CN105665379A - 三相脉冲法管道清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种三相脉冲法管道清洗系统，解决了现有的管道清洗方式清洗效果不理想的问题。该三相脉冲法管道清洗系统，包括：压力罐，用于提供管道清洗气体；气体发生装置，用于将所述压力罐中的气体导入管道；以及固相发生装置，用于向管道中导入用于管道清洗的固相物质。

Description

三相脉冲法管道清洗系统

技术领域

本发明涉及管道清洗技术领域，具体涉及一种三相脉冲法管道清洗系统。

背景技术

自来水管道在长期使用后，管道壁上会生成由各种沉积物构成的“生长环”，而这种“生长环”的存在会影响自来水管道的输水性能。通过在自来水管道中输入脉冲气体，使得脉冲气体和水混合形成“炮弹流”可去除管道壁上的“生长环”。

然而，现有的气水清洗管道方式主要依赖气相和液相所形成的气水混合物对“生长环”进行清洗，这种气水混合物这对于管道壁上较顽固的附着物的冲击力较弱，清洗效果并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种三相脉冲法管道清洗系统，解决了现有的管道清洗方式清洗效果不理想的问题。

本发明一实施例提供的一种三相脉冲法管道清洗系统，包括：

压力罐，用于提供管道清洗气体；

气体发生装置，用于将所述压力罐中的气体导入管道；以及

固相发生装置，用于向管道中导入用于管道清洗的固相物质。

本发明一实施例还提供一种三相脉冲管道清洗方法，包括：采用气相、固相和液相形成脉冲形式的流体对管道进行清洗。

本发明实施例提供的一种三相脉冲法管道清洗系统，通过向管道内导入固相，在管道中形成了由气相、液相和固相三相组成的“炮弹流”。这样管道壁上较顽固的附着物便会在固相的冲击下被清洗掉，大大提高了管道清洗效果。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种三相脉冲法管道清洗系统的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的一种气体发生装置的结构示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的管道清洗原理示意图。

图4所示为本发明一实施例所提供的加气管的加气喷头的结构示意图。

图5所示为本发明一实施例所提供的导气装置的结构示意图。

图6所示为本发明一实施例提供的一种压力罐的结构示意图。

图7所示为本发明一实施例提供的一种管道视频采集装置的结构示意图。

图8所示为本发明一实施例提供的一种多相分离装置的结构示意图。

图9-图11分别为沿图8所示的剖面线A-A、B-B和C-C剖开的剖面图。

图12所示为本发明一实施例提供的液相净化装置的结构示意图。

图13所示为沿图12中A-A线剖开的剖视图。

图14所示为沿图13中B-B线剖开的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的一种三相脉冲法管道清洗系统的结构示意图。如图1所示，该三相脉冲法管道清洗系统包括：

压力罐1，用于提供管道清洗气体；

气体发生装置2，用于将压力罐1中的气体导入管道；以及

固相发生装置3，用于向管道中导入用于管道清洗的固相物质。

通过向管道内导入固相，在管道中形成了由气相、液相和固相三相组成的“炮弹流”。这样管道壁上较顽固的附着物便会在固相的冲击下被清洗掉，大大提高了管道清洗效果。

在本发明一实施例中，用于管道清洗的固相物质为冰球。由于冰球在常温下可融化为水，故冰球在管道内完成对管道壁上附着物的冲击后会逐渐融化为水，从而与液相混为一体并随着液相一同排出，为后续从多项混合物中分离出固相减轻了负担。在一进一步实施例中，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括冷冻装置，与固相发生装置连接，用于生成用于管道清洗的冰球。

图2所示为本发明一实施例提供的一种气体发生装置的结构示意图。如图2所示，该气体发生装置2包括：至少一个加气管21，分别与用于提供管道清洗气体的压力罐1连接，用于导出来自压力罐1的气体；加气盘23，加气盘23上设有至少一个通孔231，至少一个加气管21分别穿过至少一个通孔231伸入管道中的不同位置；以及至少一个导气装置22，分别设置在至少一个加气管21中，用于将至少一个加气管21中气体的输出方向导向管道壁。

在本发明一实施例中，该压力罐1中的气体来自空气压缩机，或者该压力罐为与空气压缩机集成为一体的装置。

采用本发明实施例所提供的气体发生装置2，压力罐1中的气体在经过加气管21时被加气管21内的导气装置22导向管道壁，从而可对管道内的“生长环”形成沿着管道截面周向的剪切力，提高了管道清洗的效率和质量。通过加气盘23将加气管21导入管道的不同位置，也可保证管道内“生长环”清洗的彻底性，避免某些位置未被清洗掉。

