УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБ Российский патент 2003 года по МПК B08B5/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для очистки труб в нефтяной и строительной промышленности.

Известна газотурбинная установка для очистки труб с собственной рамой и эжектор с собственной рамой, связанной с рамой установки, а на выходе из эжектора установлен диффузор с диафрагмой для герметизации пространства между ними (патент РФ 2040982, кл. В 08 В 5/00, 1993г.).

Недостатком аналога является то, что используя выходящие газы турбореактивного двигателя с его эжектором, повышена взрывоопасность в связи с использованием газа для пропуска очистных устройств.

Опасность образования взрывоопасной среды возникает при контакте во внутренней полости трубопровода сухого горячего сжатого воздуха с легколетучими нефтепродуктами.

Известна установка, содержащая авиационный газотурбинный двигатель, газовый поток на выходе из которого используется для подачи в трубопроводы, и устройство подачи воды в поток нагретого газа до или после турбины (патент РФ 2022675, кл. В 08 В 5/00, 1994г.).

Основным недостатком аналога является невозможность подачи газа, выходящего из двигателя, в трубопроводы, имеющие избыточное давление во внутренних полостях более 0,25 кг/см² без срыва (помпажа) работы компрессора, входящего в авиационный газотурбинный двигатель.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее авиационный газотурбинный двигатель, за компрессором которого производится отбор воздуха, охлаждаемого в установке для впрыска воды (патент РФ 2149069, кл. В 08 В 5/00, 20.05.2000г.).

Недостатком прототипа является отсутствие согласованной работы газотурбинного двигателя и остальных узлов, входящих в установку, что снижает эффективность установки в целом, ее экономичность и ресурс. Это определено следующими недостатками конструкции прототипа:
1. Не предусмотрено конструктивное решение по регулированию и контролю количества подаваемого воздуха и соответственно контролю теплового состояния двигателя, связанного с отбором воздуха, что приводит к перегреву двигателя, снижению ресурса и времени его непрерывной работы.

2. Установлена жесткая связь между двигателем, воздухосборником и соединяющими их патрубками, что создает дополнительные тепловые напряжения в элементах конструкции двигателя и снижает его надежность.

3. Отсутствует устройство, поддерживающее постоянную температуру паровоздушной смеси, что приводит к превышению допустимой температуры паровоздушной смеси, подаваемой в трубопровод.

Недостатком также является отсутствие конструктивного решения обеспечения автономности работы установки.

С целью исключения недостатков прототипа предлагаемое устройство очистки труб, содержащее газотурбинный двигатель, патрубки отбора воздуха из-за компрессора, связанные с воздухосборником, к которому через входную запорно-регулирующую аппаратуру подключен модуль для впрыска воды в воздух, снабжено:
- модулем измерения расхода воздуха, установленным между воздухосборником и модулем впрыска воды в воздух и соединенным с воздухосборником гибким металлорукавом,
- регулируемыми заслонками, установленными на входе воздухосборника,
- гибкими шлангами, соединяющими газотурбинный двигатель с воздухосборником отбора воздуха из-за компрессора,
- собственной рамой крепления воздухосборника,
- модулем регулирования температуры паровоздушной смеси, состоящим из регулятора расхода воды с клапаном постоянного перепада и обратным клапаном, установленными перед входом в модуль впрыска воды, и получающим информацию от приемника температуры паровоздушной смеси и задатчика ее температуры.

Модуль измерения расхода воздуха и регулируемые заслонки определяет количество воздуха перед впрыском воды.

Гибкие шланги, соединяющие газотурбинный двигатель с воздухосборником отбора воздуха и собственная рама крепления воздухосборника снижают тепловые напряжения в элементах конструкции двигателя.

Модуль регулирования температуры паровоздушной смеси обеспечивает заданный уровень температуры, например не более 55^oС при очистке нефтепроводов.

При этом входные модули систем топливопитания газотурбинного двигателя и водоснабжения установки снабжены собственными насосами забора и подачи, расположенными параллельно линиям снабжения от посторонних источников подачи топлива и воды, и запорной арматурой переключения указанных линий снабжения.

На чертеже изображена схема устройства для очистки труб.

Устройство содержит газотурбинный двигатель (например, авиационный) 1, гибкие шланги 2, соединяющие фланцы отбора воздуха из компрессора с воздухосборником 3 через регулирующие заслонки 4. К воздухосборнику через гибкий металлорукав 5 подключен модуль для измерения расхода воздуха 6, к которому последовательно присоединен модуль 7 для впрыска воды в воздух, обратный клапан 8 и гибкий металлорукав 9 для соединения с входным модулем очищаемого трубопровода.

На входе в модуль для впрыска воды в воздух установлены обратный клапан 10, регулятор расхода воды 11 с клапаном постоянного перепада 12, образующие вместе с исполнительным механизмом 13, приемником температуры 14, задатчиком температуры 15 и блоком сравнения 16 модуль регулирования температуры паровоздушной смеси. На входе в регулятор расхода воды установлены насос забора и подачи воды 17 и запорные краны 18 и 19, последний установлен на отводном трубопроводе 20.

