FR2571636A1

FR2571636A1 - Dispositif de nettoyage pour l'elimination de depots formes sur la surface interne d'une tuyauterie, et de formation d'un revetement protecteur

Info

Publication number: FR2571636A1
Application number: FR8514476A
Authority: FR
Inventors: Viktor Vasilievich Shishkin; Jury Denisovich Samuliev; Jury Petrovich Shapovalov; Yaroslav Petrovich Sushkov; Valery Pavlovich Panchenko; Evgeny Georgievich Lukin; Alexandr Ivanovich Chernyai; Nikolai Fedorovi Kryazhevskikh
Original assignee: Trest Juzhvodoprovod
Current assignee: Trest Juzhvodoprovod
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1986-04-18
Anticipated expiration: 2005-09-30
Also published as: AU579697B2; WO1986002293A1; AU5194686A; US4891115A; ATA903585A; FR2571636B1; GB2183774B; GB8612583D0; HU195136B; GB2183774A; HUT42718A; DE3590517T1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'ENTRETIEN DES TUYAUTERIES. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPORTANT UN APPAREIL NETTOYEUR 1 DEPLACE DANS LA TUYAUTERIE 5 PAR UN COURANT DE LIQUIDE CONTENANT UN INHIBITEUR, ET CONSTITUE PAR DES PALES ELASTIQUES 4 ENTRANT EN CONTACT AVEC LA SURFACE DE LA TUYAUTERIE 5, ET EST CARACTERISE EN CE QUE LES PALES 4 DE L'APPAREIL NETTOYEUR 1 SONT DISPOSEES SOUS UN ANGLE DE 40 A 50 PAR RAPPORT A L'AXE LONGITUDINAL DE L'APPAREIL, TANDIS QUE L'ANGLE ENTRE CHAQUE PAIRE DE PALES MUTUELLEMENT VOISINES FORMANT ENTRE ELLES UNE FENTE EST DE 10 A 25, L'APPAREIL NETTOYEUR 1 ETANT MUNI D'UN ELEMENT D'APPUI 11 EN CONTACT AVEC LA SURFACE INTERNE DE LA TUYAUTERIE. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE AUSSI BIEN POUR LA REPARATION DES CONDUITES EXISTANTES QUE POUR LA PROTECTION DE CONDUITES EN CONSTRUCTION.

Description

La présente invention concerne l'utilisation des réseaux de conduites

maîtresses et de distribution à tuyauteries métalliques sous et sans pression, et a notamment pour objet un dispositif de nettoyage pour l'élimination des dépôts formés sur la surface interne des tuyauteries et de formation d'un revêtement protecteur. Ces tuyauteries sont utilisées dans les différents domaines de l'économie, par exemple pour la mise en valeur ou la régénération des sols, l'alimentation en eau technique, ménagère et potable, ainsi que pour la distribution d'eau chaude et pour le pompage d'eau vers les puits d'extraction de pétrole

et de gaz.

L'invention peut être utilisée aussi bien pour la réparation des conduites existantes que pour la

protection de conduites en construction.

A l'heure actuelle, il existe plusieurs procédés et dispositifs de nettoyage pour l'élimination des dépôts de la surface interne des tuyauteries. Toutefois, ils ne permettent pas de résoudre, en même. temps que le problème du nettoyage, celui de la protection fiable de la surface de la tuyauterie contre la corrosion au moment du nettoyage. Ainsi, par exemple, il existe un procédé de nettoyage avec protection simultanée de la surface de la tuyauterie contre la corrosion, qui consiste à former une couche protectrice sur la surface de la tuyauterie, durant le nettoyage, par élimination des dépôts et compactagede la couche restante, toutes ces opérations étant mécanisées (cf., par exemple, certificat d'auteur URSS n0 1018729, B 08 B 17/00, publié le 23.05.83). Toutefois, le revêtement formé n'arrête pas la propagation de la corrosion par piqûres, qui détruit la tuyauterie parce que les foyers de corrosion

restent dans la couche compactée.

Dans la pratique mondiale, on utilise largement un procédé hydromécanique de nettoyage pour l'élimination des dépôts d'une tuyauterie, qui consiste et déplacer, sous l'action d'une surpression d'eau, un groupe de nettoyage autonome constitué par des éléments élastiques sous forme de pales disposées en quinconce, une partie de l'eau passant par le groupe étant utilisée pour éliminer les dépôts séparés des parois par des éléments de coupe du dispositif (cf., certificat d'auteur URSS n 856599 B 08 B 9/04, publié le 23.08.81; certificat d'auteur URSS n 716647 B 08 B 9/04, publié

le 25.02.80).