应当理解，加气管21和导气装置22的数量可根据所要清洗的管道直径和所需要的清洗力度等实际需要而定，本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，至少一个加气管21包括多个加气管21。多个加气管21分别穿过加气盘23上的通孔231伸入管道截面周向上的不同位置，如图2所示，从而保证管道壁上的“生长环”周向上的不同位置都可被清洗到。在一进一步实施例中，多个加气管21各自的导气装置22输出气体的方向各不相同，多个加气管21输出的气体在管道中形成螺旋气流，螺旋气流沿着管道壁旋转。基于图2所示的气体发生装置2，管道截面上所实现的旋转气流可如图3所示。

图4所示为本发明一实施例所提供的加气管的加气喷头的结构示意图。现有的加气管21的气体输出方向是与管道方向相平行的，本发明实施例在加气管21中设置导气装置22，如图4所示，这样加气管21中的气体在输出时被导向至管道壁，从而可对管道内的“生长环”形成沿着管道截面周向的剪切力，由此提高了管道清洗的效率和质量。

在本发明一实施例中，该导气装置22可包括至少一个导气叶片，这样加气管21中的气体经该至少一个导气叶片导向管道壁。应当理解，导气装置22对加气管21中气体的导向也可以通过其他结构实现，本发明对导气装置22实现气体导向的具体方式不做限定。

在本发明一实施例中，加气管21中气体在导气装置22的作用下以螺旋气流的方式输出，螺旋气流沿着管道壁旋转。这样该螺旋气流便可与管道内的液体和冰球混合形成螺旋形式的“炮弹流”，管道壁上的“生长环”也会受到螺旋形式的剪切力，从而更容易被清除。

在本发明一实施例中，该导气装置22也可包括多个导气叶片，多个导气叶片的导气方向各不相同，加气管21中的气体在该多个导气叶片的作用下以螺旋气流的方式输出，螺旋气流沿着管道壁旋转。例如，如图5所示的导气装置22就包括了4个导气叶片，4个导气叶片的导气方向形成螺旋形状，这样加气管21中的气体在该4个导气叶片的作用下以螺旋气流的方式输出，螺旋气流沿着管道壁旋转，从而形成螺旋形式的“炮弹流”。

应当理解，导气装置22中导气叶片的数量可根据实际需要而定，本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，为了避免经过导气装置22导向的气体在加气管21内部被缓冲掉，经过导向的气体应尽快从加气管21的端口处排出，因此，导气装置22可直接设置在加气管21中的端口处。

基于以上所述的气体发生装置2，本发明一实施例还提供一种管道清洗方法，采用至少一个如前任一所述的加气喷头在管道中形成沿着管道壁旋转的螺旋气流，利用螺旋气流、管道内液体和固相形成螺旋状的气水固混合流(炮弹流)以清洗管道。在一进一步实施例中，该至少一个加气喷头向管道中加气的方式为脉冲方式，这样所形成的螺旋状的气水混合流也呈脉冲形式，可更有效的清洗掉管道壁上的“生长环”。

在本发明一实施例中，如图1所示，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括：脉冲控制器和多体压力集成器。该多体压力集成器可有至少一个脉冲阀门构成，分别用于控制至少一个加气管21的气体输送。脉冲控制器则通过该多体压力集成器调整气体发生装置2向管道内输入脉冲气体的参数，例如控制开始加气时间、停止加气时间、加气频率和加气气量等。

在本发明一实施例中，脉冲控制器可由中央处理器及内存构成，同时配备IO接口、COM接口、RS485、RS232、USB、VGA等接口。这相比现有的由单片机和继电器等元件构成的管道清洗系统，代替了可编程控制器(PLC)功能，在信息自动化和控制应用方面具有低成本和高可靠性；同时，可在体积小巧的前提下实现顺序控制，不需配备庞大的控制箱，采用一体化集成，程序可读写且操作简单。

在一进一步实施例中，脉冲控制器进行控制所依赖的数据来自管道内的监控数据。具体而言，如图1所示，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括：信号采集装置，与脉冲控制器相连接，用于采集管道内的水量和/或气量状态信息；至少一个状态传感器，至少一个状态传感器用于采集管道内的实时状态，例如压力状态、进气运行状态等；以及浊度采集装置，与脉冲控制器连接，用于采集管道内的液相的浊度，以检验管道清洗的效果。