К системе топливопитания двигателя также подсоединены насос забора и подачи топлива 21 с запорным краном 22 на входе и запорным краном 23 на отводном трубопроводе подвода топлива 24. На общей платформе 25 размещены на раме 26 авиационный газотурбинный двигатель и на раме 27 воздухосборник.

Устройство работает следующим образом.

Производится запуск газотурбинного двигателя 1, который автоматически выходит на малый газ и затем оператором выводится на требуемый режим. С открытием регулируемых заслонок 4 воздух из компрессора через гибкие шланги 2 поступает в воздухосборник 3, откуда через гибкий металлорукав 5 подается в модуль измерения расхода воздуха 6 и далее воздух выходит в модуль 7 для впрыска воды в воздух, в котором вода превращается в пар. Количество отбираемого воздуха на каждом режиме определяет сечение регулируемых заслонок 4, определяемое оператором. В модуль 7 для подачи воды в воздух вода начинает поступать одновременно с открытием регулируемых заслонок 4, а количество подаваемой воды, из условия обеспечения требуемой температуры паровоздушной смеси, определяет регулятор температуры на основании сравнения сигналов фактической температуры паровоздушной смеси, поступаемой от приемника температуры 14, с заданной задатчику 15. Регулирующий сигнал поступает в командный агрегат 13, который ставит регулятор расхода 11 в положение требуемого расхода, при этом однофункциональность регулятора расхода обеспечивает клапан постоянного перепада 12.

Подача паровоздушной смеси от устройства для очистки труб к трубопроводу производится через гибкий металлорукав 9. Под воздействием давления паровоздушной смеси в трубопроводе приводятся в движение очистные поршни (не входят в состав устройства для очистки труб), которые перемещаются внутри трубопровода со скоростью потока паровоздушной смеси и выводят загрязнения за пределы трубопровода. Защиту элементов устройства для очистки труб от нежелаемых противотоков осуществляют обратные клапаны 8 и 10.

При автономной работе устройства обеспечение его топливом и водой производится через насосы 21 и 17 соответственно, при этом запорные краны 22 и 18 открыты, а запорные краны 23 и 19 на обводных трубопроводах 24 и 20 закрыты.

Подача топлива и воды от посторонних источников снабжения осуществляется через обводные трубопроводы 24 и 20, при этом запорные краны 23 и 19 открыты, а краны 21 и 17 закрыты.

Защита магистральных трубопроводов от загрязнений, вносимых водой, обеспечивается фильтром 28.

Раздельные рамы 26 и 27 для двигателя и воздухосборника на платформе 25 исключают взаимные температурные взаимодействия.

Применение устройства позволяет автономно производить работы в различных климатических условиях, так как газотурбинный двигатель обеспечивает надежность запуска и высокую надежность при любых проектных режимах эксплуатации.

Применение устройства позволяет обеспечить очистку различных типоразмеров магистральных трубопроводов. Устройство по сравнению с прототипом надежнее за счет стабилизации режимов работы двигателя и исключения температурных напряжений в контакте воздухосборника и двигателя, автоматизации основных процессов управления двигателем и устройством в целом.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для очистки труб в нефтяной и строительной промышленности. Устройство содержит газотурбинный двигатель, патрубки отбора воздуха из компрессора через гибкие шланги, связанные с воздухоcборником, к которому через входную запорную регулирующую аппаратуру подключен модуль для впрыска воды в воздух. Между воздухосборником и устройством впрыска воды размещен модуль измерения расхода воздуха, соединенный с воздухоcборником металлорукавом. На входе воздухоcборника установлены регулируемые заслонки, а сам воздухоcборник имеет собственную раму. Устройство обеспечивает снижение перегрева двигателя, а следовательно, увеличение времени его непрерывной работы, уменьшение тепловых напряжений в элементах конструкции, поддержание требуемой температуры паровоздушной смеси. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для очистки труб, содержащее газотурбинный двигатель, патрубки отбора воздуха из компрессора двигателя, связанные с воздухосборником, к которому через входную запорно-регулирующую аппаратуру подключен модуль для впрыска воды в воздух, отличающееся тем, что между воздухосборником и устройством впрыска воды в воздух размещен модуль измерения расхода воздуха, соединенный с воздухосборником металлорукавом, на входе воздухосборника установлены регулируемые заслонки, газотурбинный двигатель соединен с воздухосборником отбора воздуха из компрессора шлангами, воздухосборник имеет собственную раму. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено регулятором температуры паровоздушной смеси, включающим в себя регулятор расхода воды, приемник температуры, исполнительный механизм, блок сравнения и задатчик температуры. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входные модули топливопитания газотурбинного двигателя и водоснабжения установки снабжены собственными насосами забора и подачи, расположенными параллельно линиям снабжения от посторонних источников подачи топлива и воды, и запорной арматурой переключения указанных линий снабжения.