Dans ledit procédé, le nettoyage de la tuyauterie se fait jusqu'au métal, mais la qualité du traitement de la surface est insuffisante pour y déposer un revêtement anticorrosif, car dans les coquilles et les pores de la surface de la tuyauterie demeure une

partie des dépôts corrosifs, ce qui entraîne ultérieure-

ment la propagation de la corrosion par piqûres dans les parois de la tuyauterie. Outre cela, du fait des endommagements de la surface de la tuyauterie, dus au dispositif, la surface nettoyée jusqu'au métal est

tout de suite soumise à une corrosion active.

Il existe également un dispositif fonctionnant suivant le principe du nettoyage hydrodynamique. Il comporte un appareil de nettoyage, un moyeu sur lequel 4s sont fixées des pales élastiques entrant en contact avec la surface de la tuyauterie et disposées en rangées dans lesquelles les pales sont décalées l'une par rapport à l'autre et des fentes sont formées à leur périphérie (cf., certificat d'auteur URSS n 995910, B 08 B 9/04, publié le 25.02.83). Toutefois, par suite de l'imperfection de la construction de l'appareil de nettoyage, une partie de l'énergie du courant de liquide moteur passant par les fentes formées entre les pales est dépensée à perte pour surmonter les résistances apparaissant dans les pales du dispositif, de sorte que les jets de liquide formés ont une puissance insuffisante pour attaquer les dépôts sur les parois de la tuyauterie, ce qui ne permet pas d'obtenir dans

la tuyauterie un revêtement protecteur durable.

Le but de l'invention est donc de créer un dispositif de nettoyage pour l'élimination des dépôts de la surface interne d'une tuyauterie et de dépôt et d'un revêtement protecteur, dont l'appareil nettoyeur qui, en formant des jets d'une puissance déterminée d'un liquide contenant un inhibiteur assurerait l'élimination de la majeurepartie des dépôts, avec élimination simultanée des produits sous. forme schlammeuse de la couche restante de dépôts et imprégnation de celle-ci par l'inhibiteur afin de créer un revêtement, et qui permettrait en outre de nettoyer des tuyauteries de

diamètres différents et les parties coudées des tuyauteries.

Ce but est atteint du fait que le dispositif de nettoyage pour l'élimination des dépôts de la surface interne d'une tuyauterie et de dépôt d'un revêtement protecteur, du type comportant un appareil nettoyeur déplacé à l'intérieur de la tuyauterie par un courant de liquide contenant un inhibiteur, ledit appareil étant constitué par des pales élastiques entrant en contact avec la surface de la tuyauterie et disposées sur un moyeu en au moins deux rangées dans lesquelles les pales sont décalées les unes des autres de manière à former entre elles des fentes à la périphérie de l'appareil nettoyeur, caractérisé, suivant l'invention, en ce que les pales de l'appareil nettoyeur sont disposées sous un angle de 40 à 50 par rapport à l'axe longitudinal de l'appareil, l'angle entre les pales de chaque paire de pales mutuellement voisines ne dépassant pas 25 , et ledit appareil nettoyeur étant muni d'un élément d'appui entrant en contact avec la surface

interne de la tuyauterie.

La présence,dans l'appareil nettoyeur, de fentes formées entre les pales et dont l'angle ne dépasse pas assure la création de jets d'une puissance donnée qui, sous l'effet de la différence de pression, réalisent la destruction partielle des dépôts devant l'appareil nettoyeur et l'élimination des dépôts de produits de corrosion sous forme schlammeuse se trouvant dans les pores et les coquilles de la couche de dépôts de produits de corrosion sous forme schlammeuse restée sur la surface de la tuyauterie. En même temps, l'inhibiteur pénètre avec le liquide dans ces pores et ces coquilles, imprègne ladite mince couche de dépôts et entre en réaction chimique avec Iessubstances des dépôts, de sorte qu'il se forme un revêtement protecteur sur la surface de la tuyauterie. En tant qu'inhibiteur, on utilise des inhibiteurs connus tels que, par exemple, les polyphosphates, etc. La fixation des paIes sur le moyeu sous un angle de 40 à 50 permet une-réduction du volume de l'appareil nettoyeur lors de son passage le long des tuyauteries présentant-des rétrécissements ou des élargissements

locaux ou des coudes.

La fixation d'un élément d'appui au moyeu permet d'élever la stabilité de l'appareil sans lui permettre

de basculer sous 'l'effetde la pression du liquide.

Il est utile de réaliser les pales de chaque rangée d'une seule pièce avec le moyeu et de décaler chaque rangée successive par rapport à la précédente de façon à ce que les canaux formés par les fentes soient inclinés dans un même sens, ce qui permet à l'appareil nettoyeur de tourner autour de l'axe longitudinal du dispositif sous l'action des jets sortant des canaux inclinés. Suivant l'invention, chaque pale de l'appareil nettoyeur comporte une zone rectangulaire et une zone trapézoidale, les pales étant fixées par leurs zones trapezoidales au moyeu de l'appareil nettoyeur à l'aide de vis à tête creuse, et les pales de la rangée extérieure comportant un orifice central pour une vis et recouvrant à moitié les pales de la rangée intérieure, lesquelles comportent dans leurs cêtés latéraux des demi-orifices formant dans les pales voisines des orifices coaxiaux aux orifices centraux

des pales de la rangée extérieure.

