Устройство для очистки внутренней поверхности вертикальных трубопроводов Советский патент 1993 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к устройствам для электрогидравлической очистки и может применяться в строительстве, коммунальном хозяйстве, энергетике и других отраслях промышленности для очистки вертикальных трубопроводов различного назначения от отложений.

Известен ряд устройств для очистки трубопроводов, представляющих собой электрический разрядник, составной электрический корпус которого имеет круговой конический вырез с установленными внутри положительными электродами, заключенными между кольцевыми пластинками, и содержащий подпружиненные центрирующие скобы, соединенные с кабелем и укрепленные на корпусе; и известно также устройство, содержащее цилиндрический полый корпус с окнами на его боковой поверхности и коническими отражателями, обращенными вершинами в сторону движения устройства.

Недостатком аналогов является тогчто они сложны в изготовлении и эксплуатации и не обеспечивают необходимого качества

очистки вертикальных трубопроводов от отложений и надежность работы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее электроды, установленные на раме и подсоединенные к источнику тока высокого напряжения, отражатель для фокусировки Электрогидравлического удара и поплавок, выполненный в виде баллончика установленного дном вверх и прикрепленного к раме, соединенной с тросом для вывода устройства из обрабатываемого трубопровода.

Недостатком этого устройства является то, что при очистке трубопроводов энергия гидропотока используется для перемещения устройства и практически не используется для разрушения и удаления отложений,

При очистке вертикальных трубопроводов с прочными отложениями значительной толщины существует реальная опасность заклинивания устройства в полости трубопровода. Кроме того рама устройства является дополнительной otpaжaющeй поверхностью, что снижает эффективность очистки. Невозможно использовать способел

с

XI ю

ю о

ность самодвижения устройства при очистке вертикальных трубопроводов и необходимо предусматривать дополнительные средства для его перемещения в полости трубопровода с заданной скоростью. Существенным недостатком прототипа является также то, что у него не предусмотрена возможность изменения величины межэлектродного промежутка (МЭП) в зависимости от параметров энергетической установки для обеспечения работы устройства в оптимальном режиме, что существенно снижает эффективность очистки.

Цель изобретения - повышение качества очистки вертикальных трубопроводов и надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что электроды устанавливаются коаксиально. Это позволяет уменьшить габаритные размеры и отказаться от рамы. Внутренний электрод, для совмещения процесса очистки и одновременной подачей воды в очищаемый трубопровод выполняется полым, а наружный электрод оборудуется подвижным контактом для регулирования величины МЭП и обеспечения работы устройства в оптимальном режиме в зависимости от параметров генератора импульсных токов (ГИТ).

Кроме того, поплавок, которым снабжено устройство, выполнен в виде тороида и установлен на корпусе, обеспечивая удержание на плаву устройства, что позволяет осуществлять перемещение устройства вверх - вниз по очищаемому трубопроводу за счет изменения уровня воды в нем с заданной скоростью и производить непосредственно очистку в условиях одинакового гидростатического давления по всей высоте трубопровода.

Наружный диаметр поплавка выбран так, чтобы зазор между поплавком и стенкой трубопровода обеспечивал свободное перемещение устройства и его центровку по оси трубопровода.

Благодаря введению этих элементов, можно сделать вывод о существенном отличии предлагаемого изобретения от прототипа.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1, 2).

Устройство имеет внешний составной цилиндрический корпус, состоящий из двух элементов 6,9, выполняемых преимущественно из диэлектрических материалов; внутри корпуса коаксиально расположены электроды 1,4. причем внутренний электрод 1 выполнен полым и оборудован неподвижным контактом 13. с фиксатором 14, а наружный электрод 4 снабжен подвижным

контактом 12 в виде кольца для регулирования величины МЭП, способным перемещаться по электроду 4 вдоль оси устройства. Электроды 1,4 изолированы один от другого

диэлектриком 2. Между элементам корпуса 9 и подвижным контактом 12 установлен отражатель 11, который закрепляется под- жимной гайкой 10.

На элемент корпуса 6 надет поплавок 7,

который выполнен в виде пневматического баллона или тороида из легкого материала (например пенопласта, пенополиуретана, пеноэпоксида и др.). Поплавок 7 закреплен на опорной шайбе 8, установленной между

элементами корпуса 6, 9.

