DK166197B - Apparat til gennemskylning af systemer af tynde hydraulikroer og lignende roer - Google Patents

Description

DK 166197 B

Opfindelsen vedrører et apparat til gennemskylning af rør med lille diameter i hydrauliske systemer eller lignende systemer, eller en del af et sådant rørsystem, hvilket apparat omfatter en hydraulikpumpe til 5 at sende skyllevaske gennem rørsystemet, samt et filter .

Hydrauliske rørsystemer og andre lignende rørsystemer bør renses indvendigt før de tages i brug, for at fjerne forurenende partikler, der bliver tilbage ef-10 ter fremstillingen og montagen, idet disse partikler ellers senere vil fremkalde alvorlige fejl under drift.

Det er kendt, at for at opnå tilstrækkeligt gode resultater, må gennemskylningen udføres med et strømningsvolumen, der er tilstrækkelig stort til at skabe 15 en turbulent strømning, dvs. det er nødvendigt at opnå et Reynoldstal på omkring 4000.

Det har ikke tidligere været muligt at opnå tilstrækkelig effektiv gennemskylning af rørsystemer med rør med små diametre. Som eksempel kan tages rørsyste-20 mer til hydraulisk styring af ventiler i et skib. Længden af rørsystemet er omkring 200 m, rørdiameteren er omkring 10 mm, og der benyttes en olie med en viskositet på f.eks. 37 cSt som skyllevæske. For at opnå en turbulent strømning under skylningen, dvs. et Reynold-25 stal på omkring 4000, kræves der en volumenstrøm på omkring 70 1/min, i hvilket tilfælde trykfaldet vil være omkring 4 bar/m, og trykforskellen mellem rørsystemets ender vil være omkring 800 bar. Dette er et problem, idet sådanne rør simpelthen ikke kan modstå så høje 30 tryk.

Hvis skylningen foretages med en mindre volumenstrøm, så trykfaldet holdes inden for de tilladelige grænser for rørsystemet, fås i stedet for en turbulent strømning en laminar strømning, der i praksis ikke har 35 nogen rensende virkning. Af denne grund er gennemskylningen i de fleste tilfælde blevet negligeret fuldstæn- »

DK 166197 B

2 digt, hvilket har medført påfølgende alvorlige driftsforstyrrelser.

I GB patentansøgning nr. 2 140 337 beskrives rengøring af et rør ved hjælp af en kontinuerligt pul-5 serende skyllevæskestrøm, og i DE patentansøgning nr.

3 528 648 beskrives en fremgangsmåde til renskylning af en rørledning, specielt en vandledning, ved hjælp af en skyllevæske i kombination med luft, hvor luften tilføres i periodiske trykstød. Ingen af disse kendte meto-10 der er til gavn ved renskylning af rørsystemer af den indledningsvis angivne art.

Hensigten med opfindelsen er at tilvejebringe et apparat, som tillader, at hydraulikrørsystemer og andre lignende rørsystemer med rør af lille diameter bliver 15 gennemskyllet effektivt.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at der i forbindelse med hydraulikpumpen er et organ til indblanding af gas i skyllevæsken, og at der i skyllekredsløbet, fortrinsvis ved rørsystemets udløb-20 sende indgår en afspærringsventil, som er således indrettet, at den efter at rørsystemet er blevet fyldt med en blanding af væske og gas, først er lukket med henblik på komprimering af gassen indelukket i rørsystemet, og derefter åbnes for at tilvejebringe en kraftig 25 strømningsimpuls gennem rørsystemet, når den komprimerede gas pludselig udvider sig.

Yderligere træk ved opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav.

Opfindelsen vil nu blive nærmere forklaret ved 30 hjælp af en udførelsesform og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et strømningsdiagram af en udførelsesform af apparatet ifølge opfindelsen, og fig. 2 et strømningsdiagram af en anden udførel-35 sesform af apparatet.

