CN110064630B - 粒子射流冲击管道清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于表面清洗领域,特别涉及一种粒子射流冲击管道清洗装置,包括高压筒、一次混合腔、二次混合腔、外洗轨道、旋转移动装置、循环渣浆泵、磁选机、高压泵等,可实现管道内、外壁面不同硬度结垢物的表面清洗,钢质粒子射流高速冲击管道壁面结垢物后,在冲击表面产生极大瞬时冲击应力,可使结垢物迅速破碎,实现了管道结垢物的高效清除,而且球形钢质粒子,对管道壁面冲蚀磨损小,可较好的保护管道本体壁面,同时钢质粒子的强度大,硬度高,可以通过磁选分离作用回收,实现粒子的循环利用,射流流体也可循环利用,该装置可有效提高管道清洗效率和质量,降低清洗成本,增加管道运行的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种粒子射流冲击管道清洗装置,属于表面清洗领域。
背景技术
在石油开采、运输和加工过程中,管道发挥着重要的输送作用。油气管道输送介质为油气,其中含有石蜡、氧化物、硫化物、砂粒等各种成分,随着管道的长期使用,该类成分会导致管道内外壁上产生结垢物并会对管道产生腐蚀,严重的可能会堵塞管道、断裂等,从而引发生产事故。为避免该类事故的发生,需要对管道进行周期性的清洗和检验,保证管道运行的稳定性和安全性。
目前常用的管道清洗方法有化学清洗、机械刮刀清洗、高压水射流清洗、磨料射流清洗、超声波清洗。其中(1)化学清洗需要用化学药剂,会对管道本身造成腐蚀伤害,而且化学药剂的使用会造成环境的污染,危险化学品泄漏后可能会产生严重的安全生产事故,危害生命财产安全。(2)机械刮刀清洗通过机械的方法对管道内外表面进行刮擦清洗,对于硬度高和粘大的结垢物清洗效果不理想,难以完全清除管道结垢物,而且对机械刀具的磨损较大,也会对管道本体表面产生影响。(3)高压水射流清洗是一种高效清洁的清洗方式,但对于硬度较高的垢、油污、锈渍等清洗的效果不佳,纯高压水射流冲击能力有限,难以实现坚硬结垢物的高效清洗。(4)磨料射流清洗技术采用石英砂等磨料,通过在射流中加入磨料,磨料射流高速冲击结垢物,可以实现坚硬结垢物的清洗,但是石英砂等磨料回收难度大,成本高,而且如果控制不好,磨料射流容易对管道壁面造成伤害。(5)超声波清洗的设备造价昂贵,对于产生的空化效果要求较高,而且清洗的距离有限。因此研究一种利用钢质粒子射流冲击管道清洗装置,实现管道内、外壁表面结垢物的粒子射流清洗,将会显著提高管道的清洗效率和质量,有效降低成本。
基于以上分析,本发明提出一种粒子射流冲击管道清洗装置,该装置可实现管道内外壁面不同硬度结垢物的表面清洗,对管道内壁软到中硬结垢物通过低压大排量粒子射流在管道内循环清洗,管道内壁坚硬结垢物通过高压粒子射流结合管道机械旋转清洗,管道外壁结垢物通过高压旋转粒子射流清洗,钢质粒子射流高速冲击管道壁面结垢物后,在冲击表面产生极大瞬时冲击应力,可使结垢物迅速破碎,实现了管道结垢物的快速高效清除,而且钢质粒子可为球形,对管道壁面冲蚀磨损小,可较好的保护管道壁面本体,同时钢质粒子的强度大,硬度高,可以通过磁选分离作用回收,实现粒子的循环利用,射流流体也可循环利用,清洗装置可有效提高管道清洗效率和质量,降低清洗成本,增加管道运行的安全性和稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种实现管道内外壁面不同硬度结垢物的粒子射流冲击清洗,钢质粒子射流高速冲击管道壁面结垢物在冲击表面产生极大瞬时冲击应力,高效快速清除管道壁面的结垢物,对管道壁面冲蚀磨损小,粒子和流体能够回收循环利用,管道壁面结垢物能够被高效清除,降低清洗成本的粒子射流冲击管道清洗装置。