在本发明一实施例中，如图1所示，该至少一个状态传感器、信号采集装置和浊度采集装置与脉冲控制器之间的连接线可通过一个气盘装置集成起来。在本发明另一实施例中，脉冲控制器支持无线传输，此时信号采集装置和浊度采集装置也可通过无线传输实现信号输送。然而，本发明对至少一个状态传感器、信号采集装置和浊度采集装置与脉冲控制器之间的连接方式并不做限定。

图6所示为本发明一实施例提供的一种压力罐的结构示意图。如图6所示，该压力罐1包括：罐体13、第一排压阀11和第二排压阀12，第一排压阀11和第二排压阀12设置在罐体13上。

第一排压阀11为机械阀，配置为在压力罐1内的压力达到第一阈值时自动触发排气。第二排压阀12为电控阀，配置为在压力罐1内的压力达到第二阈值时在外部控制器62的控制下开始排气。其中，第二阈值小于第一阈值。

在本发明一实施例中，外部控制器62支持无线传输，压力采集装置61为无线压力传感器，第二排压阀12支持无线接收控制指令。压力采集装置61实时采集压力罐内的压力数据，并通过无线传输的方式将压力数据发送给外部控制器62。通过无线传输技术，外部控制器62可被设置在距离压力罐1较远的距离内，从而实现对压力罐1内压力数据的远程监测，以及对第二排压阀12的远程操控。

在本发明一实施例中，该三相脉冲法管道清洗系统可进一步包括：与外部控制器62连接的报警装置，此时外部控制器62进一步配置为当监测到压力数据大于第三阈值时，控制报警装置发送压力过载报警信息，其中，第三阈值小于第二阈值。

应当理解，报警装置可为声音报警装置、报警灯或兼具声音报警和报警灯功能的报警装置。此外，报警装置可被直接设置在压力罐1上，也可设置在外部控制器62附近，或该报警装置包括同时设置在压力罐1附近和外部控制器62附近的多个报警单元。然而，本发明对报警装置的具体设置位置和实现方式不做限定。

在本发明一实施例中，压力罐1的最高允许工作压力为1MPa，压力罐1上的第一排压阀11自动触发排气的第一阈值可为0.7MPa，则第二阈值可被设为0.65MPa，第三阈值可被设为0.6MPa。

基于以上所述的压力罐结构，本发明一实施例还提供一种压力罐过载保护方法。该方法应用于一种包括第一排压阀的压力罐，其中，当压力罐内的压力达到第一阈值时，第一排压阀自动触发排气。由于单独依靠第一排压阀的自动触发排气无法应对压力在短时间内急速上升的极端情况，第一排压阀可能会在瞬时的冲击下失效。该压力罐过载保护方法包括：

首先，实时监测压力罐内的压力数据。通过监测压力罐内的压力数据来主动掌握压力罐内的压力状态，并在后续的过程中结合第二阈值进行主动排气，以应对压力罐过载的情况。

对于压力罐内压力数据的监测可通过多种方式实现，例如，可在压力罐上设置压力采集装置，该压力采集装置可将采集到的压力数据传输给外部的控制器，并由外部的控制器实现对压力罐内压力数据的分析处理。

其次，当监测到压力数据大于预设的第二阈值时，主动控制压力罐的第二排压阀开始排气，其中，第二阈值小于第一阈值。

由此可见，第二排压阀并不是自动触发排气的，而是需要当压力罐内的压力达到第二阈值时在外部控制器的控制下开始排气，且该第二阈值可根据所要实现的压力控制范围而预先设置。由于第二阈值比第一阈值小，因此在第一排压阀开始排气之前，第二排压阀就先开始排气了。这样如果第二排压阀开始排压后压力罐内的压力仍持续增高至第一阈值，则第一排压阀和第二排压阀开始同时排压，避免了短时间内罐内压力急剧上升对第一排压阀的瞬时冲击，提高了第一排压阀的可靠性，也为操作人员采取相应的安防措施争取了一定的预警时间，例如操作人员可在第二排压阀开始排气后就切断压力气体来源或疏散附近的工作人员等。此外，由于基于第二阈值的排压通过主动控制实现，第二阈值的大小可根据实际应用环境而灵活预设，从而实现了压力控制范围的灵活设置。

本发明实施例所提供的压力罐过载保护方法可被直接应用在现有的包括一个安全排压阀的压力罐上，该安全排压阀可被视为第一排压阀，该安全排压阀的设计排压阈值可被视为第一阈值。这样仅需要在该压力罐上额外设置一个第二排压阀，监测压力罐内的压力数据，并通过外部控制器实现在第二阈值控制第二排压阀开始排压即可避免该安全排压阀在压力急剧上升时失效。