I fig. 1 er rørsystemet, der skal renses, betegnet med henvisningstallet 1. Figuren viser yderligere

DK 166197 B

3 en pumpe 2 for skyllevæske, generelt olie, et filteraggregat 3, en beholder 4 for gas, fortrinsvis nitrogen, en afspærringsventil 5, som kan åbnes og lukkes intermitterende, en tank 6 til opsamling af skyl-5 levæsken nedstrøms for afspærringsventilen 5, en tank 7 for pumpen 2, en forbindelsesledning 8 mellem samletanken 6 og pumpetanken 7, en pumpe 9 til at pumpe skyllevasken, der er opsamlet i tanken 6 til tanken 7, en trykreguleringsventil 10, en trykaflast-10 ningsventil 11, strømreguleringsventiler 12 og 13 og kontraventiler 14 og 15.

Skylningen udføres på følgende måde: Først holdes afspærringsventilen 5 åben som vist på tegningen, hvorved rørsystemet l fyldes sam-15 tidig med skyllevæske fra pumpen 2 og med gas, fortrinsvis nitrogen fra beholderen 4.

Når rørsystemet er blevet fyldt op, lukkes ventilen 5, og trykket stiger i rørsystemet til en værdi, der er indstillet på trykreguleringsventilen 11, 20 f.eks. til 50 bar, hvorved kontraventilen 14 i gasbeholderen 4's afgangsledning lukkes, og gassen, der er medført af skyllevasken komprimeres i hele rørsystemet 1.

Når ventilen 11's grænsetryk nås, åbnes af-25 spærringsventilen 5, hvorved det pludselige trykfald i rørsystemet 1 bevirker, at den i skyllevasken komprimerede gas ekspanderer kraftigt, således at rørsystemet tømmes hurtigt ved hjælp af en kraftig strømningsimpuls, som effektivt løsner urenheder på rørsystemets 30 indervægge. Efter at strømningsimpulsen er blevet svagere, lukkes ventilen 5 igen, og skylningen.fortsættes på samme måde, indtil den krævede renhed af rørsy-stet er blevet opnået.

Aktiveringen af afspærringsventilen 5 kan 35 f.eks. være tidsbaseret eller baseret på afføling af trykket i rørsystemet 1; en fagmand vil ikke komme ud

DK 166197 B

4 for problemer ved at udføre skylleprocessen ved hjælp af kommercielt tilgængeligt udstyr.

Fig. 2 viser et rørsystem 20, der skal renses.

Figuren viser yderligere en motor 21 for to samvir-5 kende pumper 22 og 23 for skyllevæske, generelt olie, et filteraggregat 24, en ventil 25 til fjernelse af gas fra skyllevæsken, en trykaflastningsventil 26 for pumpen 23, hvilken ventil i dette tilfælde er indstillet f.eks. til 35 bar, en kontraventil 27, styreventi-10 ler 28a og 28b til henholdsvis fyldning af rørsystemet med olie og tømning af rørsystemet under skylleoperationen. Figuren viser også en beholder 29 for gas, fortrinsvis nitrogen, en trykreduktionsventil 30 for gassen, hvilken ventil er indstillet f.eks. til 15 12 bar, en styreventil 31 til tilførsel af gas til rørsystemet 20, en styreventil 32 for to parallelle trykakkumulatorer 33a og 33b, der begge er indstillet til et modtryk, f.eks. på 7 bar, og som har et volumen på f.eks. 0,7 1. Endvidere ses en konventionel afspær-20 ringsventil 34, som er lukket, undtagen når rørsystemet 20 tømmes, efter at skylningen er afsluttet, en ventil 35 til styring af strømningshastigheden under skylningen, en ventil 36, som forbinder pumpen 22 med enten en olietank 37 eller med en tromle 38 med 25 henblik på fyldning, og en modtagetank 39 for skyllevæsken. Olieledningen gennem ventilen 35 til tanken 39 ender en smule over væskeoverfladen. Henvisningstallet 41 betegner forbindelsesslanger til og fra rørsystemet 20. Henvisningstallene 42 og 43 be-30 tegner søjler af henholdsvis gas og olie, henvisningstallet 44 betegner en skillevæg mellem tankene 37 og 39, og henvisningstallet 45 betegner en trykaflastningsventil indstillet til f.eks. 12 bar.

I tillæg til de ovenfor angivne størrelser er 35 typiske dimensioner for rørsystemet 20, f.eks. en indvendig diameter på 13 mm og en længde på 200 m, eller

DK 166197 B

5 en indvendig diameter på 6 mm og en længde på op til 1000 m; olietanken kan være på 200 1, pumperne 22 og 23 kan have en kapacitet på omkring henholdsvis 12 og 10 Ι/min., og motoren 21 kan være på 1,1 kW.