本发明所述的粒子射流冲击管道清洗装置,包括粒子储罐、控制阀门、接料漏斗、螺旋输送机、高压筒漏斗、高压筒入口阀门、压力平衡管线、高压筒、喷嘴套、一次混合腔、供液管线、倾斜喷嘴、高压筒出口阀门、分流管线、二次混合腔、内洗高压管线、喷头、内洗喷嘴、管道支架、竖直支架、竖直支架驱动机、外洗轨道、挡板、管道、底面、转换接头、减速机、旋转移动装置、地面轨道、接料箱、循环渣浆泵、磁选机、振动筛、水箱、外洗高压管线、水平驱动机、旋转电机、水平横梁、外洗喷嘴支架、外洗喷嘴、过滤水箱、过滤器、高压泵、内洗渣浆泵、内洗循环管线、节流喷嘴。粒子储罐为低压存储罐用于存储粒子射流冲击清洗所需粒子,粒子材质为钢质,形状可为球形、圆柱型、棱角型,粒子储罐中的粒子在重力作用下,通过下部控制阀门的控制进入到接料漏斗中,进入接料漏斗中的粒子继续通过螺旋输送机输送作用进入到高压筒漏斗或者进入内洗渣浆泵的漏斗中,进入到高压筒漏斗中的粒子量由高压筒入口阀门控制,高压筒入口阀门设置在高压筒漏斗下部,为高压阀门,高压筒工作时,高压筒入口阀门关闭,高压筒入口阀门与高压筒通过法兰或者由壬连接。压力平衡管线为高压软管,一端连接到高压筒上部,一端连接下部的分流管线,压力平衡管线可使高压筒上部压力和二次混合腔的入口压力一致,保证粒子的顺利下落。高压筒为厚壁圆筒,可耐高压并存储粒子,一次混合腔设置在高压筒下部,一次混合腔与高压筒通过法兰或者由壬连接,喷嘴套设置在一次混合腔的斜面上,通过螺纹与一次混合腔连接,起固定倾斜喷嘴作用,倾斜喷嘴安装在喷嘴套上,倾斜喷嘴通过喷嘴套与供液管线连接,倾斜喷嘴的出口方向和一次混合腔斜面平行,并向下喷射,供液管线中的高压流体进入倾斜喷嘴后,沿着一次混合腔倾斜向下喷射,推动高压筒底部的粒子向下运动,在一次混合腔内实现了粒子和流体的一次混合和粒子的顺利下落,通过调节倾斜喷嘴大小可调节向下喷射的射流压力大小,进而调节粒子的下落量。高压筒出口阀门设置在一次混合腔的下部,高压筒出口阀门为高压阀门,可控制粒子从高压筒下落到下部二次混合腔的粒子量,粒子和流体混合物经过高压筒出口阀门后,进入二次混合腔中,同时高压泵泵出的高压流体也进入到二次混合腔,和上部下落的粒子进行了二次混合,实现了高压流体和粒子的均匀稳定混合。分流管线设置在二次混合腔的一侧,高压泵泵出的部分高压流体,可通过分流管线进入供液管线和压力平衡管线。管道内壁清洗作业时,如果管道内壁结垢物坚硬,可采用高压粒子射流结合管道机械旋转清洗,此时经过二次混合腔混合后的粒子和高压流体混合物继续进入内洗高压管线,内洗高压管线设置在管道内部,为高压软管,内洗高压管线外部通过钢管支撑,喷头设置在内洗高压管线末尾处,内洗喷嘴设置在喷头上,通过螺纹与喷头连接。通过调节内洗喷嘴的数量、角度和布置,可调节粒子射流的压力、喷射方向、喷射距离,粒子与高压流体经过喷头后,通过内洗喷嘴喷出,形成高速粒子射流冲击到管道内壁表面坚硬的结垢物,在冲击表面形成巨大的瞬时冲击应力,使结垢物迅速破碎清除,与常规磨料射流(石英砂)冲击不同,粒子为钢质粒子,密度高冲击动能大,破碎结垢物的效率更高,而且粒子可为球形,石英砂为棱角型,粒子冲击对管道本体表面的伤害小。转换接头设置在管道尾部,转换接头连接管道和减速机,转换接头可上下移动,减速机通过转换接头可带动管道旋转,减速机的转速可调节,喷头在管道内部沿着管道运动,结合转换接头带动管道的旋转运动,可保证管道内部被粒子射流全部覆盖,实现内壁结垢物的全部清除。旋转移动装置设置在地面轨道上,旋转移动装置可沿着地面轨道运动,从而带动减速机移动,当清洗完一根管道后,移动旋转移动装置继续进行下一根管道的清洗。管道支架设置在地面上,管道支架一侧高,一侧低,底面设置在管道支架上部,用于放置管道和收集清洗完后的粒子、流体和结垢物杂质,底面也是一侧高一侧低,管道放置后,管道入口高出口低,因此清洗过程中粒子、流体和结垢物杂质可顺利达到管道出口。