CN85102392A - 流体振动装置 - Google Patents

Abstract

用于在流体中产生压力脉冲的装置，包括一导管，一在所述导管内用于注入流体于所述导管的开口，一个安装在导管的活塞，该活塞还与一个振荡器输出端相联。一个安装在上述导管上的排气装置，它的安装位置是要使得在输送管注满液体时所有的空气都能排出。一个振荡器控制设备，用来控制振荡器的频率和相位，以及连接于液流总管的附加振荡器。

Description

用于输送淤浆的输送管有时会发生堵塞。堵塞通常是由于在输送管内充满淤浆时停止输送造成的。在这种情况下，淤浆逐渐沉淀而形成坚实的堵塞物，除掉这些坚实的堵塞物是极度困难的。大多数的先有技术是通过流体再循环的方法来防止形成堵塞物。专利号为3,591,239及3,592,512的专利中均揭示再循环的概念。专利号3,578,816中的方法是在输送管最低点安装一贮囊，以便给流体在输送管再启动时提供一通道。专利号3,904,248的方法是通过增加流体流速来再启动输送管。但如果输送管完全堵塞，流体便不可能流动，因此这些专利所述的方法只能够在有一流体通道通过堵塞物时才发生作用。在大多数情形下流体通道是不存在的。专利3,575,469的方法是让气体通过输送管的最低区域，以便使那些固体流化，从而防止输送管在较低区域形成固体颗粒堵塞物。但这些专利都没有清楚说明使已形成固体堵塞物的输送管再启动的方法。

当这固体堵塞物在输送管形成时，压迫堵塞物的压力便不能使流体通过堵塞物以逐渐冲刷堵塞物并最后把它除去。大多数淤浆输送管沿着水管道和淤浆导管，每隔一定距离都设有立式管道。浆液输送管常包括有截流阀，以便对输送管进行维修。本发明的构思是安装在堵塞段上游的立式管道上安置一接触流体振荡器，在堵塞段下游的立式管道上安置另一接触流体振荡器。如果输送管在这堵塞段下游有一个截流阀，关闭截流阀，则可提高操作效率，但是截流阀并不是必需的。然后将压力脉冲以一控制频率和控制相位加至输送管的上游及下游。这样脉冲首先将压力加至堵塞段的一端，然后再加至堵塞段的另一端，逐渐使堵塞的粒子重新流化。此时截流阀便可打开(如果是关着的话)，并将压力再加至输送管上，从而使堵塞物受到冲刷和最终除去。

本发明专门设计了一个设备，其作用是产生压力脉冲，它包括一振荡器，此振荡器的频率和相位可以控制，它可由电磁或水力推动。与振荡器的一边相联的是一具有同轴活塞的导管，导管的另一边安装一固定法兰以便与淤浆输送管的立式管相接。活塞通过一根连杆连接在振荡器机械输出端上。在活塞和固定法兰之间导管的侧面，设有一流体入口。一放气管和一个阀门也安装于输送管上，并尽可能靠近活塞，当把放气管和阀门垂直安装于输送管立式管道时，其位置最好接近活塞所能达到的最高位置。振荡器的控制系统还包括一信号传送器，用于将信号传给另一个振荡器，该控制系统控制振荡器的频率和相位，以获得去除淤浆堵塞的最有效的输送脉冲。

图1是淤浆管道和回水管道的立体图，其中示出了淤浆管道内的堵塞物。

图2是振荡器和与流体接触管道的详图，其中包括振荡器控制系统的示意图。

参见图1和图2，一淤浆管道10，包括一个上游立式管道11和一个下游立式管道12。淤浆管10可能在管路中的几个位置设有阀门13。回水管路15同样有一个上游立式管道16和一个下游立式管道17。所有立式管道11、12、16、17都分别装有阀门18、19、20、21。许多管路同样装有水平连接管，例如在阀门19和20之间或18和21之间，这里都未示出。通常每个阀门上都有盖板22以防止外部物质进入阀内。通常阀门18、19、20、21是在地下并装于水泥箱内，以便于检修。为了实施此方法，拆下端盖22，装上振荡装置，该装置通常用箭头25指示。振荡装置25的详细图示见图2，并将专门对立式管道12进行描述。所示的一水力振荡器26有一水力源27，其上带有水力连接管28和29，并分别与水力输入端30和31相接。显然，除了水力振荡器以外，也可以使用其它型式的振荡器。例如电磁振荡器。在使用电磁振荡器时，水力源应为一脉冲发生器，用于必要的控制来产生合适的频率和相位，以实施该方法。这种振荡器是已有技术，因此不再详细叙述。