Устройство соединено с генератором импульсных токов посредством гибкого кабеля и с системой водоснабжения посредством резинового шланга (на чертеже не

показаны).

Электрод - 1 соединен с центральной жилой коаксиального кабеля и с шлангом в верхней части, а электрод - 4 - с оплеткой кабеля винтом - 3, установленном на кольце

-5.

Устройство работает следующим образом: перед началом работ, в зависимости от параметров ГИТ, которые определяются диаметром очищаемого трубопровода и физико-механическими свойствами слоя отложений, находят оптимальную величину МЭП, соответствующую критическому режиму электроразряда по формуле

бкр 0,06 U 2С 43 ,

где д- МЭП, м;

U - напряжение, поданное на электроды, кВ;

С - емкость конденсаторной батареи, МКФ.

Известно, что при вводе электроразряда в критический режим наблюдается наи- больший выход подведенной энергии в ударную волну и гидропоток (вызванный расширением парогазового пузыря).

Устанавливают на устройстве МЭП, равный его критическому значению, при помо- щи перемещения подвижного контакта -12. Присоединяют устройство к ГИТ посредством гибкого кабеля и к системе водоснабжения посредством резинового шланга и помещают в нижнюю часть очищаемого вер- тикал ьного трубопровода. Из системы водоснабжения (или водяным насосом) через шланг и электрод - 1 подают в очищаемый трубопровод воду, при этом устройство удерживается наплаву при помощи поплавка 7. Одновременно подают импульсное напряжение на электроды 1, 4 и возникающие электрические разряды между контактами 12, 13 генерируют ударную волну, которая воздействуя на отложения, разрушает их. При этом устройство поднимается вверх по трубопроводу, производя последовательное разрушение отложений, за счет подъема уровня воды в трубопроводе с необходимой для равномерной очистки скоростью. Скорость регулируется расходом подаваемой в трубопровод воды. Частицы разрушенных отложений оседают вниз и выводятся из трубопровода истекающим из нижней части трубопровода потоком воды через специальный отвод.

Кроме того, разрушению отложений и удалению частиц разрушенных отложений во многом способствует возникающий в результате расширения парогазового пузыря гидропоток, который будет вызывать импульсное увеличение скорости и давления истекающей воды, несмотря на то, что часть энергии гидропотока будет расходоваться на перемещение устройства вверх при отражении от отражателя 11. Перемещение устройства вверх незначительно, в силу инертности его самого и объема воды между выпуклой стороной отражателя и зеркалом поверхности воды, что обеспечивается размерами устройства. Время между единичными разрядами устанавливают с учетом

времени на перемещение вверх и установку устройства в исходное положение.

По мере перемещения устройства, кабель и шланг подматывают. После достижения устройством верхней точки очищаемого трубопровода, прекращают подачу воды и напряжения, извлекают его из трубопровода или, если есть необходимость в дополнительной очистке, прекращают подачу воды

и продолжают подавать импульсное напряжение пока из трубопровода не вытечет вся вода и устройство не опустится в исходную точку, после этого его извлекают из трубопровода.

При отложениях значительной толщины или в случае невозможности подачи в трубопровод необходимого количества воды через внутренний электрод - 1, для обеспечения его перемещения вверх по трубопроводу, очистку данным устройством начинают с верхней части трубопровода, предварительно заполнив трубопровод водой.

В этом случае вода в трубопровод через

электрод 1 может не подаваться, а скорость перемещения устройства регулируется изменением расхода истекающей воды.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и эффективность работы

по очистке вертикальных трубопроводов на 20-30%.

Использование:электрогидравличеекая очистка вертикальных трубопроводов в различных областях. Сущность изобретения:- устройство для очистки внутренней поверхности вертикальных трубопроводов содержит поплавок и связанные с ним электроды. Поплавок выполнен в виде тороида, а электроды установлены коаксиально и соосно с поплавком. Причем внутренний электрод выполнен полым, а наружный снабжен подвижным контактом. 2 ил.

Формула изобретения Устройство для очистки внутренней поверхности вертикальных трубопроводов, содержащее поплавок и связанные с ним электроды, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки, поплавок выполнен в виде тороида, а электроды установлены коаксиально и соосно с поплавком, причем внутренний электрод выполнен полым, а наружный снабжен подвижным контактом.

Редактор

Составитель Техред М.Моргентзл

Фиг.Г Корректор А.Обручар