5 Apparatet virker på følgende måde: Når motoren 21 kører, pumper pumpen 22 olie gennem filteret 24 til pumpen 23, hvorfra olien ledes tilbage til tanken, når ventilen 28 er i midterpositionen, som vist på tegningen. Da kapaciteten af 10 pumpen 22 er en smule større end kapaciteten af pumpen 23, strømmer en del af olien gennem ventilen 27, og afgasningsventilen 25 fjerner luft og gas fra olien.

Skylningen af rørsystemet 20 indledes ved, at 15 det fyldes med olie; ventilen 28b aktiveres, så ventilen 28 indtager den i venstre side viste stilling, således at der strømmer olie ind i rørsystemet. Efter at rørsystemet er fyldt, returneres ventilen 28 til sin midterposition.

20 Ventilen 32 er stadig i den i fig. 2 viste po sition, hvor den forbinder akkumulatoren 33a med rørsystemet 20 og akkumulatoren 33b med tanken 39.

Ventilen 31 åbnes, og gassen strømmer fra beholderen 29 ind i rørsystemet 20's indgangsende, som er be-25 liggende til venstre i fig. 2, og akkumulatoren 33 modtager et tilsvarende olievolumen. Når trykket i akkumulatoren 33a har nået den værdi, der bestemmes af ventilen 30, f.eks. 12 bar, lukkes ventilen 31. Der er nu blevet dannet en kort gassøjle 42 i rørsystemet 30 20's indgangsende. Ventilen 28a aktiveres nu, hvor ved ventilen 28 indtager den stilling, der svarer til ventilens højre side, og glideren i ventilen 32 forskydes mod venstre fra den stilling, der er vist i fig.

2, så akkumulatoren 33 udtømmes til tanken 39 og 35 akkumulatoren 33b forbindes med rørsystemet 20. Olien strømmer ind i rørsystemet 20's indgangsende, og

DK 166197 B

6 der modtages et tilsvarende olievolumen af akkumulatoren 33b, indtil trykket når den værdi, der er indstillet ved hjælp af trykreguleringsventilen 45, f.eks. 12 bar. Der ligger nu en oliesøjle 43 efter den ovenfor 5 beskrevne gassøjle 42 ved rørsystemet 20's indgangsende. Membranerne i trykakkumulatorerne 33a og 33b giver efter, efterhånden som gasladningen i akkumulatorerne komprimeres, og akkumulatorerne modtager et volumen, der svarer til forskellen mellem trykket af det 10 pågældende medium, der føres ind i rørsystemet 20's indgangsende og som er bestemt som nævnt ovenfor, og akkumulatorernes forudladede modtryk.

Den pulserende opfyldning af rørsystemet med skiftevis gas og olie fortsættes på denne måde, for-15 trinsvis indtil systemet stort set er fyldt med skiftevis korte gassøjler 42 og oliesøjler 43, som vist på tegningen.

Derefter forøges trykket i rørsystemet 20 til den værdi, til hvilken reguleringsventilen 26 er ind-20 stillet, f.eks. 35 bar, for yderligere at komprimere gassen, der er indført i rørsystemet 20. Ventilen 28a aktiveres, og ventilen 32 er i den i fig. 2 viste stilling.

Når det indstillede tryk på 35 bar nås, aktive-25 res ventilen 28b, så glideren i ventilen 28 forskydes mod venstre på tegningen, således at rørsystemet står i fri forbindelse med modtagetanken 39, og blandingen af olie og gas, der indeholdes i rørsystemet, udtømmes hurtigt i en kraftig strømningsimpuls i en 30 retning modsat den pulserende fyldning. Det foretrækkes at skylle rørsystemet med olie et stykke tid, hvorefter der indledes en ny pulserende fyldning. Skylleprocessen fortsætter på denne måde, indtil rørsystemet er rent. Rørsystemet tømmes ved hjælp af gas ved, at ventilerne 35 34 og 31 åbnes, således at olien strømmer ind i tanken 39.