Ceci assure un démontage complet spontané de l'appareil nettoyeur en cas de coincement du dispositif dans la tuyauterie,grâce à la déformation de la tête creuse des vis et à la sortie par glissement des pales desdites vis sous l'action de la pression croissante du

liquide dans la tuyauterie en aval du dispositif.

Les bouts des pales en contact avec la surface de la tuyauterie peuvent être disposés sensiblement perpendiculairement à la surface à nettoyer, ce qui permet de modifier notablement la vitesse du courant de liquide par réunion des jets séparés en un courant annulaire provoquant des coups de bélier devant l'appareil

nettoyeur, ce qui améliore la qualité du nettoyage.

Suivant une variante d'exécution de l'appareil nettoyeur, l'élément d'appui porte une tige cylindrique fabriquée en un mélange de substances solubles dans l'eau et d'inhibiteur. Ceci permet, par dissolution progressive du cylindre, de maintenir dans le liquide une concentration donnée de l'inhibiteur pour former un revêtement protecteur sur la surface de la tuyauterie simultanément avec r'élimination des dépôts se trouvant sur celle-ci. En tant qu'inhibiteur, on peut utiliser des substances chimiquement

actives bien connues.

Suivant d'autres variantes d'exécution de l'appareil nettoyeur, le bout de l'élément d'appui en contact avec la surface de la tuyauterie porte un avertisseur du type percuteur sous la forme d'un galet pourvu d'une saillie, ou bien ledit élément d'appui est réalisé sous la forme d'un levier dont un bout est muni d'un volet tournant placé dans le moyeu de l'appareil nettoyeur et dont l'autre bout porte un contre-poids entrant en contact avec la surface de la tuyauterie lors de la rotation du volet et servant d'avertisseur du type percuteur, ou bien encore, l'élément d'appui est réalisé sous la forme d'un levier tournant avec un contrepoids monté sur le moyeu de l'appareil nettoyeur à l'aide d'une tubulure montée pivotante et munie d'une turbine dont les palettes entrent en contact avec l'élément d'appui lors de la rotation de la turbine sous

l'action du courant de liquide.

Toutes ces variantes d'exécution des éléments d'appui permettent de simplifier notablement la construction des avertisseurs et donnent la possibilité de localiser rapidement le dispositif se déplaçant

dans la tuyauterie.

L'appareil nettoyeur peut être muni d'un moyen de pénétration forcée du liquide avec l'inhibiteur dans la couche de dépôts, ce moyen comportant une source de courant électrique, un poste de décharge et des éledtrodes branchées sur ledit poste de décharge, alors que dans le moyeu de l'appareil nettoyeur il y a une tubulure dans laquelle sont placées la source de courant électrique et une chambre o se trouvent les électrodes sortant dans l'intérieur de la tuyauterie et le poste de décharge. Le moyen de pénétration forcée de l'inhibiteur, en créant des coups de bélier, contribue à la formation,dans les pores de la couche restante, de dép6ts de produits d'hydrolise de l'inhibiteur. L'onde de choc créée après la décharge sur les électrodes et dont le front est orienté vers la paroi de la tuyauterie introduit d'une façon fiable dans les dépôts l'inhibiteur dissous dans l'eau, lesquels dépôts sont ainsi compactés et forment un revêtement plus solide. En même temps s'accroît la perméabilité des dépôts aux produits de réactions du polyphosphate

avec les autres substances.

L'appareil nettoyeur peut avoir une source de courant électrique dont l'anode est reliée aux plaques fixées aux pales de la rangée intérieure et dont la cathode est reliée aux pales de la rangée extérieure. Ceci assure la création et le déplacement du champ électrique, créé entre la paroi de la tuyauterie et le dispositif,

en synchronisme avec la zone de nettoyage et d'imprégna-

tion. En ce cas, le champ électrique est créé derrière

le front du nettoyage.

Suivant encore une variante d'exécution du dispositif, l'appareil nettoyeur comporte un second moyeu auquel sont fixés les bouts des pales du premier moyeu avec formation d'une cavité dans laquelle est placé l'inhibiteur et qui communique avec l'intérieur de la tuyauterie à travers les fentes formées entre les pales,'les zones centrales des pales étant disposées parallèlement.à la surface -à nettoyer de ia tuyauterie et servant d'élément d'appui à l'appareil nettoyeur. Une telle construction de l'appareil nettoyeur permet de combiner les fonctions de l'organe de nettoyage, du réservoir et du mélangeur pour l'inhibiteur, ainsi que du mécanisme d'introduction

de l'inhibiteur dans les dépôts et de l'élément d'appui.