外洗轨道设置在地面上,提供竖直支架驱动机的运动轨道,竖直支架驱动机与竖直支架连接,竖直支架设置在外洗轨道上,竖直支架驱动机可驱动竖直支架在外洗轨道上来回运动,水平横梁设置在竖直支架上,水平横梁提供水平驱动机的运行轨道,水平驱动机设置在水平横梁上,可沿水平横梁往复运动,旋转电机和水平驱动机连接,旋转电机可周期性的正反转,外洗喷嘴支架设置在旋转电机下部,外洗喷嘴支架为三条水平横杆,外洗喷嘴设置在水平横杆上。当进行管道表面清洗时,可采用高压旋转粒子射流清洗,由二次混合腔出来的粒子和流体混合物,首先进入外洗高压管线,再进入到外洗喷嘴,由外洗喷嘴喷出高速粒子射流,粒子射流高速冲击管道表面,可将管道表面的结垢物高效清除,通过外洗轨道、竖直支架、水平横梁、减速机旋转的共同作用,可使外洗喷嘴喷出粒子射流覆盖到所有管道的表面,实现对管道外表面的全覆盖,同时外洗高压管线为高压软管,具有一定柔性,可以旋转一定角度,因此旋转电机可带动外洗喷嘴支架进行一定角度的往复旋转运动,形成旋转粒子射流,使管道表面的结垢物更高效的清除,挡板设置在管道两侧,可防止清洗过程中流体和粒子的飞溅。当管道内壁结垢物为软倒中硬时,可通过管内低压大排量粒子循环的方式进行清除,首先内洗渣浆泵从水箱中吸入流体,将流体加压后,与螺旋输送机输送的粒子,在内洗渣浆泵漏斗处混合,混合后的粒子和流体,经过内洗循环管线进入管道中,由管道入口流动至管道出口处的节流喷嘴,节流喷嘴使管道内具有一定压力并使循环的粒子和流体充满管道,渣浆泵的排量大,流体在管道内的流动速度快,粒子在流体作用下,对管道壁面不断的冲击,使管道内壁软到中硬的结垢物不断的冲击破碎,逐渐的从管道壁面上剥离下来。清洗之后的粒子、流体、结垢物杂质均进入接料箱中,并由接料箱的出口漏斗进入循环渣浆泵中,循环渣浆泵将混合物通过管道输送至磁选机中,钢质粒子通过磁选机磁选作用,磁选分离并由漏斗进入粒子储罐中,实现了粒子的循环使用。振动筛设置水箱和磁选机之间,磁选机分离粒子后剩余的混合物,进入振动筛,通过振动筛将固体杂质筛除,剩余的流体进入水箱中,水箱中流体通过管道输送至过滤水箱中,经过过滤水箱的沉淀净化作用,流体进入过滤器,通过过滤器进一步净化作用后的流体,进入高压泵中,高压泵对流体增压,增压后的流体通过高压管线输送至二次混合腔,实现流体循环利用。
二次混合腔由混合腔本体、高压流体入口、分流孔、粒子入口、调流喷嘴、混合管、出口组成。高压流体入口设置在混合腔本体上,高压流体入口流入高压泵泵出的高压流体,分流孔设置在混合腔本体一侧,在高压流体入口下部,并与分流管线连接,部分高压流体可通过分流孔进入分流管线,调流喷嘴设置在分流孔下部,混合管的前部,调流喷嘴通过螺纹与混合腔本体连接,调流喷嘴内径小于混合管内径,高压流体从调流喷嘴喷出后,可在混合管处形成负压,形成的负压可将上部由高压筒出口阀门下落的粒子吸入到混合管内,实现粒子的顺利下落和与流体的均匀混合,通过调节调流喷嘴的内径,可调节粒子的浓度,在混合管混合好的粒子和流体由出口流出。
本发明的有益效果是:
可实现管道内外壁面不同硬度结垢物的表面清洗,钢质粒子射流高速冲击管道壁面结垢物后,在冲击表面产生极大瞬时冲击应力,可使结垢物迅速破碎,实现了管道结垢物的快速高效清除,而且钢质粒子可为球形,对管道壁面冲蚀磨损小,可较好的保护管道壁面本体,同时钢质粒子的强度大,硬度高,可以通过磁选分离作用回收,实现粒子的循环利用,射流流体也可循环利用,该装置可有效提高管道清洗效率和质量,降低清洗成本,增加管道运行的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中:1、粒子储罐;2、控制阀门;3、接料漏斗;4、螺旋输送机;5、高