在本发明一实施例中，为了实现更进一步的安防策略，可在压力罐内的压力将要达到第二阈值前先开始报警，以警示操作人员采取相应的安防措施。具体而言，该压力罐过载保护方法可进一步包括：

当压力数据大于第三阈值时，开始发送压力过载报警信息；其中，第三阈值小于第二阈值。

压力过载报警信息的发送方式可有多种实现方式，例如，可通过压力罐上的报警灯闪烁来警示操作人员压力罐已濒临过载状态，然而本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，第一排压阀为自动触发排气的机械阀，当压力罐内的压力达到第一阈值时，该机械阀内的机械结构被触发开始排气；第二排压阀为电控阀，当压力罐内的压力达到第二阈值时，该电控阀在外部控制器的控制下主动开始排气。

在本发明一实施例中，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括管道视频采集装置。如图7所示，该管道视频采集装置包括：监控主机71和摄像头73。摄像头73设置在一个加气管21的加气喷嘴处，摄像头73通过穿过该加气管21的数据连接线与监控主机71连接。

该管道视频采集装置在使用时，所有加气管21一同伸入到管道内部，其中设置有摄像头73的加气管21负责固定摄像头73的观测位置，其他加气管21负责向管道中输入脉冲气体。这样该摄像头73便可直接的从气体发出的位置直观的观测到管道内脉冲冲洗的实时状态，并将所采集的视频监控数据传输给监控主机71进行存储、显示或智能分析，并由此实现对整个脉冲清洗过程的控制。由于该摄像头73可观测到管道内当前的液体流量状态，操作人员便可根据摄像头73视频监控数据所显示的液体流量状态调整加气管21向管道中输入脉冲气体的参数。

在本发明一实施例中，该脉冲气体的参数可包括以下几项中的至少一项：开始加气时间、停止加气时间、加气频率和加气气量。具体而言，当监测到管道内开始出现液体流量时，便可开始通过加气管21向管道中输入气体，以使气体和液体混合形成“炮弹流”；当管道内的液体流量断开时，说明此时所输入的气体已经过多，导致液体流量中断，甚至气体已经倒流至加气管21加气方向的反方向，此时则需要停止向管道中输入气体来恢复液体流量。通过对开始加气时间和停止加气时间的控制，便可形成脉冲形式的“炮弹流”。同时，当监控发现当前所输入的气体不足以清洗掉管道壁上的“生长环”时，则可相应提高加气频率和/或加气气量，以提高“炮弹流”对“生长环”的剪切力。

在本发明一实施例中，脉冲控制器和监控主机71连接，这样，上述根据视频监控数据调整脉冲清洗参数的过程便可通过脉冲控制器实现智能化自动控制。具体而言，脉冲控制器根据监控主机71的视频监控数据判断管道中的液体流量，并根据液体流量通过多体压力集成器调整压力罐11通过加气管21向管道中输入脉冲气体的参数。

应当理解，加气管21的数量可根据待清洗管道直径而进行相应调整，仅需要其中一个加气管21用于设置摄像头73即可，本发明对加气管21的具体数量并不做限定。同时，在本发明一实施例中，为了保证摄像头73采集视频监控数据的稳定性，用于安装摄像头73的加气管21就不用于向管道内输入气体了，然而本发明对此并不做限定。此外，为了保证管道内视频采集的质量，该摄像头73可采用高清CCD摄像头，然而本发明对该摄像头73的具体种类不做限定。

在本发明一实施例中，安装有摄像头73的加气管21穿过位于加气盘23中心位置的通孔231伸入管道。这样，该摄像头73便可从管道的中心位置观测到每个加气头的加气过程，有利于更为准确的监控管道内的脉冲清洗状态。

在一进一步的实施例中，为了避免设置有摄像头73的加气管21内进水以避免摄像头73的功能受损，该管道视频采集装置还进一步包括：密封玻璃，设置在安装有摄像头73的加气管21的加气喷嘴处以将摄像头73密封在该加气管21中。同时，该密封玻璃表面还可设置有防雾化涂层，例如镀纳米层，以提高该摄像头73在管道内的视频采集质量。

在本发明一实施例中，摄像头73通过可拆卸连接装置设置在一个加气管21的加气喷嘴处，这样当需要对该摄像头73进行维修或更换时，该摄像头73可以很方便的从加气喷嘴处拆除。例如，该可拆卸连接装置可呈开断开的环形，以将摄像头73固定在加气喷嘴的法兰面上，然而本发明对该可拆卸连接装置的具体实现方式不做限定。