Dans cette variante d'exécution de l'appareil nettoyeur, il est utile de disposer sur l'un des moyeux un cylindre à trous radiaux à proximité de son fond, le fond dudit cylindre se trouvant alors dans la cavité de l'appareil nettoyeur et étant muni d'une turbine dont les palettes sont disposées au-dessus des trous radiaux du cylindre, ce qui permet d'utiliser la turbine en tant qu'avertisseur du type percuteur facilitant la localisation du

dispositif dans la tuyauterie.

Dans la cavité de l'appareil nettoyeur, on peut placer une génératrice électrique et des plaques en alliage électrochimiquement soluble, qui, à l'aide de joints isolants, sont montées sur les pales de la rangée intérieure, le système d'excitation de ladite génératrice étant fixé à la turbine et son enroulement étant disposé sur le cylindre et étant relié aux pales et aux plaques par l'intermédiaire d'un

convertisseur de courant continu monté sur le moyeu.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux

à la lumière de la description explicative qui va

suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure I représente le dispositif proposé de nettoyage pour l'élimination des dépôts de-la surface interne d'une tuyauterie et de formation d'un revêtement protecteur (vue en coupe longitudinale); - la figure 2 représente le dispositif, objet de l'invention, comportant deux appareils nettoyeurs mais sans élément d'appui; - la figure 3 représente une vue de derrière du dispositif représenté sur la figure 1; - la figure 4 représente le dispositif représenté sur la figure 2, mais dans lequel chaque appareil nettoyeur comporte des pales faisant corps avec le moyeu;

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- la figure 5 représente une variante d'exécution d'une pale de l'appareil nettoyeur; - la figure 6 représente une variante de fixation des pales au moyeu de l'appareil nettoyeur représenté sur la figure 1; - la figure 7 représente une vue en coupe suivant VII-VII de la figure 6; - la figure 8 représente le dispositif proposé, pourvu d'un élément d'appui muni d'une tige cylindrique constituée par un mélange de substances solubles dans l'eau et d'inhibiteur; - la figure 9 représente le dispositif proposé, dans lequel l'élément d'appui est muni d'un avertisseur du type percuteur; - la figure 10 représente le dispositif représenté sur la figure 2, avec l'une des variantes d'exécution de l'avertisseur; - la figure 1i1 représente encore une variante d'exécution de l'avertisseur du dispositif; - la figure 12 représente le dispositif proposé, muni

d'un moyen de pénétration forcée de l'inhibiteur -

dans la couche de dép6ts; - la figure 13 représente le dispositif proposé, muni d'un moyen de production d'un champ électrique; - la figure 14 représente le dispositif proposé, dans lequel l'appareil nettoyeur comporte deux moyeux et une cavité formée par leurs pales; - la figure 15 est une vue similaire à celle de la figure 14, mais montrant un avertisseur installé dans-ladite cavité; - la figure 16 est une vue similaire à celle de la figure 14, mais montrant le moyen de production

d'un champ électrique installé dans ladite cavité.

Le dispositif proposé de nettoyage pour l'élimination des dépôts de la surface interne d'une tuyauterie est placé dans la tuyauterie et s'y déplace sous l'action d'un courant de liquide contenant Un inhibiteur. En tant que liquide on utilise une solution aqueuse d'inhibiteur, par exemple de polyphosphate de sodium, de sorte que le dispositif réalise, simultanément avec le nettoyage de la surface interne de la tuyauterie,

le dépôt d'un revêtement protecteur.

Le dispositif comporte un appareil nettoyeur 1 (figure 1), s'il est utilisé pour nettoyer des tuyauteries présentant des coudes de plus de 120 , ou deux appareils nettoyeurs I (figure 2) reliés entre eux par une tubulure 2, s'il est utilisé pour nettoyer des tuyauteries avec des coudes de moins

de 120 C.

Chaque appareil nettoyeur 1 comporte un moyeu 3 sur lequel sont fixées des pales élastiques 4 dont les bouts libres entrent en contact avec la surface de la tuyauterie 5. Les pales élastiques 4 sont fabriquées en tôle métallique mince possédant les propriétés élastiques d'un ressort. Les pales 4 sont fixées au moyeu 3 en au moins deux rangées,les pales de chaque rangée étant décalées par rapport à celles de l'autre, par exemple en étant disposées en quinconce et en formant,suivant la périphérie de l'appareil nettoyeur, des fentes 6 (figure 3), ces fentes étant formées entre les bouts des pales 4 et la surface interne de la tuyauterie 5. Les pales 4 (figures 1, 2) sont fixées au moyeu 3 sous un anglecL = 40 à 500

par rapport à l'axe longitudinal de l'appareil nettoyeur.