为了恰当地控制振荡器26，水力输入端接一控制阀32。这个阀通常是一带有电磁输入端的滑阀，可由任何电路控制系统33所控制。控制系统33有一频率控制输入34和相位控制输入35。相位控制输入35不仅控制振荡器26的相位，而且也把受控相位和合适的频率向天线36传递。频率控制34和相位控制35的信号分别通过电路装置37和38输入控制系统。控制系统33的信号通过导线或任何电路装置39输入控制阀32。管40的一端有一法兰41，法兰41与振荡器26上的配套法兰42相连接。显然，可以将管和振荡器做成一体。而法兰使该组合易于维修。管40还有一法兰43，法兰43与阀19的法兰配合连接。管40内装有一活塞45，活塞45通过连杆46与振荡器26的机械输出相连(未示出)。活塞45可以有不定数量的活塞环或“O”型环或任何必要的配件以使活塞和流体的配合在操作中能运转良好。为了使流体流入管道10，必须将流体加入管40和阀19内。而且，如果管道10已排空，那么管道10就必需象阀19和管40那样用流体充满。为了适应上述情形，流体源46(可能是经横跨水平管的回水管15，未示出)经管47和阀门48与管49相连，管49将水输入管40。如果使流体真正连续流动，必须排出管49内所有的空气。为适合上述情形，一放气管通过阀51与管52相连，管52的出口53与大气相通。

包括带有频率控制34和相位控制35的控制系统33以及水力源27和天线36的整个组合可以做成移动式的。它可以放在滑轨上并可用直升机，卡车或其它交通工具运输到偏远地区。此外，如果在装振荡器的地方，没有可用的横跨水平管或立式管，也可以以任何方便的方式输送流体源。显然，振荡器也可以象控制系统和水力源一样，用同样的方法来运输。

先讨论图2的装置，然后按图1所示的方法叙述该装置的使用。

参看图2，振荡器26如果没有连到管40上，则把活塞45插入导管40并把法兰41和42用螺栓栓在一起。法兰43亦放在法兰44上，并用常见的方法把它们栓在一起。然后可将水力源通过导管28和29连接至输入口30和31，而控制系统33通过导线39与控制阀32相连。水源46与导管47相连，打开阀48，流体就能通过导管49进入导管40。如果导管10已受压，则在导管49内的流体达到相同压力时，阀19才能开启。当导管40充满流体，阀51开启，使得导管40内的气体可以排出。很明显，活塞45应当处于它的最高位置，使得整个腔室充满流体。只要在输入口31处施加水压就可产生上述效果。如果导管10已排干，则阀19开启，使整条导管10、阀19和导管40都充满流体。很明显，如果在水管15和10之间的一个较低点，有一条水平横跨管，则亦可在此较低位置加入流体，直至导管10充满流体为止。当然，如果注入位置低于阀13时，在注入过程中要开启阀13。一旦导管10充满流体，则阀19开启；阀51和阀48关闭。此时阀13可以关闭。水力源27在导管40内轴向推动活塞45。这种轴向运动将产生一个压力脉冲，当活塞45向下运动时，脉冲方向如实线箭头55所示。当活塞45向上运动时，脉冲方向如虚线箭头56所示。

参看图1和图2，在导管10内产生箭头55所示方向的压力脉冲，压向淤浆管10中的堵塞段60。在信号传递到振荡装置25的同时，控制系统33将在天线36产生一个信号；此信号为安装在上游立式管道的振荡装置25所接收。然后此天线将把同样的信息如频率和所需的相位传送到立式管道11的振荡装置25。当活塞向下冲击时，一个同样的脉冲55a将传递到输送管10，而当振荡器向上冲击时，在56a方向上的压力脉冲亦会传递到流体内。如果立式管道12上的振荡器25与立式管道11上的振荡器达到合适的相位时，则压力脉冲55和55a将从两边共同合作，把堵塞物60流化，同时穿过堵塞段传递压力脉冲，以有助于总体流体化。每隔一段时间，淤浆泵会施压于淤浆管10的流体上，以测定堵塞物是否已流体化，使水可以通过堵塞物60。一旦通过堵塞物60的渠道形成，则经由导管10中水的连续运动，就能冲刷该堵塞物，直至它完全除去。合适的频率和相位取决于立式管道11和12之间的管道长度和堵塞物60的性质。利用频率控制34和相位控制35，很容易调整频率和相位。

很明显，在应用中还可以有所变化，但仍不超出如说明书和所附的权利要求书中所公开的发明构思与范围。

Claims (4)

1.用于在输送管内产生压力脉冲的装置，该装置包括一个有机械输出的振荡器，一个用于控制该振荡器机械输出的频率和相位的装置，一导管，一个连接于该振荡器机械输出并置于所述导管内部的活塞，一个将所述导管连接于所述输送管的装置，以及一个将流体注入所述导管的装置。

2.按照权利要求1所述的装置，其中所说的注入上述导管的装置包括水源和连接于所述导管的截流阀，以及在所述水流向该导管灌注时，从该导管排出空气的装置。

3.一个用于产生流体脉冲的装置，包括一导管，一个具有控制输入和一个能响应所述控制输入的具有机械输出的振荡器，一个安置在所述导管内的活塞装置，一个连接所说的活塞到所述的振荡器机械输出的连杆装置，以及将流体注入所述导管的装置。

4.按照权利要求3所述的装置，其中所说的将流体注入上述导管的装置包括流体源、截流阀，连接所述流体源至所述截流阀及所述导管的装置，一个当空气充满所述导管时能把管内气体排出的排气装置，以及在所述导管充满流体时用于关闭所述排气装置的阀门装置。

Images