CN1340385A - 管道清洗设备 - Google Patents

Abstract

一种管道清洗设备,包括由气压源和液压源组成的动力源,清洗弹发射器、污垢收集器和清洗弹回收器。清洗弹的基体由聚氨酯泡沫塑料制成,其表面胶接有双组分结构型聚氨酯层,聚氨酯层外表面粘接有切削刀具。用于清除输油、输水、天然气等管线的油垢、结蜡、积冰、水垢等。

Description

管道清洗设备

本发明涉及一种用于清洁管道内表面的、靠流体压力推动的沿管道内表面移动的清洁设备。

中国实用新型专利99243533.1号“管线管道管网的低频射流水除油去垢疏通设备”具有安全可靠、无污染、无腐蚀、成本低、效率高等优点，但其只适用于清洗各类供、排水管线、管道、采暖管网、水循环系统和油田的小口径管线。对于油田输油、注水、天燃气等口径较大的管线中的油垢、结蜡、积冰及其他结垢物的清洗速度慢、成本高。

本发明的目的在于提供一种成本低、效率高、安全可靠、无腐蚀、结构简单、除垢率高的管道清洗设备。

本发明管道清洗设备包括通过管道依次连接在一起的由压缩机、贮气罐、空气截止阀组成的气压源和通过管道依次连接在一起的由水泵、贮水罐、水截止阀组成的液压源，清洗弹发射器、清洗弹、污垢收集器和清洗弹回收器，清洗弹发射器由发射腔、装弹舱和安装在所述发射腔和装弹舱之间的球阀组成，所述发射腔的发射管的流体入口和由所述气压源和液压源组成的压力源的输出管相接，所述发射管的出口与被清洗管道相连接，所述清洗弹包括由密度为0.06-0.15克/厘米³的聚氨酯泡沫塑料制成的基体，所述基体的表面胶接有双组分结构型聚氨酯层，所述聚氨酯层的外面胶接有切削刀具，所述污物收集器的入口通过管道与被清洗管道的出口相接，所述污物收集器的外端与所述清洗弹回收器相连，所述清洗弹回收器包括筒体和固定在所述筒体内的由聚氨酯制成的冲击衰减器及弹体回收室，所述筒体的里端与所述污垢收集器套装在一起，所述筒体的外端装有罩住筒体孔口的启闭门。

本发明管道清洗设备的进一步改进之处在于所述压力源设有一根与所述输出管相并联的与所述被清洗管道的始端相连接的输出管，在所述输出管上分别装有截止阀。

本发明管道清洗设备的另一进一步改进之处在于在所述压缩机和贮气罐之间及水泵和贮水罐之间分别装有电控阀，在所述贮气罐和空气截止阀之间装有压力传感器、温度传感器，在所述贮水罐和水截止阀之间装有压力传感器，温度传感器，流量传感器，所述压力传感器，温度传感器流量传感器和电控阀的信号线分别与控制器相连。

本发明管道清洗设备的又一进一步改进之处在于所述清洗弹的基体内装有与可移动低频信号接收器配套使用的低频信号发生器。

本发明管道清洗设备的还一进一步改进之处在于所述清洗弹的切削刀具为螺旋刀形或刷形或直列刀形或凸凹形。

本发明管道清洗设备再一进一步改进之处在于所述发射器内可同时装入清洗弹和跟踪弹。

本发明管道清洗设备的又一进一步改进之处在于所述双组分结构型聚氨酯层由聚氨酯-聚脲或聚氨酯-环氧树酯-聚脲制成。

本发明管道清洗设备的还一进一步改进之处在于所述切削刀具由耐冲击合金钢或耐磨合金钢或合金弹簧钢制成。

本发明管道清洗设备结构简单，以水或空气作为推动介质，不使用任何化学药剂，不腐蚀被清洗管道，不污染环境，清洗速度快，效率高，每小时能对管线清洗2-3KM以上，除油去垢质量高，使用10-15年以上的管线除油去垢率达96％以上，其工作安全可靠、成本低。