Ainsi, si l'angle o( de fixation des pales est inférieur à 40 , la longueur des pales augmente et la force de leur frottement contre la surface interne de la tuyauterie diminue. Si l'angle dL est supérieur à 50 , la rigidité des pales augmente en créant des contraintes de choc sur le dispositif, de sorte que l'élimination des dépôts des parois de la tuyauterie se fait d'une façon irrégulière. L'angleB formé entre les pales mutuellement voisines de chaque paire de pales suivant la périphérie de l'appareil nettoyeur est de 10 à 25 , ce qui permet de créer des jets de liquide d'une puissance donnée qui passent par les fentes 6 et éliminent la majeure partie des dépôts, en ne laissant sur la surface de la tuyauterie qu'une couche de fractions dures des dépôts. Si l'angle8 est inférieure à 10 , les jets de liquide se recouvrent. Aux endroits de recouvrement des jets apparaissent alors des turbulences assez fortes qui détruisent complètement la couche de dép6ts sur la surface de la tuyauterie, c'est-à-dire que l'effet désiré n'est pas obtenu. Si l'angle entre les pales dépasse 25 , les jets s'élargissent, la pression du liquide diminue et devient insuffisante pour éliminer

les dépôts.

Dans l'appareil nettoyeur 1 (figure 4), les pales 4 de chaque rangée peuvent être réalisées d'une seule pièce avec le moyeu. Dans l'appareil nettoyeur 1 à l'état assemblé, les moyeux sont disposés en contact mutuel intime et sont fixés entre eux par un

élément de serrage 7 d'un type approprié quelconque.

Chaque rangée de pales est décalée par rapport à la rangée précédente et les canaux 8 formés par les fentes 6 sont inclinés suivant une même direction, ce qui permet de créer un moment de rotation réactif des jets, qui fait tourner le dispositif se déplaçant dans la tuyauterie. Par conséquent, il reste sur la surface de la tuyauterie une couche de dépôts d'épaisseur égale. Entre les appareils nettoyeurs 1 est installée

une douille d'écartement 9.

Sous les pales 4 (figures 1, 2) sont fixées, sur le moyeu 3, des manchettes 10 en un matériau élastique, par exemple en caoutchouc, qui recouvrent les fentes 6 à proximité du moyeu, assurent l'écoulement du liquide par les fentes suivant la périphérie de l'appareil nettoyeur et contribuent au déplacement du dispositif dans la tuyauterie

sous l'action du courant de liquide.

Dans le dispositif muni d'un seul appareil nettoyeur (figure 1), il y a un ou plusieurs (par exemple, trois) éléments d'appui 11 dont chacun est fixé au moyeu 3, son bout libre étant en contact avec la surface interne de la tuyauterie 5 et maintenant le dispositif en position requise

durant le nettoyage de-la tuyauterie.

Les bouts 12 (figure 12) des pales 4 en contact avec la surface de la tuyauterie sont disposés sensiblement perpendiculairement à la surface à nettoyer. Ceci est obtenu du fait que le bout 12 de chaque pale 4 est courbé, par rapport à l'autre partie de la pale 4 (figure 5), sous un angle de 135 à 160 . Si cet angle est inférieur à 135 , les bouts des pales créent une résistance au mouvement du dispositif en butant contre'la couche de dépôts; si ledit angle est supérieur à 160 , les bouts des pales glissent sur la couche de dép6ts sans les

éliminer conformément à- la technologie considérée.

Chaque pale 4 comporte une zone rectangulaire 13 (figure 6) et une zone trapézoïdale 14. Les pales sont fixées par leurs zones 14 au moyeu 3 à l'aide de vis 15 à tête creuse 16 (figure 7) à fente centrale 17. Les pales 4 de la rangée extérieure recouvrent à moitié les pales de la rangée intérieure (c'est-à-dire inférieure) comme le montre la figure 6, et ont un orifice central 18 pour la vis 15. Sur les côtés latéraux des pales de la rangée intérieure sont réalisés des demi-orifices 19. Les demi-orifices 19 des pales mutuellement voisines de la rangée intérieure forment des orifices coaxiaux aux orifices centraux 18 des pales de la rangée extérieure, ce qui permet de fixer à l'aide d'une seule vis 15 les pales de deux rangées. Si nécessaire, lorsque la pression dans la tuyauterie augmente fortement par rapport à la pression calculée, la tête creuse 16 se déforme grâce à la fente 17, et les pales des deux rangées, sous l'action du courant de liquide se libèrent en passant par-dessus la tête de vis, ce qui a pour effet de démonter l'appareil nettoyeur

en ses différents composants (pales, moyeu).