压筒漏斗;6、高压筒入口阀门;7、压力平衡管线;8、高压筒;9、喷嘴套;10、一次混合腔;11、供液管线;12、倾斜喷嘴;13、高压筒出口阀门;14、分流管线;15、二次混合腔;16、内洗高压管线;17、喷头;18、内洗喷嘴;19、管道支架;20、竖直支架;21、竖直支架驱动机;22、外洗轨道;23、挡板;24、管道;25、底面;26、转换接头;27、减速机;28、旋转移动装置;29、地面轨道;30、接料箱;31、循环渣浆泵;32、磁选机;33、振动筛;34、水箱;35、外洗高压管线;36、水平驱动机;37、旋转电机;38、水平横梁;39、外洗喷嘴支架;40、外洗喷嘴;41、过滤水箱;42、过滤器;43、高压泵;44、内洗渣浆泵;45、内洗循环管线;46、节流喷嘴。
图2为本发明的二次混合腔结构示意图。
图中:15-1、混合腔本体;15-2、高压流体入口;15-3、分流孔;15-4、粒子入口;15-5、调流喷嘴;15-6、混合管;15-7、出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述:
如图1所示,本发明所述的粒子射流冲击管道清洗装置,包括粒子储罐1、控制阀门2、接料漏斗3、螺旋输送机4、高压筒漏斗5、高压筒入口阀门6、压力平衡管线7、高压筒8、喷嘴套9、一次混合腔10、供液管线11、倾斜喷嘴12、高压筒出口阀门13、分流管线14、二次混合腔15、内洗高压管线16、喷头17、内洗喷嘴18、管道支架19、竖直支架20、竖直支架驱动机21、外洗轨道22、挡板23、管道24、底面25、转换接头26、减速机27、旋转移动装置28、地面轨道29、接料箱30、循环渣浆泵31、磁选机32、振动筛33、水箱34、外洗高压管线35、水平驱动机36、旋转电机37、水平横梁38、外洗喷嘴支架39、外洗喷嘴40、过滤水箱41、过滤器42、高压泵43、内洗渣浆泵44、内洗循环管线45、节流喷嘴46。粒子储罐1为低压存储罐用于存储粒子射流冲击清洗所需粒子,粒子材质为钢质,形状可为球形、圆柱型、棱角型,粒子储罐1中的粒子在重力作用下,通过下部控制阀门2的控制进入到接料漏斗3中,进入接料漏斗3中的粒子继续通过螺旋输送机4输送作用进入到高压筒漏斗5或者进入内洗渣浆泵44的漏斗中,进入到高压筒漏斗5中的粒子量由高压筒入口阀门6控制,高压筒入口阀门6设置在高压筒漏斗5下部,为高压阀门,高压筒8工作时,高压筒入口阀门6关闭,高压筒入口阀门6与高压筒8通过法兰或者由壬连接。压力平衡管线7为高压软管,一端连接到高压筒8上部,一端连接下部的分流管线14,压力平衡管线7可使高压筒8上部压力和二次混合腔15的入口压力一致,保证粒子的顺利下落。高压筒8为厚壁圆筒,可耐高压并存储粒子,一次混合腔10设置在高压筒8下部,一次混合腔10与高压筒8通过法兰或者由壬连接,喷嘴套9设置在一次混合腔10的斜面上,通过螺纹与一次混合腔10连接,起固定倾斜喷嘴12作用,倾斜喷嘴12安装在喷嘴套9上,倾斜喷嘴12通过喷嘴套9与供液管线11连接,倾斜喷嘴12的出口方向和一次混合腔10斜面平行,并向下喷射,供液管线11中的高压流体进入倾斜喷嘴12后,沿着一次混合腔10倾斜向下喷射,推动高压筒8底部的粒子向下运动,在一次混合腔10内实现了粒子和流体的一次混合和粒子的顺利下落,通过调节倾斜喷嘴12大小可调节向下喷射的射流压力大小,进而调节粒子的下落量。高压筒出口阀门13设置在一次混合腔10的下部,高压筒出口阀门13为高压阀门,可控制粒子从高压筒8下落到下部二次混合腔15的粒子量,粒子和流体混合物经过高压筒出口阀门13后,进入二次混合腔15中,同时高压泵43泵出的高压流体也进入到二次混合腔15,和上部下落的粒子进行了二次混合,实现了高压流体和粒子的均匀稳定混合。