本发明管道清洗设备的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了，其中：

图1是本发明管道清洗设备的结构原理图；

图2是本发明管道清洗设备清洗弹第一实施例的主视图；

图3是图2所示清洗弹的横截面图；

图4是本发明管道清洗设备清洗弹第二实例例的主视图；

图5是图4所示的清洗弹的横截面图；

图6是本发明管道清洗设备清洗弹第三实施例的主视图；

图7是图6所示清洗弹的横截面图；

图8是本发明管道清洗设备清洗弹第四实施例的主视图；

图9是本发明管道清洗设备跟踪弹的结构示意图。

参照图1。图1所示的管道清洗设备包括由气压源1和液压源2组成的压力源、气压源1由空气压缩机11、电控阀14、贮气罐12和空气截止阀13用管道连接而成。在贮气罐12和空气截止阀13之间的管路上装有压力传感器15，温度传感器16。液压源2由水泵21、电控阀24、贮水罐22、水截止阀23用管道连接而成。水泵21可选用节段式多级离心泵。在贮水罐22和水截止阀23之间的管路上装有压力传感器25、温度传感器26和流量传感器27。电控阀14、24，压力传感器15、25，温度传感器16、26和流量传感器27的信号线分别与控制器10相连接。控制器10将各种传感器测得的信号进行分析，计算后控制电控阀14或24开启气压源1或液压源2。压力源与二根并联的输出管3和9相连接。输出管3通过截止阀31与清洗弹发射器4的发射腔41的发射管44的流体入口45相连接。在施工现场。是先将被清洗管道8的始端割开，然后焊上一个中间带孔的堵头使输出管9与被清洗管道8相连接。清洗弹发射器4从斜侧方向和被清洗管道8焊接在一起，以便使清洗弹顺利送入被清洗管道8。清洗弹发射器4由发射腔41和装弹舱42组成，中间用球形阀43连接。发射腔41的发射管44内可同时容纳2枚弹头。在容纳2枚弹头的情况下，通常是将下文将要描述的一枚不带低频信号发生器的清洗弹和只带有低频信号发生器无切削刀具的跟踪弹粘接在一起使用。装弹舱42通常制成锥形，其口径略大于清洗弹。使用时打开球阀43将清洗弹送入发射管41内，然后关闭球阀43准备发射。

污物收集器6可用金属网制成，入口61偏向金属网的上部，入口61和被清洗管道8可用以较长的直达地面的金属管20连接，金属管20从斜侧方向与被清洗管道8的出口处焊接在一起。金属网的长度可制作的长一些，一般为1.5m-2m。污物收集器6的外端62与清洗弹回收器7的里端75套装在一起，外端用卡箍77固定。清洗弹回收器7包括筒体71，筒体71的里面装有冲击衰减器72，用于吸收清洗弹5的运动能量。冲击衰减器72由聚氨酯制成，里面可制成如图所示的圆锥形，下端锥孔应大于清洗弹的直径。筒体71的外端76装有启闭门74，启闭门74能罩位筒体71的端部。在冲击衰减器72和启闭门74之间是弹体回收室73，弹体落入回收室73后可打开启闭门74将其取出以备自用。图中只是示意性地给出冲击衰减器，实际上可根据需要将其制作的长些。

参照图2和图3。图2和图3分别表示螺旋刀形清洗弹的主视图和横截面图。清洗弹5中间部分为基体51，其由密度为0.06-0.15克/厘米³的聚氨酯泡沫塑料制成，基体51比较柔软。基体51的外面胶接有一层由聚氨酯-聚脲或聚氨酯-环氧树脂-聚脲等双组分结构型聚氨酯层52，其厚度为15-20毫米。在聚氨酯层52的外面胶接有螺旋形排列的切削刀具53，切削刀具53由耐冲击合金钢或耐磨合金钢或合金弹簧钢等制成。螺旋形可为右螺旋也可为左螺旋，在清洗弹5的基体51内装有低频信号发生器(图中未示出)。低频信号发生器与地面上用的可移动低频信号接收器配套使用，以便测定清洗弹5在被清洗管道8中的位置。

参照图4-图9。图4和图5表示切削刀具为刷形的清洗弹，图6和图7表示切削刀具是直列刀形清洗弹，图8表示切削刀具呈凸凹形的清洗弹。对于管道结垢较硬，较厚的应选用螺旋刀形或直列刀形清洗弹；对结垢较软，较厚的应选用刷形清洗弹，对结垢较薄或管道即将清洗完毕前，应选用凸凹形清洗弹。清洗弹的直径应根据被清洗的管线的直径和结构的厚度、性质、状态加以确定，一般比平均结垢直径大12-20％，最后一次清洗，清洗弹过盈量不得大于12％。图9是跟踪弹的结构示意图，跟踪弹与清洗弹的区别在于其上设有粘接切削刀具，在基体的内部加装有低频信号发生器30。当被清洗管路内径较小或弯曲弧度较小时，因清洗弹体积较小不便在其基体内加装低频信号发生器，此时可将带有低频信号发生器的跟踪弹粘接在清洗弹后面，在清洗去垢过程中，跟踪弹同清洗弹一起运行，以便通过外面的低频信号接收器确定清洗弹在被清洗管路中的位置。

本发明管道清洗设备工作过程如下：

在对管线清洗作业前，如对管线走向、弯点数量和弧度等不明确时，应采取如下程序：先将被清洗的管线两端开口，在首端焊接上图1所示的清洗弹发射器4，在末端安装上污物收集器6和清洗弹接收器7。通常将压力源、污物收集器6和清洗弹回收器7安装在地面上。将适当规格的清洗试验弹装入发射器4，启动压缩机11，开启贮气罐12和控制部分，精确地控制和测量压力，直至清洗试验弹在管线另一端的回收器回收为止。上述试验的目的主要是验证清洗弹的适应性和弯道的通行性，取得清洗弹推力，运行速度等项数据，防止清洗过程中出现阻塞清洗弹事故。