L'appareil nettoyeur 1 représenté sur la figure 8 ne comporte qu'un setl élément d'appui 11 disposé suivant l'axe de l'appareil, lequel axe coincide avec l'axe de la tuyauterie 5. Sur l'élément d'appui 11 est fixée une tige cylindrique 20 fabriquée en un mélange de substances solubles dans l'eau (par exemple, carboglace ou glace sèche ou carbonique) , et d'inhibiteur, ce qui permet de maintenir une concentration prédéterminée de l'inhibiteur dans le courant de liquide grâce à une dissolution progressive

du cylindre 20.

Le dispositif nettoyeur proposé fonctionne de la

façon suivante.

On ouvre la tuyauterie 5 et on y introduit le dispositif proposé. Après fermeture étanche de l'endroit d'introduction du dispositif, un système de refoulement, connu en soi, pompe dans la tuyauterie un liquide (fluide moteur,notamment de l'eau) dans lequel est dissous un inhibiteur ou un activateur,

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ce liquide transportant le dispositif sur toute la longueur de la tuyauterie. Le liquide passe par les fentes 6 formées par la surface interne de la tuyauterie et les bouts des pales 4 de l'appareil nettoyeur 1. Ces fentes laissent-passer 30 à 50% du liquide pompé dans la tuyauterie 5. Les jets de liquide acquièrent, devant l'appareil nettoyeur, une pression cinétique et provoquent une destruction et une élimination partielles des dépôts se trouvant sur la surface interne de la tuyauterie 5. Lorsque le jet agit sur

les dépôts, il se subdivise en deux parties.

Une partie du jet circule par les pores, les coquilles et les piqûres dus à la corrosion de la tuyauterie et arrive dans l'espace formé par la paroi de la tuyauterie 5 et les dépôts, o il est freiné. L'autre partie du jet passe à grande vitesse par le jeu annulaire formé par les pales 4 de

l'appareil nettoyeur I (figure 1) et les dépôts.

Sous l'action de ces parties de jets, il apparaît dans les dépôts une différence de pression située dans les limites de 0,2 à 1,25 MPa et qui rompt les dépôts. Il reste alors sur la paroi de la tuyauterie 5 une couche poreuse constituée par les fractions dures des dépôts,présentant une forte

adhérence à la paroi de la tuyauterie 5.

Comme ces dépôts ont une structure poreuse, les pores se remplissent de liquide. Etant donné que tout liquide contient du gaz, la brusque diminution de la pression au-dessus des dépôts entraîne la destruction de ceux-ci en petites particules par suite de la dilatation du gaz. Outre cela, dans la partie centrale de la tuyauterie, devant le dispositif, les jets provoquent la formation d'une supercaverne dans laquelle a lieu une réduction des morceaux de dépôts qui y parviennent, après quoi ces morceaux en état de suspension sont évacués de la tuyauterie par le courant

de liquide.

Lors du fonctionnement de-l'appareil nettoyeur, les dépôts poreux se détruisent de l'intérieur sous l'action de la cavitation gazeuse et par vapeurs qui apparaît par suite de la brusque diminution de la pression dans le dépôt lors de l'écoulement, sur sa surface, des

jets de liquide sortant de la fente annulaire de l'appa-

reil nettoyeur.

Une différence de pression déterminée est créée dans la couche de dépôts par réglage par un procédé connu de la pression du liquide derrière l'appareil nettoyeur dans le système de pompage, par l'effort de freinage du dispositif dû à la conception de l'appareil nettoyeur, objet de l'inventin, et par les

débits de liquide passant par l'appareil nettoyeur.

Dès que la partie nettoyée de la surface de la tuyauterie se trouve en dehors du jeu annulaire par suite du mouvement du dispositif, le liquide contenant l'inhibiteur à l'état dissous est introduit dans ses pores sous l'action de la forte pression régnant

derrière l'appareil nettoyeur.

L'inhibiteur entre en réaction chimique avec les composants des dépôts, ou avec les produits de corrosion de la tuyauterie, ou avec les composants se trouvant dans le produit pompé par la tuyauterie, en formant des composés difficilement solubles qui engorgent les pores de la couche restante de dépôts et qui créent un revêtement protecteur sur la surface interne de la tuyauterie. L'élimination d'une partie des dépôts et l'imprégnation de la couche restante de dépôts par l'inhibiteur sont améliorées par les coups de bélier et les chocs électriques qui ont lieu durant le nettoyage et qui sont dus à la construciton des pales représentées sur la figure 5, ou à l'exécution de l'appareil nettoyeur

conformément aux figures 1, 2.

