CN1009805B - 管路系统冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一个对管路系统(2)进行内部清洁的冲洗装置，本发明的目的是，不采用大大超过管路系统额定流量的设备而对管路系统实现有效的清洗，根据本发明，该装置由泵(4)和至少一个液体蓄压器(21)组成。泵的工作压力必须高于紊流状态下管路系统的压降。冲洗回路中至少有一个断流阀(15、15a)，断流阀在达到预定(最大)压力时打开，从而产生一个强力的流体脉冲通过管路系统(2)。

Description

本发明涉及到一个对管路系统（2）进行内部清洁的冲洗装置。

液压和润滑管路系统在正式使用前，要清除在加工和装配时留在内部的杂质颗粒。不然，这些颗粒会在以后正式使用时损坏管路系统。清除杂质是用冲洗的方法实现的，这是一个彻底的，然而是费时的工序。为了得到满意的结果，按照通常的作法必须使冲洗流量达到管路系统额定流量的两倍。而且，冲洗时的温度最好与管路系统正常工作期间的温度相同。为了造成紊流，其雷诺数约为3000。因此，要求做为冲洗装置主件的液压泵的排量为正常工作流量的两倍。对于大型管路系统，由于“超大尺寸”的冲洗装置仅使用一次，这个要求会导致过高的费用。由于这个原因，这样的大型管路系统在多数情况下不能得到充分的冲洗。结果杂质残留在管路系统，运行后，经常很快就造成严重损伤。

本发明的目的是提供一个新装置，能以低费用对管路系统进行有效地冲洗。

本发明涉及到一套用于冲洗管路系统或其一部分的装置，包括液压泵和过滤器。

根据本发明，该装置的主要特征在于，泵的工作压力必须高于为克服管路系统在额定流量下的压降所需的压力，在泵和管路系统的压力管之间至少要连接一个液体蓄压器。冲洗回路包含一个周期性开启的断流阀，这个断流阀能产生强有力的脉冲液流通过管路系统。

该装置可以具体化为一套完整的，有泵和它自己的水箱的冲洗装置。另一方案是利用管路系统中现有的液体蓄容器，组成一个有泵， 液体蓄压器和过滤器的装置。

如果利用本来为管路系统正常运行而设置的液压泵，则可进一步减少活动部件。剩下的活动部件是一个液体蓄压器和一个过滤器，它们可以合并成一件。这些部件可分别用软管连接在液压装置和管路系统输出管之间，或管路系统的输入管和液压装置之间，如果有若干输出管和（或）输入管，它们可以彼此接起来冲洗或者分别冲洗。冲洗时，取下液压装置原来的常规过滤器滤心并换上一个单独的大流量过滤器。

下面参照附图中三个装置的原理图来更详细地论述本发明。

图1表示一套完整的冲洗装置。

图2表示利用管路系统正常工作所用的液压设备的装置。

图3表示一个除控制部分外与图1和图2相类似的装置。

在图1中，参考号1表示该装置的一个主要部分，用线2示意地表示被冲洗的管路系统。

设备的主要部分1有一个供液压泵4和5用的驱动马达3，液压泵4和5各有一个安全阀6和7。8和9表示表示泵4和5的压力输出管。10和11表示普通的截止阀。管路系统2的输出管从连接管12开始，其（回流）输入管到连接管13为止。14是个普通的截止阀，15和15a表示各阀在控制阀16和16a的控制下或是开或是关。阀16和16a通过一个用来调整其（开启）速度的中间阀17，17a与阀15和15a相连。18是过滤器，堵塞时，液体通过与过滤器18并联的阀20流回装置的容器19。

泵4和5的输出管8和9至少连接有一个液体蓄压器21，蓄压器包含一个液体空间22，一个有某一初始压强，例如10巴的气体空间23和一个把这两个空间隔开的弹性膜片24。参考号13a， 14a，18a和20a表示一条过滤线路，它与另一条过滤线路13，14，18和20并联，但它没有15所表示的那种断流阀。

在额定流量下，原有管路系统的压力一般为10巴。泵4以高得多的压强，例如50巴的压强工作，但泵的流量相对要低，约为管路系统2额定流量（约每分钟2000升）的20%。这种规格的液压泵能以合适的价格买到。

根据图1，冲洗装置的工作可以叙述如下：

当冲洗工作开始时，控制阀16a处于与如图1所示相反的位置，从而使阀15a在泵4和5的压力作用下保持关闭。当阀15a关闭时，蓄压器21注入液体，直到蓄压器中液体的压力等于泵4和5的工作压力为止。在此情况下，压力大约为50巴。在这个阶段，阀15a被打开，于是液体蓄压器21通常在1至2秒钟内被排空，同时一股强有力的脉冲流通过管路系统2。阀14被关闭，也就是断流阀15不在流通回路中，液流流过过滤器18a。蓄压器被排空后并且液流脉冲已经减弱，这时阀15a再次关闭，同时压力开始上升。这个装置能以这种方式连续运行清除管路系统中大部分脏东西所必须的任意长时间。

在第一阶段之后，阀14被打开同时关闭阀14a，阀15保持在打开状态。除了阀15现在已经代替了阀15a的功能外，设备工作情况与前面讲的基本相同。用快速关闭阀15突然阻断强力液流脉冲的方法，在管路系统2中产生一个约为泵4压力的3倍到4倍的压力峰（也就是最高到200巴）。阀15可以在每次液流脉冲过程中多次开关。脉冲压力峰可以用液流控制阀17来调整。16，16a可采用由可调定时器控制的电磁操纵阀。达到50巴压力所需的时间 可以利用溢流阀6来测定。如果认为压力在50巴以上已经足够了，那么达到这个压力所对应的时间可以用压力表来测量。蓄压器21排空所需的时间可以用压力表测量，配合以阀17、17a来调整阀15、15a的开启速度。

