Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов Советский патент 1987 года по МПК B08B9/32 

Изобретение относится к очистке внутренней поверхности труб жидкостью, в частности трубопроводов .установок для напорной подачи бетонно-растворных строительных смесей, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для очистки внутренней поверхности канализационных труб- стояков от твердых отложений.

Целью изобретения является повышение качества очистки.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки трубопроводов, общий вид; на фиг. 2- узел I на фиг. 1 (схематичное изображение полости в форме кавитацион- ной камеры Шретера); на фиг. 3 - графическая интерпретация моделей, поясняющих возникновение механических силовых воздействий на очищаемую поверхность при кавитации.

Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов содержит связанный с системой 1 (фиг. 1) подачи рабочего агента - воды патрубок 2 и концент- рично размещенный в нем насадок 3, закрепленный с помощью резьбовой шпильки 4 в центральной втулке 5 патрубка 2. Наружная поверхность насадка 3 выполнена с волнообразной поверхностью обтекаемой формы, плавно переходящей от направленной навстречу рабочей жидкости выпуклой головной части 6, расположенной в концевой части патрубка, в гиперболическую (вогнутую), расположенную за пределами патрубка серединную часть 7 (фиг. 2), оканчивающуюсярезкообрывающимся

кольцевым выступом 8 в его периметрической части и направленным к очищаемой поверхности 9 трубопровода. Концевая часть 10 наружной поверхности насадка 3 заканчивается выступом 11, обращенным в сторону патрубка 2. Внутренняя поверхность 12 патрубка 2, охватывающая головную выпуклую поверхность 6 и часть серединной гиперболической поверхности 7 насадка 3, образует сквозную кольцевую щель 13, сужающуюся от центра патрубка 2 к его периферии по ходу движения рабочего агента, оканчивающуюся кольцевым выступом 14, выполненным в концевой внутренней периметрической части патрубка 2 и обращенным к насадку 3. Указанная кольцевая щель 13 и гиперболическая направляющая поверхность 7 насадка 3 образуют с очищаемой поверхностью 9 трубопровода полость, имеющую в продольном сечении форму известной в гидродинамике камеры Шретера (фиг. 2), обладающей высокой кавитационной эффективностью. Указанные выступы являются первичными источниками образования в движущейся жидкости вихрей 15 (фиг. 2),

кавитационных зон 16, потоков капельной жидкости 17 и каверн 18 (фиг. 3), захлопывание которых сопровождается созданием гидравлических ударных струй 19 или ударных волн 20, воздействующих на затвердевший материал 21, адгезированный с поверхностью трубопровода 9.

В процессе работы устройства рабочая жидкость по системе 1 подачи под давлением поступает в полый патрубок 2 и далее- в сквозную кольцевую щель 13. При этом (характерная технологическая особенность камеры Шретера) поток жидкого агента по ходу движения сначала выступом 14 отклоняется к гиперболической по5 верхности 7 насадка 3, которая в совокупности с выступом 8 направляет поток к очищаемой поверхности 9 трубопровода.

При схлопывании - «коллапсе воз- 0 душных пузырьков-каверн 18 возникает коммулятивная гидроструя 19, которая, втекая в воздушную каверну 18 с большой скоростью, воздействует на затвердевший на поверхности трубы 9 материал 21 (например, бетоно-растворная масса), а при 5 захлопывании каверны 18 с большой скоростью происходит генерирование ударной волны 20, вызывающей ударное взаимодействие объема жидкого агента с твердыми частицами материала 21, разрушая его.

Как известно, кавитация приводит к возникновению миллионов микрогидродинамических ударов с давлением 1000 атм при схлопывании каверн, обеспечивающих интенсивное и полное очищение поверхности.

5 Совокупность внутренних поверхностей очищаемого трубопровода 9, патрубка 2, наружной поверхности насадка 3, в продольном сечении образующих полость в форме камеры Шретера, являющуюся высокоэффективным кавитатором, обеспечивает на по верхности трубопровода (соответствующей месту положения в камере Шретера образца, испытываемого на кавитационное раз- рущение) создание кавитационной зоны, резко интенсифицирующей процесс очистки.

5 Кроме того, последовательно соединенные клиновидные полости (в продольном сечении), образованные формой камеры Шретера и конической концевой поверхностью 10 насадка 3, обладают высокой фокусирующей способностью в части на50 правленной механической концентрации пузырьков-каверн на очищаемой поверхности 9, что тоже способствует интенсификации процесса очистки.

„ Регулировка предложенного устройства на оптимальный кавитационный режим работы основана на чувствительности камеры Шретера к расстоянию между порожками-уступами, что обеспечивается вращением резьбовой шпильки 4, вызывающей осевое перемещение насадка 3 с выступом 8 по отношению к неподвижному патрубку 2 с выступом 14.

Формула изобретения Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее патрубок и насадок с волнообразной поверхностью, частично размещенный в патрубке соосно с ним с образованием между ними

кольцевой полости для перемещения рабочей жидкости и создания в ней кавитацион- ного эффекта, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки, патрубок выполнен с внутренним кольцевым выступом на торце его концевой части, направленным к насадку, выпуклая часть волнообразной поверхности насадка расположена в концевой части патрубка, а вогнутая - за его пределами и имеет на концевой части кольцевой выступ, обращенный в сторону патрубка.

Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопровода и может быть использовано, например, в коммунальном хозяйстве при очистке канализационных труб-стояков от твердых отложений и позволяет повысить качество очистки. Создают кавита- ционный эффект в рабочей жидкости при перемещении ее по сквозной кольцевой полости устройства. Кавитационный эффект в потоке жидкости создается при огибании им кольцевых выступов на стенках насадка и патрубка, образующих кольцевую полость для пропускания в нее потока. 3 ил. ю 00 ot со

фиг. 1

73

17

17

20

10

IB

27

Фиг.2

Фиг.З