Lors d'un accroissement de la pression dans la tuyauterie derrière l'appareil nettoyeur, la rangée extérieure des pales 4 se courbe plus fortement que la rangée intérieure des pales, de sorte que la fente 6 s'élargit, la section de passage du liquide augmente et, en même temps, sa vitesse s'accroiît. Quand une pression et un débit donnés du liquide sont atteints, la vitesse de mouvement de l'appareil nettoyeur augmente et la pression derrière lui diminue. Les pales reviennent en position initiale, les fentes 6 se rétrécissent et le courant de liquide derrière l'appareil nettoyeur devient le siège d'un coup de - bélier qui agit sur l'appareil nettoyeur en l'accélérant davantage. Le processus décrit se répète à plusieurs reprises Une position déterminée du dispositif et sa rotation durant son déplacement dans la tuyauterie sont assurées par les particularités constructives de l'appareil nettoyeur réalisé conformément aux figures

1, 2, 4.

L'élément d'appui de l'appareil nettoyeur peut être d'une construction appropriée quelconque. Ainsi, sur la figure 1 sont représentés des éléments d'appui 11l

constitués de barres d'acier élastiques.

Sur la figure 9 sont représentés des éléments d'appui '11 constitués de barres élastiques munies d'avertisseurs du type percuteur placés aux bouts des barres et en contact avec la surface de la tuyauterie 5.

Chaque avertisseur est réalisé sous -la forme d'un galet 21 avec une saillie 22. Durant le déplacement du dispositif dans la tuyauterie, les galets 21 roulent sur la surface de la tuyauterie et, par leurs saillies, portent des coups sur la tuyauterie, ce qui permet de localiser le dispositif dans la tuyauterie. Outre cela, la fréquence des coups permet de déterminer la vitesse de déplacement du dispositif. Chaque galet 21 est calé sur un axe 23. L'axe 23 est monté pivotant dans un collier 24 rigidement fixé au bout de l'élément d'appui 11. Sur la figure 10 est représenté un élément d'appui 11 muni d'un volet rotatif 25 placé dans la tubulure 2 de l'appareil nettoyeur, sur un axe rotatif 26. A l'autre bout de l'élément d'appui 11 est fixé un contre-poids 27 qui,lorsque le volet 25 tourne, porte un coup à la paroi de la tuyauterie 5 et sert d'avertisseur du type percuteur. La tubulure 2 porte à son bout avant une tuyère 28 créant un jet de liquide qui favorise la réduction et l'érosion des dépôts devant le dispositif de nettoyage et crée une dépression dans la partie centrale de la tuyauterie, ce qui élève l'intensité de séparation des dépôts de

la surface de la tuyauterie.

La rotation du volet 25 se fait lors d'une augmentation de la pression du liquide derrière le dispositif. En position initiale, le volet 25 se trouve en position verticale et bouche la cavité de la tubulure 2. Si l'appareil nettoyeur est freiné par des dépôts importants formés sur la surface de la tuyauterie, la pression derrière le dispositif s'accroit et l'effort agissant sur l'appareil nettoyeur augmente. Lorsque la pression dépasse une valeur donnée, le volet tourne et ouvre la cavité de la tubulure. Le contre-poids 27 porte un coup sur la tuyauterie et le liquide s'engouffre dans la tuyère 28, ce qui augmente sa vitesse et son débit. La pression dans la tuyauterie diminue et le volet revient en position initiale en fermant la cavité de la tubulure 2. Survient un coup de bélier qui déplace brusquement le dispositif dans la tuyauterie 5. Ensuite le cycle se répète. La rotation périodique du volet permet de créer d'une façon cyclique une variation de la pression dans la partie centrale de la tuyauterie et, par conséquent,

à l'intérieur des dépôts...

Les coups du contre-poids 27 sur la tuyauterie peuvent être obtenus tant lors du mouvement du dispositif que lors de son arrêt, par ouverture et fermeture d'un volet 29 d'une tubulure 30 de sortie des boues dont est muni la tuyauterie 5 à

nettoyer.

Sur la figure 11 est représenté un élément d'appui 11 sous la forme d'un levier rotatif avec un contre-poids 31. Le levier est monté sur un montant 32 par l'intermédiaire d'un axe 33. Le montant 32 est fixé au moyeu 3 de l'appareil nettoyeur à l'aide d'une tubulure 34. La tubulure 34 est installée dans le moyeu 3 sur des roulements 35, ce qui permet à la tubulure 34 de tourner, le centre de gravité de la tubulure 34 étant décalé par rapport à son axe longitudinal, ce qui permet de maintenir la tubulure 34 avec le montant 32 et l'élément d'appui 11 dans

un*e position déterminée, c'est-à-dire verticale.

Par conséquent, l'élément d'appui 11 est en contact permanent avec la surface de la tuyauterie quelle

que soit la position du dispositif de nettoyage.