分流管线14设置在二次混合腔15的一侧,高压泵43泵出的部分高压流体,可通过分流管线14进入供液管线11和压力平衡管线7。管道24内壁清洗作业时,如果管道24内壁结垢物坚硬,可采用高压粒子射流结合管道机械旋转清洗,此时经过二次混合腔15混合后的粒子和高压流体混合物继续进入内洗高压管线16,内洗高压管线16设置在管道24内部,为高压软管,内洗高压管线16外部通过钢管支撑,喷头17设置在内洗高压管线16末尾处,内洗喷嘴18设置在喷头17上,通过螺纹与喷头17连接。通过调节内洗喷嘴18的数量、角度和布置,可调节粒子射流的压力、喷射方向、喷射距离,粒子与高压流体经过喷头17后,通过内洗喷嘴18喷出,形成高速粒子射流冲击到管道24内壁表面坚硬的结垢物,在冲击表面形成巨大的瞬时冲击应力,使结垢物迅速破碎清除,与常规磨料射流(石英砂)冲击不同,粒子为钢质粒子,密度高冲击动能大,破碎结垢物的效率更高,而且粒子可为球形,石英砂为棱角型,粒子冲击对管道24本体表面的伤害小。转换接头26设置在管道24尾部,转换接头26连接管道24和减速机27,转换接头26可上下移动,减速机27通过转换接头26可带动管道24旋转,减速机27的转速可调节,喷头17在管道24内部沿着管道24运动,结合转换接头26带动管道24的旋转运动,可保证管道24内部被粒子射流全部覆盖,实现内壁结垢物的全部清除。旋转移动装置28设置在地面轨道29上,旋转移动装置28可沿着地面轨道29运动,从而带动减速机27移动,当清洗完一根管道24后,移动旋转移动装置28继续进行下一根管道24的清洗。管道支架19设置在地面上,管道支架19一侧高,一侧低,底面25设置在管道支架19上部,用于放置管道24和收集清洗完后的粒子、流体和结垢物杂质,底面25也是一侧高一侧低,管道24放置底面25后,管道24入口高出口低,因此清洗过程中粒子、流体和结垢物杂质可顺利达到管道24出口。外洗轨道22设置在地面上,提供竖直支架驱动机21的运动轨道,竖直支架驱动机21与竖直支架20连接,竖直支架20设置在外洗轨道22上,竖直支架驱动机21可驱动竖直支架20在外洗轨道22上来回运动,水平横梁38设置在竖直支架20上,水平横梁38提供水平驱动机36的运行轨道,水平驱动机36设置在水平横梁38上,可沿水平横梁38往复运动,旋转电机37和水平驱动机36连接,旋转电机37可周期性的正反转,外洗喷嘴支架39设置在旋转电机37下部,外洗喷嘴支架39为三条水平横杆,外洗喷嘴40设置在水平横杆上。当进行管道24表面清洗时,可采用高压旋转粒子射流清洗,由二次混合腔15出来的粒子和流体混合物,首先进入外洗高压管线35,再进入到外洗喷嘴40,由外洗喷嘴40喷出高速粒子射流,粒子射流高速冲击管道24表面,可将管道24表面的结垢物高效清除,通过外洗轨道22、竖直支架20、水平横梁38、减速机27旋转的共同作用,可使外洗喷嘴40喷出粒子射流覆盖到所有管道24的表面,实现对管道24外表面的全覆盖,同时外洗高压管线35为高压软管,具有一定柔性,可以旋转一定角度,因此旋转电机37可带动外洗喷嘴支架39进行一定角度的往复旋转运动,形成旋转粒子射流,使管道24表面的结垢物更高效的清除,挡板23设置在管道24两侧,可防止清洗过程中流体和粒子的飞溅。当管道24内壁结垢物为软倒中硬时,可通过管内低压大排量粒子循环的方式进行清除,首先内洗渣浆泵44从水箱34中吸入流体,将流体加压后,与螺旋输送机4输送的粒子,在内洗渣浆泵44漏斗处混合,混合后的粒子和流体,经过内洗循环管线45进入管道24中,由管道24入口流动至管道24出口处的节流喷嘴46,节流喷嘴46使管道24内具有一定压力并使循环的粒子和流体充满管道24,渣浆泵的排量大,流体在管道24内的流动速度快,粒子在流体作用下,对管道24壁面不断的冲击,使管道24内壁软到中硬的结垢物不断的冲击破碎,逐渐的从管道24壁面上剥离下来。