现有技术中存在在管道内壁设置监控摄像头的技术方案，但这种设置在管道内壁的摄像头仅可用于观测管道内液体的浊度，无法直观准确的观测到加气喷嘴处的脉冲清洗状态。此外，将摄像头设置在管道内壁，安装和拆卸都十分复杂，难以实际应用。本发明实施例的技术方案其实是利用实现脉冲法管道冲洗的气体发生装置的加气管21实现了对管道内的视频监控，并不需要改变气体发生装置的结构，而仅需要在该气体发生装置的其中一个加气管21中设置摄像头73，并通过数据连接线实现视频监控数据的导出和存储即可。通过将摄像头73设置在一个加气管21的加气喷嘴处，可最直观的观测到管道内输入脉冲气体后的脉冲清洗状态，并可根据观测到的管道内的液体流量调整脉冲气体参数，提高了脉冲清洗的质量。同时，摄像头73可随同其他用于输入脉冲气体的加气管21一同伸入或离开待清洗管道，不用单独将摄像头73安装或拆卸到管道内部，省去了摄像头73安装或拆卸的麻烦。

基于以上所述的管道视频采集装置，本发明一实施例还提供一种管道清洗方法。该管道清洗方法包括：采用如前任一所述的管道视频采集装置采集管道内的视频监控数据。然后，根据视频监控数据判断管道中的液体流量，并根据液体流量调整压力罐通过加气管向管道中输入脉冲气体的参数。具体调整脉冲气体参数的方法在前面已经有所阐述，在此不做赘述。

在本发明一实施例中，脉冲控制器、监控主机71和多体压力集成器集成在一个集装箱中。这样该集装箱可设置在待清洗管道的远端，操作人员在该集装箱中便可集中完成远程的监控和控制过程，集装箱的外部仅需要连接加气管21和其他管路即可。在一进一步实施例中，监控主机71还可具备显示来自至少一个状态传感器、信号采集装置和浊度采集装置的信号的功能。

在本发明一实施例中，为了解决现有技术中难以对管道清洗后形成的多相混合物进行分离的问题，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括：与管道连接的多相分离装置。

图8所示为本发明一实施例提供的一种多相分离装置的结构示意图。图9-图11分别为基于图8所示的剖面线A-A、B-B和C-C所形成的剖面图。如图8至图11所示，该多相分离装置包括：

箱体81，包括前端面811、后端面812、底面814、侧面815和侧面816；

输入管82，设置在前端面811上，用于导入待分离的多相混合物；

输出管83，设置在后端面812上，用于导出由多相混合物分离出的液相；

泄压机构，设置在箱体81的底面814，包括：第一导流板841、第二导流板842、第三导流板843和第四导流板844；其中，第一导流板841和第二导流板842用于分流待分离的多相混合物，并将分流后的多相混合物导向至箱体81的两个侧面815和816；第三导流板843和第四导流板844用于将箱体81的两个侧面815和816的多相混合物重新汇聚。

待分离的多相混合物从输入管82进入后便会进入泄压机构，在第一导流板841和第二导流板842的作用下被分流至箱体81的两个侧面815和816，并在两个侧面815和816的阻挡撞击下实现第一步泄压。随后在第三导流板843和第四导流板844的作用下，箱体81的两个侧面815和816的多相混合物重新汇聚，利用对流缓冲以实现第二步泄压。多相混合物在逐步的泄压和震动的过程中，由于多相混合物中气相的比重较轻，气相会在泄压和震动的过程中被释放出来；液相的比重较气相要重，会随着多相混合物的流动从输出管83排出；而比重较大的固相则会沉积在箱体81的底面814，由此便实现对多相混合物的气液固三相分离。

在本发明一实施例中，如图8所示，第一导流板841和第二导流板842构成对称的人字形，以将多相混合物分流并导向至两个侧面815和816；第三导流板843和第四导流板844构成对称的U字形，以将来自两个侧面815和816的多相混合物重新汇聚。应当理解，为了实现上述的“分流”和“汇聚”的泄压过程，第一导流板841、第二导流板842、第三导流板843和第四导流板844也可采用其他结构，本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，由于在泄压和震动的过程中气体就会从多相混合物中被释放出来，为了保证气体能够及时的排出，第一导流板841、第二导流板842、第三导流板843和第四导流板844的表面都设有阵列式通孔，这样从多相混合物中释放出的气体便可穿过阵列式通孔进入外部空气。同时阵列式通孔的设计也加剧了多相混合物在泄压过程中的震动。