DK 166197B

7

Urenheder løsnes dels under den pulserende fyldning af rørsystemet med gas og væske, dels under den kraftige tømning af rørsystemet. Rensningen gøres endnu mere effektiv ved at foretage fyldningen, respektive 5 tømningen af rørsystemet i modsatte retninger. Ved skiftevis fyldning af rørsystemet med korte gassøjler og korte væskesøjler er det muligt at undgå problemer, som opstår ved afmålingen af mængder og tryk af henholdsvis olie og gas, når gas og olie samtidig føres 10 ind i rørsystemet. Betingelserne for at opnå en effektiv blanding af olie og gas, når olien og gassen føres samtidig ind i rørsystemet, varierer i høj grad afhængig af dimensionerne af rørsystemet, og disse betingelser er desuden vanskelige at bedømme på forhånd.

15 Skylletiden afhænger såvel af diameteren og længden af rørsystemet som af mængden af urenheder. En ledetråd fås let gennem erfaring. Det samme gør sig· gældende for driften af de forskellige ventiler, som f.eks. kan være tidsbaseret eller simpelthen baseret på 20 afføling af trykket i rørsystemet 20; en fagmand vil ikke have problemer ved at udføre skylleprocessen ved hjælp af kommercielt tilgængeligt udstyr.

De urenheder, der skylles ud af rørsystemet, må filtreres bort fra skyllevæsken. Eksisterende filterag-25 gregater kan ikke modstå de optrædende kraftige væskeimpulser, hvorfor filteraggregatet ikke bør placeres i direkte forbindelse med rørsystemet. De kraftige impulser af skyllevæske opsamles fortrinsvis i en tank 6, 39 indrettet til formålet, fra hvilken tank skylle-30 væsken pumpes ind i en til skyllepumpen 2 hørende tank 7, 37, gennem en separat ledning 8, som vist i fig. 1, eller den tillades at strømme over en skillevæg 44 ind i tanken 37 som vist i fig. 2. Strømmen gennem filteraggregatet, som er placeret i et separat kreds-35 løb, kan således holdes på et ensartet, forholdsvis lavt niveau.

Claims (5)

1. Apparat til gennemskylning af rør med lille diameter i hydrauliske systemer eller lignende systemer, eller en del af et sådant rørsystem (1, 20), hvilket apparat omfatter en hydraulikpumpe (2, 23) til at sende skyllevæske gennem rørsystemet, samt et filter 20 (3, 24), kendetegnet ved, at der i forbin delse med hydraulikpumpen (2, 23) er et organ (4, 29) til indblanding af gas i skyllevæsken, og at der i skyllekredsløbet, fortrinsvis ved rørsystemets (1, 20) udløbsende indgår en afspærringsventil (5, 28), som er. 25 således indrettet, at den efter at rørsystemet (1, 20) er blevet fyldt med en blanding af væske og gas, først er lukket med henblik på komprimering af gassen indelukket i rørsystemet (1, 20), og derefter åbnes for at tilvejebringe en kraftig strømningsimpuls gennem rør-30 systemet (1, 20), når den komprimerede gas pludselig udvider sig.

2. Apparat ifølge krav l, kendetegnet ved, at organet (29) til indblanding af gas i skyllevæsken i forbindelse med den hydrauliske pumpe (23) er 35 indrettet til at fylde rørsystemet (20) skiftevis med søjler (42, 43) af gas og væske. DK 166197 B 9

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at organet til at fylde rørsystemet med gas under tryk og væske omfatter mindst én trykvæskeakkumulator (33a, b), der er forbindbar med rørsystemet (20), for 5 at modtage en væskemængde, der svarer til volumenet af henholdsvis gas (42) og væske (43), der skiftevis føres ind i rørsystemet (20), og som er indrettet til at blive tømt ud i en opsamlingstank (39).

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet 10 ved, at det omfatter to trykvæskeakkumulatorer (33a, 33b), indrettet til skiftevis at blive henholdsvis tilkoblet rørsystemet (20) og tømt ud i opsamlingstanken (39).

5. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet 15 ved, at ventilen (28) er indrettet til at lede den kraftige strømimpuls gennem rørsystemet (1, 20) i modsat retning af den periodiske, skiftevise fyldning af rørsystemet med henholdsvis gas og væske.