清洗之后的粒子、流体、结垢物杂质均进入接料箱30中,并由接料箱30的出口漏斗进入循环渣浆泵31中,循环渣浆泵31将混合物通过管道输送至磁选机32中,钢质粒子通过磁选机32磁选作用,磁选分离并由漏斗进入粒子储罐1中,实现了粒子的循环使用。振动筛33设置水箱34和磁选机32之间,磁选机32分离粒子后剩余的混合物,进入振动筛33,通过振动筛33将固体杂质筛除,剩余的流体进入水箱34中,水箱34中流体通过管道输送至过滤水箱41中,经过过滤水箱41的沉淀净化作用,流体进入过滤器42,通过过滤器42进一步净化作用后的流体,进入高压泵43中,高压泵43对流体增压,增压后的流体通过高压管线输送至二次混合腔15,实现流体循环利用。
如图2所示,二次混合腔的内部结构,包括混合腔本体15-1、高压流体入口15-2、分流孔15-3、粒子入口15-4、调流喷嘴15-5、混合管15-6、出口15-7。高压流体入口15-2设置在混合腔本体15-1上,高压流体入口15-2流入高压泵43泵出的高压流体,分流孔15-3设置在混合腔本体15-1一侧,在高压流体入口15-2下部,并与分流管线14连接,部分高压流体可通过分流孔15-3进入分流管线14,调流喷嘴15-5设置在分流孔15-3下部,混合管15-6的前部,调流喷嘴15-5通过螺纹与混合腔本体15-1连接,调流喷嘴15-5内径小于混合管15-6内径,高压流体从调流喷嘴15-5喷出后,可在混合管15-6处形成负压,形成的负压可将由上部粒子入口15-4进入的粒子吸入到混合管15-6内,实现粒子的顺利下落和与流体的均匀混合,通过调节调流喷嘴15-5的内径,可调节粒子的浓度,在混合管15-6混合好的粒子和流体由出口15-7流出。
Claims (3)
1.一种粒子射流冲击管道清洗装置,包括粒子储罐(1)、控制阀门(2)、接料漏斗(3)、螺旋输送机(4)、高压筒漏斗(5)、高压筒入口阀门(6)、压力平衡管线(7)、高压筒(8)、喷嘴套(9)、一次混合腔(10)、供液管线(11)、倾斜喷嘴(12)、高压筒出口阀门(13)、分流管线(14)、二次混合腔(15)、内洗高压管线(16)、喷头(17)、内洗喷嘴(18)、管道支架(19)、竖直支架(20)、竖直支架驱动机(21)、外洗轨道(22)、挡板(23)、管道(24)、底面(25)、转换接头(26)、减速机(27)、旋转移动装置(28)、地面轨道(29)、接料箱(30)、循环渣浆泵(31)、磁选机(32)、振动筛(33)、水箱(34)、外洗高压管线(35)、水平驱动机(36)、旋转电机(37)、水平横梁(38)、外洗喷嘴支架(39)、外洗喷嘴(40)、过滤水箱(41)、过滤器(42)、高压泵(43)、内洗渣浆泵(44)、内洗循环管线(45)、节流喷嘴(46),粒子储罐(1)为低压存储罐用于存储粒子射流冲击清洗所需粒子,粒子材质为钢质,形状可为球形、圆柱型、棱角型,粒子储罐(1)中的粒子在重力作用下,通过下部控制阀门(2)的控制进入到接料漏斗(3)中,进入接料漏斗(3)中的粒子继续通过螺旋输送机(4)输送作用进入到高压筒漏斗(5)或者进入内洗渣浆泵(44)的漏斗中,进入到高压筒漏斗(5)中的粒子量由高压筒入口阀门(6)控制,高压筒入口阀门(6)设置在高压筒漏斗(5)下部,为高压阀门,高压筒(8)工作时,高压筒入口阀门(6)关闭,高压筒入口阀门(6)与高压筒(8)通过法兰或者由壬连接,压力平衡管线(7)为高压软管,一端连接到高压筒(8)上部,一端连接下部的分流管线(14),压力平衡管线(7)可使高压筒(8)上部压力和二次混合腔(15)的入口压力一致,保证粒子的顺利下落,高压筒(8)为厚壁圆筒,可耐高压并存储粒子,一次混合腔(10)设置