорость очистки зависит от величины ударного воздействия ударной волны рабочей среды на отложения, которая в свою очередь зависит от скорости истечения среды из выхлопных сопел. Эта скорость зависит от перепада давлений в полости устройства и окружающей среды. Наибольшая скорость истечения в отсутствии специальных устройств ограничивается скоростью звука (критический режим истечения) и дальнейшее увеличение перепада давлений практически не влияет на скорость истечения рабочей среды. Помимо перепада давлений при прочих равных условиях скорость истечения зависит от сечения выхлопных сопел устройства и параметров рабочей среды: плотности, давления, расхода. Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (см. патент США № 4687011, кл. В 08 В 9/04) имеющее корпус, воздухоподводящие каналы и выхлопные сопла постоянного сечения. Из-за того, что выхлопные сопла выполнены постоянного сечения, обеспечить критический режим истечения при переменном значении одного из параметров рабочей среды (что имеет место на практике) практически невозможно, что отрицательно сказывается на скорости обработки трубопровода. Известно выбранное в качестве прототипа устройство для очистки трубопровода (см. патент РСТ № 091/00036. м.з. 91 /13699), имеющее корпус с осевым гнездом для подсоединения шланга от источника подачи рабочей среды и каналами для подачи рабочей среды в камеру смешения, выполненную в связанном с корпусом наконечнике и сообщенную с кольцевым соплом, образованным торцами корпуса и наконечника. Кольцевое сопло выполнено наклонным в сторону корпуса. Устройство так же имеет узел регулирования ширины щели кольцевого канала сопла. В отличие от заявленного устройства узел регулирования ширины щели кольцевого сопла выполнен в виде сменной шайбы, размещенной между корпусом и наконечником, которые связаны винтом, установленным в резьбовом отверстии корпуса. Для обеспечения критического режима истечения рабочей среды через кольцевое сопло ширину его щели устанавливают при подготовке устройства к работе путем установки шайбы соответствующего размера (толщины). В процессе работы ширины щели сопла остается постоянной при различных изменениях параметров рабочей среды, что предопределяет докритический режим истечения из сопла, вследствие чего скорость обработки снижается. Кроме этого при переходе на рабочую среду с другими параметрами, либо при их изменении необходимо разбирать устройство и устанавливать шайбу соответствующей толщины для обеспечений критического режима истечения, что так же отрицательно сказывается на скорости очистки из-за длительности подготовки устройства к работе. В основу изобретения поставлена задача в самодвижущемся устройстве для очистки внутренней поверхности трубопровода путем изменения конструкции узла регулирования ширины щели кольцевого сопла обеспечить его автоматическую настройку на критический режим истечения и, как следствие, повысить скорость очистки. Поставленная задача решается тем, что в самодвижущемся устройстве для очистки внутренней поверхности трубопровода, имеющего корпус с осевым гнездом для подсоединения шланга от источника подачи рабочей среды под давлением и каналами для подачи рабочей среды в камеру смешения, выполненную в связанном с корпусом наконечнике, и сообщенную с кольцевым соплом, образованным торцами корпуса и наконечника и наклоненным в сторону корпуса, и узел регулирования ширины щели кольцевого сопла, согласно изобретению, узел регулирования ширины щели кольцевого сопла выполнен в виде жестко связанного с наконечником штока, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и подпружиненного в направлении осевого гнезда, при этом корпус выполнен полым, а осевое гнездо и каналы для подачи рабочей среды в камеру смешения сообщены с полостью корпуса. Выполнение узла регулирования ширины щели кольцевого сопла, как указано выше, обеспечивает самонастройку устройства на критический режим истечения из кольцевого сопла, которая обеспечивается давлением рабочей среды в камере смешения. При снижении давления наконечник смещается в сторону корпуса, уменьшая ширину щели и наоборот, что обеспечивает работу устройства при любых колебаний параметров рабочей среды на критическом режиме истечения, обеспечивая тем самым максимальную скорость обработки. Дополнительно поставленная задача решается тем, что, согласно изобретению, шток снабжен элементом регулирования усилия пружины, что обеспечивает перенастройку устройства на рабочую среду с другими физическими свойствами. Кроме этого, согласно изобретению, камера смешения дополнительно сообщена с полостью корпуса каналами, выполненными в штоке, что снижает потери давления рабочей среды при ее подаче в камеру смешения. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено заявленное устройство, продольный разрез. Это устройство имеет корпус 1 в виде тела вращения с осевым гнездом 2 для подсоединения шланга от источника подачи рабочей среды под давлением. Корпус выполнен полым и имеем каналы 3 в торцевой стенке для подачи рабочей среды из полости 4 корпуса в камеру смешения 5, которая выполнена в наконечнике 6, связанном с кольцевым соплом 7, образованным торцем 8 и торцем 9 соответственно корпуса и наконечника. Сопло 7 наклонено в сторону корпуса 1. Устройство снабжено узлом регулирования ширины кольцевого сопла 7, выполненным в виде жестко связанного с наконечником 6 штока 10, установленного в отверстии 11, выполненного в торцевой стенки корпуса 1 с возможностью осевого перемещения и подпружиненного пружиной 12 в направлении гнезда 2. Пружина 12 размещена на штоке 10 между торцем корпуса 1 и гайкой 13. размещенной на штоке и предназначенной для регулирования усилия пружины 12, которая как показано на чертеже, может быть выполнена в виде втулки из упругого материала, например резины. В штоке 10 выполнены каналы 14 и 15 для сообщения камеры 5 с полостью 4 корпуса. Устройство работает следующим образом. Предварительно при помощи гайки 13 регулируют усилие пружины 12, обеспечивающее с учетом параметров рабочей среды и конструктивных размеров устройства такое усилие смещения наконечника 6 и соответственно ширину щели сопла 7, которое обеспечит критический режим истечения рабочей среды. Затем к гнезду 2 подсоединяют шланг от источника подачи рабочей среды под давлением (не показано) и вводят устройство в очищаемый трубопровод, после чего подают рабочую среду, которая поступает в полость 4 корпуса. В первоначальный момент поверхность торца 9 наконечника 6 прижата к поверхности торца 8 корпуса пружиной 12. Рабочая среда из полости 4 по каналам 3,14,15 поступает в камеру смещения 5, создавай в ней давление, которое действуя на поверхности торцев 8 и 9 преодолевает усилие пружины 12 и поверхность торца 9 отходит от поверхности торца 8, образуя кольцевое сопло 7. через которое рабочая среда из камеры 5 направляется в сторону отложений, разрушая последние и смещая устройство (вследствие наклона сопла 7) в сторону наконечника 6. При падении давления рабочей среды уменьшается давление в камере 5, наконечник б усилием пружины 12 смещается в сторону корпуса 1, уменьшая таким образом размер щели сопла 7, что приводит к повышению давления в камере 5 до величины, обеспечивающей критическим режим истечения рабочей среды. При возрастании давления в камере 5 наконечник 6 отходит от корпуса, размер щели сопла 7 увеличивается, увеличивается расход рабочей среды, давление в камере 5 снижается до величины, обеспечивающей критический режим истечения. Необходимое для критического истечения давление рабочей среды в камере 5 при номинальных ее параметрах устанавливается сжатием или ослаблением пружины 12 гайкой 13. Величина давления определяется либо расчетным путем с учетом параметров конкретной рабочей среды и конструктивных особенностей устройства, либо определяют экспериментально. В качестве рабочей среды используют сжатый воздух или жидкость под давлением. Как видно из описания работы устройства, вне зависимости от параметров рабочей среды, обеспечивается критический режим ее истечения из реактивного кольцевого сопла 7, при автоматической настройке соответствующих элементов устройства, что обеспечивает эффективное разрушение отложений на внутренней поверхности трубопровода и максимальную скорость очистки в широком диапазоне параметров используемой рабочей среды.