阀16、16a的定时器（图中未示）根据所测定的时间来设定。随后，阀16、16a在冲洗工序的各阶段中自动地开启和关闭阀15。冲洗工序的时间可能变化很大，从约1小时到约一周，它取决于管路系统的尺寸和所要求的清洁度。

在这里，通常设想管路系统有例如4000升的大容积。在刚才说的第二阶段中，冲洗脉冲中的液体总量有很大增加。现有的液体蓄压器通常大约有35升容积，其中20升为有效容积。使用三个并联的蓄压器，就可以获得总量为60升的用以产生强力冲洗脉冲的液体。在阀15被打开和蓄压器（21）放

之前，整个管路系统2中充满了与泵4压力等压的液体。在这种情况下，上述压力假定为50巴左右。尽管液体一般被认为是不可压缩的，但实际上它们还是具有一定压缩率的物质，约为每100巴压力下收缩百分之一。如果管路系统2的容积是4000升，这就意味着在系统中约20升的液体增量。这个增量的液体自动加入冲洗脉冲液流，并在图1的装置中形成液体蓄压器体积的三分之一。

根据上述管路系统2、泵4及蓄压器21的容积，下面举一个冲洗流量的实际例子。当阀15被打开时，蓄压器55以40巴的压差在1至2秒时间内排空。蓄压器给出每分钟900升的流量，根据图2总流量为每分钟2700升。此外，由于管路系统2内液体的压缩，有大约30%的流量增量，即大约每分钟900升，泵4的流量约为每分钟350升。因而总的脉冲流量约为每分钟4000升。脉 冲流量随着蓄压器容积的增加还可以进一步增加。

虽然断流阀15安装在管路系统2的后面带来一些好处，然而，应该看出，这样安装的结果是带有杂质的冲洗液将通过断流阀15，阀有被堵塞的危险。这就是在上述清除大部分杂质的第一阶段中阀15用双联的原因。

在冲洗工作的第二阶段要使压力峰达到管路系统2的额定工作压力，这样做的想法是使管路系统2的管壁急速地膨胀和收缩，以清除“嵌入”结构表面上数量级为1至25微米杂质。另一种办法是，上述额定压力可以用一个图1中5所表示的独立的泵来达到。在这种情况下，为了断开阀6和泵4，把阀25打开。

图2是一个简化了的装置，使用了一个为管路系统正常工作而设置的液压设备50，图中只用线51、52示意地表示了管路系统。图2装置的优点是活动部分仅限于一个液体蓄压器组合53（蓄压站）和一个过滤器组合54。

蓄压器组合53包含有三个液体蓄压器55，与图1中的蓄压器一样，它们各有一个液体空间，一个有一定初始压力的气体空间和一个把这两个空间隔开的膜片。56表示一个根据控制阀57和58而保持开或关的断流阀，与在图1中所看到的方式相同。过滤器组合54包含两个并联的过滤器59，这样可以更换过滤器而不中断冲洗过程。液压设备50，蓄压器组合53，管路系统51、52和过滤器组合54可以通过弹性软管60、61、62和63互相连接。

图2装置的工作与图1装置基本上是完全一样的。因此，可以在过滤器59之前装一个与56同样的附加断流阀。如果过滤器前侧装有类似的截流阀，图1中的阀15和图2中的阀56一般可以省去。

图3装置的工作方式，除了断流阀的控制以外，与图1和图2装 置的工作方式基本相同。当泵压管40和蓄压器41中的压力升高到阀42的极限值例如50巴时，阀42打开液流通过。于是管路43中的压力下降并使阀44打开，同时一个冲洗脉冲及泵流流入管路系统的压力管45。当蓄压器41的压力下降30%时，阀42关闭，压力重新开始升高，而断流阀44也关上了。用这种方式连续工作，直到截止阀46被打开并停止蓄压为止。参考号47表示断流阀44的先导式减压阀，用来保护蓄压器41，防止它超压。

当然，除了初始的冲洗之外，本发明的装置同样可以用来冲洗在正常工作期间被弄脏的管路系统。

Claims (5)

1、一个管路系统冲洗装置其特征在于包括：

液压泵设备(4、50)，其工作压力高于为克服紊流状态下管路系统(2、51)的压降所需的压力；

至少一个液体蓄压器(21、41、55)与液压泵相连接收泵的加压液体，该蓄压器包括一液体空间，其上有进口和排泄口吸收或排出加压液体，密封的气体空间用于气体，当加压液体在液体空间中时在液体和球闭的气体空气之间有一弹性膜片，给气体空气的气体加压，使蓄压器中的压力增加；

把进口80排泄口连接到泵体系上的连接装置，能将进口处的加压液体从排泄口排出；

至少一个断流阀装置(15，15a44，56)，通过连接装置预止加压液体排泄到泵系统，直到达到蓄压器中预定的压力时，突然打开阀并使上述加压液体蓄积，通过泵装置产生有力的液流脉冲。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中的若干液体蓄压器并联接入。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于在管路系统后面设置一个断流阀（15）。

4、根据权利要求1至3之中任何一项所述的装置，其特征在于在管路系统前面设置一个断流阀（15a、44、56）。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于在管路系统的前后两边设置断流阀（15、15a）。

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