在高压筒(8)下部,一次混合腔(10)与高压筒(8)通过法兰或者由壬连接,喷嘴套(9)设置在一次混合腔(10)的斜面上,通过螺纹与一次混合腔(10)连接,起固定倾斜喷嘴(12)作用,倾斜喷嘴(12)安装在喷嘴套(9)上,倾斜喷嘴(12)通过喷嘴套(9)与供液管线(11)连接,倾斜喷嘴(12)的出口方向和一次混合腔(10)斜面平行,并向下喷射,供液管线(11)中的高压流体进入倾斜喷嘴(12)后,沿着一次混合腔(10)倾斜向下喷射,推动高压筒(8)底部的粒子向下运动,在一次混合腔(10)内实现了粒子和流体的一次混合和粒子的顺利下落,通过调节倾斜喷嘴(12)大小可调节向下喷射的射流压力大小,进而调节粒子的下落量,高压筒出口阀门(13)设置在一次混合腔(10)的下部,高压筒出口阀门(13)为高压阀门,可控制粒子从高压筒(8)下落到下部二次混合腔(15)的粒子量,粒子和流体混合物经过高压筒出口阀门(13)后,进入二次混合腔(15)中,同时高压泵(43)泵出的高压流体也进入到二次混合腔(15),和上部下落的粒子进行了二次混合,实现了高压流体和粒子的均匀稳定混合,分流管线(14)设置在二次混合腔(15)的一侧,高压泵(43)泵出的部分高压流体,可通过分流管线(14)进入供液管线(11)和压力平衡管线(7),管道(24)内壁清洗作业时,如果管道(24)内壁结垢物坚硬,可采用高压粒子射流结合管道机械旋转清洗,此时经过二次混合腔(15)混合后的粒子和高压流体混合物继续进入内洗高压管线(16),内洗高压管线(16)设置在管道(24)内部,为高压软管,内洗高压管线(16)外部通过钢管支撑,喷头(17)设置在内洗高压管线(16)末尾处,内洗喷嘴(18)设置在喷头(17)上,通过螺纹与喷头(17)连接,转换接头(26)设置在管道(24)尾部,转换接头(26)连接管道(24)和减速机(27),转换接头(26)可上下移动,减速机(27)通过转换接头(26)可带动管道(24)旋转,减速机(27)的转速可调节,喷头(17)在管道(24)内部沿着管道(24)运动,结合转换接头(26)带动管道(24)的旋转运动,可保证管道(24)内部被粒子射流全部覆盖,旋转移动装置(28)设置在地面轨道(29)上,旋转移动装置(28)可沿着地面轨道(29)运动,从而带动减速机(27)移动,当清洗完一根管道(24)后,移动旋转移动装置(28)继续进行下一根管道(24)的清洗,管道支架(19)设置在地面上,管道支架(19)一侧高,一侧低,底面(25)设置在管道支架(19)上部,用于放置管道(24)和收集清洗完后的粒子、流体和结垢物杂质,外洗轨道(22)设置在地面上,提供竖直支架驱动机(21)的运动轨道,竖直支架驱动机(21)与竖直支架(20)连接,竖直支架(20)设置在外洗轨道(22)上,竖直支架驱动机(21)可驱动竖直支架(20)在外洗轨道(22)上来回运动,水平横梁(38)设置在竖直支架(20)上,水平横梁(38)提供水平驱动机(36)的运行轨道,水平驱动机(36)设置在水平横梁(38)上,可沿水平横梁(38)往复运动,旋转电机(37)和水平驱动机(36)连接,旋转电机(37)可周期性的正反转,外洗喷嘴支架(39)设置在旋转电机(37)下部,外洗喷嘴支架(39)为三条水平横杆,外洗喷嘴(40)设置在水平横杆上,当进行管道(24)表面清洗时,可采用高压旋转粒子射流清洗,由二次混合腔(15)出来的粒子和流体混合物,首先进入外洗高压管线(35),再进入到外洗喷嘴(40),由外洗喷嘴(40)喷出高速粒子射流,粒子射流高速冲击管道(24)表面,可将管道(24)表面的结垢物清除,挡板(23)设置在管道(24)两侧,可防止清洗过程中流体和粒子的飞溅,当管道(24)内壁结垢物为软倒中硬时,可通过管内低压大排量粒子循环的方式进