对管线进行清洗作业时，首先应确定管线的材质，设计承压、输送何种流体、输送压力、管线走向、高差、埋深、弯头弧度、使用时间等项资料，再根据管径、结垢物状态和性质、厚度确定被清洗管线每次清洗的长度(一般长度应确定在1KM-5KM)，然后将清洗弹装入发射器，选择推动清洗弹工作的动力源(气压源或液压源)及推动介质(水或空气)，启动气压源或液压源，精确地控制压力、(流量)、推动介质和清洗弹在被清洗的管线内产尘磨擦、切削等作用清除各类结垢物。

对结垢物硬度较高，垢质较厚的管线应在实际清洗中，采用逐渐增大清洗弹口径的办法进行多次清洗。

管线结垢物成份复杂，可以一次装入发射器两种不同种类的清洗弹。

条件允许，原输送介质无易燃、易爆危险也可以用原输送介质做为动力源推动清洗弹工作。

根据实验测定，清洗弹在被清洗管线内的安全运行速度不能低于结垢物自由沉降速度的8倍，即清洗弹的工作运行速度为0.9-1.9m/s之间。清洗弹在工作中运行速度太慢或在运行中停止会出现清洗弹卡在被清洗管线内的危险。

本发明管道清洗装置适用于清洗较直的管线，对多次变径、三通、旁通较多、情况不明的管线不能清洗。本发明管道清洗装置可用于清洗输油、输水、污水管线，也可用于天然气等管线的清洗。

Claims (9)

1、一种管道清洗设备，包括通过管道依次连接在一起的由压缩机(11)、贮气罐(12)、空气截止阀(13)组成的气压源(1)，其特征在于还包括通过管道依次连接在一起的由水泵(21)、贮水罐(22)、水截止阀(23)组成的液压源(2)，清洗弹发射器(4)、清洗弹(5)、污垢收集器(6)和清洗弹回收器(7)，所述清洗弹发射器(4)由发射腔(41)、装弹舱(42)和安装在所述发射腔(41)和装弹舱(42)之间的球阀(43)组成，所述发射腔(41)的发射管(44)的流体入口(45)和由所述气压源(1)和液压源(2)组成的压力源的输出管(3)相接，所述发射管(44)的出口(46)与被清洗管道(8)相连接，所述清洗弹(5)包括由密度为0.06-0.15克/厘米3的聚氨酯泡沫塑料制成的基体(51)，所述基体(51)的表面胶接有双组分结构型聚氨酯层(52)，所述聚氨酯层(52)的外面胶接有切削刀具(53)，所述污物收集器(6)的入口(61)通过管道(20)与被清洗管道(8)的出口(81)相接，所述污物收集器(6)的外端(62)与所述清洗弹回收器(7)相连，所述清洗弹回收器(7)包括筒体(71)和固定在所述筒体内的由聚氨酯制成的冲击衰减器(72)及弹体回收室(73)，所述筒体(71)的里端(75)与所述污垢收集器(6)套装在一起，所述筒体的外端(76)装有罩住筒体孔口的启闭门(74)。

2、按照权利要求1所述的管道清洗设备，其特征在于：所述压力源设有一根与所述输出管(3)相并联的与所述被清洗管道(8)的始端相连接的输出管(9)，在所述输出管(3、9)上分别装有截止阀(31、91)。

3、按照权利要求1或2所述的管道清洗设备，其特征在于：在所述压缩机(11)和贮气罐(12)之间及水泵(21)和贮水罐(22)之间分别装有电控阀(14)、(24)，在所述贮气罐(12)和空气截止阀(13)之间装有压力传感器(15)、温度传感器(16)，在所述贮水罐(22)和水截止阀(23)之间装有压力传感器(25)，温度传感器(26)，流量传感器(27)，所述压力传感器(15、25)，温度传感器(16、26)流量传感器(17、27)和电控阀(14、24)的信号线分别与控制器(10)相连。

4、按照权利要求1或2所述的管道清洗设备，其特征在于：所述清洗弹(5)的基体(51)内装有与可移动低频信号接收器配套使用的低频信号发生器。

5、按照权利要求3所述的管道清洗设备，其特征在于：所述清洗弹(5)的基体(51)内装有与可移动低频信号接收器配套使用的低频信号发生器。

6、按照权利要求5所述的管道清洗设备，其特征在于：所述清洗弹(5)的切削刀具(53)为螺旋刀形或刷形或直列刀形或凸凹形。

7、按照权利要求3所述的管道清洗设备，其特征在于：所述发射器(4)内可同时装入清洗弹(5)和跟踪弹。

8、按照权利要求6所述的管道清洗设备，其特征在于：所述双组分结构型聚氨酯层(52)由聚氨酯-聚脲或聚氨酯-环氧树酯-聚脲制成。

9、按照权利要求8所述的管道清洗设备，其特征在于：所述切削刀具(53)由耐冲击合金钢或耐磨合金钢或合金弹簧钢制成。

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