在本发明一实施例中，如图8-图10所示，该多相分离装置还进一步包括：挡板85，设置在第三导流板843和第四导流板844后端的箱体81的底面814，用于过滤多相混合物中的固相。固相在随着液相从输入管82向输出管83流动的过程中，由于固相的比重较大，一般是靠近箱体81的底面814运动的，通过设置该挡板85便可将固相从液相中过滤出来，使固相堆积在挡板85前端，以免固相一直随液相流至输出管83处，为后续液相的净化过程造成负担。

在一进一步实施例中，为了使得挡板85过滤出的固相能够被及时导出，该分离装置还可进一步包括：通孔，设置在挡板85前端的箱体81的底面814，用于导出过滤出的固相。这样操作人员便可通过该通孔及时将沉积的固相物质导出，而液相仍会沿着从输入管82向输出管83的方向流动。在一进一步实施例中，该多相分离装置还可进一步包括：抽取模块，与通孔连接，用于方便的从通孔中抽取出过滤出的固相。然而，本发明对抽取模块的具体实现形式不做限定。

在本发明一实施例中，由于多相混合物在泄压和震动的过程中会造成飞溅，飞溅出的多相混合物会造成周边环境的污染和资源的浪费，因此泄压机构还可进一步包括：顶板86，设置在第一导流板841、第二导流板842、第三导流板843和第四导流板844的上方，顶板86表面设有阵列式通孔。这样绝大部分的多相混合物会在飞溅的过程中被顶板86阻挡住，而分离出的气相则仍可通过顶板86上的通孔释放出去。

在本发明一实施例中，为了进一步避免多相混合物飞溅至箱体81外部，箱体81的顶面813可呈半敞开结构，其中未敞开的部分87靠近输入管82。多相混合物刚从输入管82输入箱体81时，还未经过充分的泄压和震动，气体并没有被充分释放，因而飞溅的多相混合物可被该未敞开的部分87挡住，以免飞溅至箱体81外部。而当多相混合物已经过泄压机构的泄压和震动后，多相混合物本身的压力已不足以产生飞溅，且气体也已经被充分释放，此时释放出的气体便可通过敞开的部分进入外部空气中。

在本发明一实施例中，输入管82设置在前端面811上靠近顶面813的位置，输入管82的设置高度高于泄压机构，输出管83设置在后端面812上靠近底面814的位置。这样便可进一步利用多相混合物从输入管82输入箱体81后的重力，加大多相混合物进入泄压机构后的冲击力，加剧多相混合物在泄压机构内的震动过程，使得气相更容易被释放，提高多相分离的效率。

在本发明一实施例中，为了避免从输入管82输入的多相混合物直接进入第三导流板843和第四导流板844而不经过第一导流板841和第二导流板842的分流泄压过程，如图9所示，输入管82可为弯形管，以将待分离的多相混合物导向至泄压机构的第一导流板841和第二导流板842。

在本发明一实施例中，为了解决现有技术中无法对管道清洗后形成的多相混合物分离出的液相进行净化处理的问题，该三相脉冲法管道清洗系统还可进一步包括液相净化装置，与多相分离装置的输出管连接。

图12所示为本发明一实施例提供的液相净化装置的结构示意图。图13所示为沿图12中A-A线剖开的剖视图。如图12和图13所示，该液相净化装置包括：净化箱体121，包括净化箱体前端面1211、净化箱体后端面1212、净化箱体顶面1213和净化箱体底面1214；净化箱体输入管122，设置在净化箱体前端面1211上靠近净化箱体底面1214的位置；净化箱体输入管123，设置在净化箱体后端面1212上靠近净化箱体顶面1213的位置；两个上行导流板1241和1242，设置在净化箱体底面1214上，用于将液相从净化箱体121的净化箱体底面1214导向净化箱体顶面1213；一个下行导流板125，设置在净化箱体顶面1213上，用于将液相从净化箱体121的净化箱体顶面1213导向净化箱体底面1214；两个清污槽1281和1282，分别设置在两个上行导流板1241和1242的底端；平流过滤槽126，设置在上行导流板1241的顶端；过滤网膜1277，设置在净化箱体输入管123的前端；以及过滤清污槽129，设置在过滤网膜1277的底端。