行清除,首先内洗渣浆泵(44)从水箱(34)中吸入流体,将流体加压后,与螺旋输送机(4)输送的粒子,在内洗渣浆泵(44)漏斗处混合,混合后的粒子和流体,经过内洗循环管线(45)进入管道(24)中,由管道(24)入口流动至管道(24)出口处的节流喷嘴(46),节流喷嘴(46)使管道(24)内具有一定压力并使循环的粒子和流体充满管道(24),渣浆泵的排量大,流体在管道(24)内的流动速度快,粒子在流体作用下,对管道(24)壁面不断的冲击,使管道(24)内壁软到中硬的结垢物不断的冲击破碎,逐渐的从管道(24)壁面上剥离下来,清洗之后的粒子、流体、结垢物杂质均进入接料箱(30)中,并由接料箱(30)的出口漏斗进入循环渣浆泵(31)中,循环渣浆泵(31)将混合物通过管道输送至磁选机(32)中,钢质粒子通过磁选机(32)磁选作用,磁选分离并由漏斗进入粒子储罐(1)中,实现了粒子的循环使用,振动筛(33)设置水箱(34)和磁选机(32)之间,磁选机(32)分离粒子后剩余的混合物,进入振动筛(33),通过振动筛(33)将固体杂质筛除,剩余的流体进入水箱(34)中,水箱(34)中流体通过管道输送至过滤水箱(41)中,经过过滤水箱(41)的沉淀净化作用,流体进入过滤器(42),通过过滤器(42)进一步净化作用后的流体,进入高压泵(43)中,高压泵(43)对流体增压,增压后的流体通过高压管线输送至二次混合腔(15),实现流体循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种粒子射流冲击管道清洗装置,其特征在于:调节内洗喷嘴(18)的数量、角度和布置,可调节粒子射流的压力、喷射方向、喷射距离,粒子与高压流体经过喷头(17)后,通过内洗喷嘴(18)喷出,形成高速粒子射流冲击破碎管道(24)内壁表面坚硬的结垢物,球形粒子冲击对管道(24)本体表面的伤害小,底面(25)一侧高一侧低,管道(24)放置底面(25)后,管道(24)入口高出口低,清洗过程中粒子、流体和结垢物杂质可顺利达到管道(24)出口,通过外洗轨道(22)、竖直支架(20)、水平横梁(38)、减速机(27)旋转的共同作用,可使外洗喷嘴(40)喷出粒子射流覆盖到所有管道(24)的表面,实现对管道(24)外表面的全覆盖,同时外洗高压管线(35)为高压软管,具有一定柔性,可以旋转一定角度,旋转电机(37)可带动外洗喷嘴支架(39)进行一定角度的往复旋转运动,形成旋转粒子射流。
3.根据权利要求1所述的一种粒子射流冲击管道清洗装置,其特征在于:二次混合腔包括混合腔本体(15-1)、高压流体入口(15-2)、分流孔(15-3)、粒子入口(15-4)、调流喷嘴(15-5)、混合管(15-6)、出口(15-7),高压流体入口(15-2)设置在混合腔本体(15-1)上,高压流体入口(15-2)流入高压泵(43)泵出的高压流体,分流孔(15-3)设置在混合腔本体(15-1)一侧,在高压流体入口(15-2)下部,并与分流管线(14)连接,部分高压流体可通过分流孔(15-3)进入分流管线(14),调流喷嘴(15-5)设置在分流孔(15-3)下部,混合管(15-6)的前部,调流喷嘴(15-5)通过螺纹与混合腔本体(15-1)连接,调流喷嘴(15-5)内径小于混合管(15-6)内径,高压流体从调流喷嘴(15-5)喷出后,可在混合管(15-6)处形成负压,形成的负压可将由上部粒子入口(15-4)进入的粒子吸入到混合管(15-6)内,实现粒子的顺利下落和与流体的均匀混合,通过调节调流喷嘴(15-5)的内径,可调节粒子的浓度,在混合管(15-6)混合好的粒子和流体由出口(15-7)流出。
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