该液相净化装置在使用时，待净化的液相从靠近净化箱体121净化箱体底面1214的净化箱体输入管122进入净化箱体121。随着净化箱体输入管122处液相的不断进入，液相的液面也沿着上行导流板1241不断上升。在上升的过程中，由于固相污浊物的比重较大，因而会在重力作用下沉降至上行导流板1241上，并随着上行导流板1241沉降至设置在上行导流板1241底端的清污槽1281。随着液面的进一步上升，液相进入平流过滤槽126，并沿着平流过滤槽126进入下行导流板125的顶端，在这个过程中固相污浊物便会在重力作用下沉降至平流过滤槽126中。然后液相会在下行导流板125的作用下重回到净化箱体121的净化箱体底面1214，从在上行导流板1242的作用下再次被导向至净化箱体121顶端，在这个过程中残余的固相污浊物便会沉积在上行导流板1242底端的清污槽1282中。当液相从上行导流板1242顶端溢出后，最终还要经过过滤网膜1277的过滤，经过滤网膜1277过滤出的固相污浊物便会沉积在过滤清污槽129中。由于此时靠近液面的液相是最为干净的，因此净化箱体输入管123从靠近净化箱体121净化箱体顶面1213的位置将净化后的液相导出。

应当理解，上述上行导流板、下行导流板和平流过滤槽的数量可根据实际的设计需要而定，设置的数量越多，液相经过过滤的级数就越多，过滤的效果越好，但整个液相净化装置的体积也会越庞大。在本发明的某些实施例中，也可以不包括下行导流板，而仅依靠上行导流板和平流过滤槽进行过滤，液相会在重力的作用下自行从平流过滤槽溢出到净化箱体121的净化箱体底面1214，并在下一个上行导流板的导向下进一步过滤。在本发明的某些实施例中，甚至还可以不包括平流过滤槽，而仅依靠至少一个上行导流板以实现至少一级的过滤，液相会在重力的作用下自行从上行导流板溢出到净化箱体121的净化箱体底面1214，并在下一个上行导流板的导向下进一步过滤。本发明对上行导流板、下行导流板和平流过滤槽的设置数量并不做限定。同时，由于清污槽的数量可根据上行导流板的数量而定，因而本发明对清污槽的数量也不做限定。

在本发明一实施例中，为了能充分利用净化箱体121内的空间以形成尽量多级的过滤，至少一个上行导流板与至少一个下行导流板可相平行设置。

在本发明一实施例中，上行导流板和/或下行导流板和/或平流过滤槽的截面呈如图14所示的波纹形状。这样但液相流经上行导流板和/或下行导流板和/或平流过滤槽时，液相可从波纹的顶端通过，而固相污浊物可在波纹的凹槽壁的导向下沉积至凹槽的底端，从而更好的将固相污浊物从液相中过滤出来。

在本发明一实施例中，为了能够将清污槽和/或过滤清污槽中的固相污浊物及时导出，清污槽和/或过滤清污槽处可设有排污阀。该排污阀可具体采用蝶阀。

在本发明一实施例中，该三相脉冲法管道清洗系统中的所有管道连接处采用可拆卸的快速连接接头。这相比现有的管道清洗系统中所采用的热熔连接方式，无需焊接过程，能够实现快速的连接和拆卸，便于操作人员组装和排查故障。

本发明一实施例还提供一种三相脉冲管道清洗方法，包括：采用气相、固相和液相形成脉冲形式的流体对管道进行清洗。

在本发明一实施例中，该脉冲形式的流体为螺旋形式的流体，该螺旋形式的流体沿着管道壁旋转。

应当理解，前述描述中所采用的限定词“前”、“后”、“侧”和“底”等仅用于结合附图对技术方案进行更清楚的描述，并不能用于限定本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，包括：

压力罐，用于提供管道清洗气体；

气体发生装置，用于将所述压力罐中的气体导入管道；以及

固相发生装置，用于向管道中导入用于管道清洗的固相物质。

2.根据权利要求1所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述用于管道清洗的固相物质为冰球。

3.根据权利要求2所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：冷冻装置，与所述固相发生装置连接，用于生成用于管道清洗的冰球。

4.根据权利要求1至3中任一所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述气体发生装置包括：至少一个加气管，分别与所述压力罐连接，用于导出来自所述压力罐的气体；加气盘，所述加气盘上设有至少一个通孔，所述至少一个加气管分别穿过所述至少一个通孔伸入管道中的不同位置；以及至少一个导气装置，分别设置在所述至少一个加气管中，用于将所述至少一个加气管中气体的输出方向导向管道壁。

5.根据权利要求4所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述至少一个加气管分别穿过所述至少一个通孔伸入管道中的不同位置包括：所述至少一个加气管包括多个所述加气管，其中，所述多个加气管分别穿过所述加气盘上的通孔伸入管道截面周向上的不同位置。

6.根据权利要求5所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述多个加气管各自的导气装置输出气体的方向各不相同，所述多个加气管输出的气体在管道中形成螺旋气流，所述螺旋气流沿着管道壁旋转。

7.根据权利要求4所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：脉冲控制器和多体压力集成器；

其中，所述脉冲控制器通过所述多体压力集成器调整所述气体发生装置向管道内输入脉冲气体的参数。

8.根据权利要求7所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述脉冲气体的参数包括以下几项中的至少一项：开始加气时间、停止加气时间、加气频率和加气气量。

9.根据权利要求7所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：信号采集装置，与所述脉冲控制器相连接，用于采集管道内的水量和/或气量状态信息；和/或

至少一个状态传感器，所述至少一个状态传感器用于采集管道内的实时状态；和/或

浊度采集装置，与所述脉冲控制器连接，用于采集管道内的液相的浊度。

10.根据权利要求7所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述压力罐包括：罐体、第一排压阀和第二排压阀，所述第一排压阀和第二排压阀设置在所述罐体上；

所述第一排压阀为机械阀，配置为在所述压力罐内的压力达到第一阈值时自动触发排气；

所述第二排压阀为电控阀，配置为在所述压力罐内的压力达到预设的第二阈值时在外部控制器的控制下开始排气；

其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

11.根据权利要求10所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述压力罐进一步包括，报警装置，配置为在所述压力罐内的压力达到第三阈值时开始报警；

其中，所述第三阈值小于所述第二阈值。

12.根据权利要求7所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：管道视频采集装置，包括：监控主机和摄像头；

其中，所述摄像头设置在一个加气管的加气喷嘴处，所述摄像头通过穿过所述一个加气管的数据连接线与所述监控主机连接。

13.根据权利要求12所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述脉冲控制器与所述监控主机连接，根据所述监控主机的视频监控数据判断管道中的液体流量，并根据所述液体流量通过所述多体压力集成器调整所述气体发生装置向管道中输入脉冲气体的参数。

14.根据权利要求12所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述一个加气管穿过位于所述加气盘中心位置的通孔伸入管道。

15.根据权利要求12所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述脉冲控制器、所述监控主机和所述多体压力集成器集成在一个集装箱中。

16.根据权利要求7所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：多相分离装置，与管道连接；所述多相分离装置包括：

箱体，包括前端面、后端面、底面和两个侧面；

输入管，设置在所述前端面上，用于导入待分离的多相混合物；

输出管，设置在所述后端面上，用于导出由多相混合物分离出的液相；

泄压机构，设置在所述箱体的底面，包括：第一导流板、第二导流板、第三导流板和第四导流板；其中，所述第一导流板和第二导流板用于分流待分离的多相混合物，并将分流后的多相混合物导向至所述箱体的两个侧面；所述第三导流板和第四导流板用于将所述箱体的两个侧面的多相混合物重新汇聚。

17.根据权利要求16所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述多相分离装置进一步包括：挡板，设置在所述第三导流板和第四导流板后端的箱体底面，用于过滤多相混合物中的固相。

18.根据权利要求16所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，进一步包括：液相净化装置，与所述多相分离装置的输出管连接；所述液相净化装置包括：

净化箱体，包括净化箱体前端面、净化箱体后端面、净化箱体顶面和净化箱体底面；

净化箱体输入管，设置在所述净化箱体前端面上靠近净化箱体底面的位置；

净化箱体输出管，设置在所述净化箱体后端面上靠近净化箱体顶面的位置；

至少一个上行导流板，设置在所述净化箱体底面上，用于将液相从所述净化箱体的净化箱体底面导向净化箱体顶面；以及

至少一个清污槽，分别设置在所述至少一个上行导流板的底端。

19.根据权利要求18所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述液相净化装置进一步包括：

至少一个下行导流板，设置在所述净化箱体顶面上，用于将液相从所述净化箱体的净化箱体顶面导向净化箱体底面。

20.根据权利要求19所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述液相净化装置进一步包括：至少一个平流过滤槽，其中的每个平流过滤槽设置在一个所述上行导流板的顶端。

21.根据权利要求5至20中任一所述的三相脉冲法管道清洗系统，其特征在于，所述三相脉冲法管道清洗系统中的所有管道连接处采用可拆卸的快速连接接头。

22.一种三相脉冲管道清洗方法，包括：采用气相、固相和液相形成脉冲形式的流体对管道进行清洗。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述脉冲形式的流体为螺旋形式的流体，所述螺旋形式的流体沿着管道壁旋转。