Dans la tubulure 34, sur un axe 36, est m'one uneturb"in3'7d'hont es''pale'tte's', ror-s de lia rotation de la turbine 37 sous l'action du courant de liquide passant par la tubulure 34, sont en contact avec l'élément d'appui 11 et l'inclinent par rapport à une position donnée. Par conséquent, l'élément d'appui 11 porte des coups sur la surface de la

tuyauterie 5.

Sur la figure 12 est représenté un appareil nettoyeur muni d'un moyen de pénétration forcée de l'inhibiteur dans la couche de dépôts, qui comporte une source 38 de courant électrique (génératrice), un poste de décharge 39 (condensateur) et des électrodes 40. Le moyeu 3 de l'appareil nettoyeur 1 porte une tubulure 41 dans laquelle se trouve la source 38 de courant électrique. Dans la partie avant de la tubulure 41 se trouve une tuyère 42, et dans sa partie médiane, un orifice 43pour le passage du liquide à travers la cavité de la tubulure 41 et la tuyère 42, qui fait tourner la turbine de 1.a génératrice. Dans la partie arrière de la tubulure 41 se trouve une chambre 44 dans laquelle se trouvent le poste de décharge 39 et les électrodes 40, lesquelles électrodes sont branchées sur le poste de décharge 39 et sont montées de façon à faire partiellement saillie dans la cavité-de la tuyauterie 5. Lors de la rotation de la génératrice, le courant électrique s'accumule au poste de décharge 39, et quand un potentiel prédéterminé est atteint, la décharge qui se produit sur les électrodes - provoque un'choc électrique. Le front de l'onde de choc fait pénétrer le liquide avec l'inhibiteur dans la couche de dépôts restée sur la surface de la tuyauterie et crée des efforts supplémentaires pour le déplacement de l'ensemble du dispositif dans la

tuyauterie.

Afin de créer un revêtement durable au moment du nettoyage de la tuyauterie, le dispositif est muni d'un moyen de production d'un champ électrique dans la zone de formation du revêtement. A cet effet, l'appareil nettoyeur est muni d'une source 45 (figure 13) de courant électrique connue en soi, sous la forme d'une génératrice ou d'un accumulateur. En ce cas, l'anode de la source 45 est reliée à des plaques 46 fixées aux pales 4 de la rangée intérieure par l'intermédiaire d'un joint isolant ou sur des pales auxiliaires 47 représentées en pointillés. Les plaques 46 peuvent être fabriquées en alliage électriquement soluble, de toute composition connue. La cathode de la source 45 est reliée aux pales 4 de la rangée extérieure. Sur la figure 14 est représenté un appareil nettoyeur muni d'un second moyeu 48 avec un orifice central 49. Des pales 50 de cet appareil nettoyeur sont fixées par leurs bouts aux moyeux 3 et 48 en formant une cavité 51 dans laquelle est placé un inhibiteur connu en soi, sous forme de poudre, de granulés, de gel. La cavité-51 communique avec -la cavité de la tuyauterie à-travers les fentes formées entre-les.pales 50. Les zones centrales des pales 50 sont disposées.paraliblement à la. surface à nettoyer de la tuyauterie et servent d'élément d'appui à l'appareil nettoyeur. L'orifice 49 du.moyeu 48 est fermé par un bouchon 52. Une telle solution technique permet, grâce à la-dissolution progressive de l'inhibiteur, de maintenir une. concentration prédéterminée

de celle-ci dans la zone-de formation du-revêtement.

Sur la figure 15 est représenté un appareil netoyeur identique à celui représenté sur la figure 14, mais dans lequel le moyeu 3 comporte un orifice 53 et dans l'orifice 49 du moyeu 48 duquel est installé un cylindre 54 dont te fond 55 entre dans la cavité 51. Le cylindre 54 comporte, à proximité de son fond 55, des orifices radiaux 56. Sur le cylindre 54, dans des roulements 57, est montée une turbine 58 dont les palettes sont disposées au-dessus des orifices radiaux 56

du cylindre.

Dans la zone de la turbine 58,1'une des pales 50 de la rangée intérieure porte une saillie élastique 59

coopérant avec une saillie 60 du corps de la turbine.

Le dispositif comportant un appareil nettoyeur

ainsi conçu fonctionne de la façon suivante.

Dans la tuyauterie, derrière l'appareil nettoyeur, est pompée l'eau. Une partie du courant passe par les fentes formées par les pales 50 et la paroi de la tuyauterie. Dans ces fentes, l'eau prend de lavitesse et forme des jets qui, grâce à la pression cinétique et à la cavitation, éliminent une partie de la couche de dépôts de la surface de la

tuyauterie 5.

Une partie de l'eau passe par les orifices 56 du cylindre 54 et fait tourner la turbine 58 qui, à chaque tour, agit sur la saillie 59 en transmettant le coup sur la paroi de la tuyauterie 5 par l'intermédiaire

de la pale 50.

Le.bruit dO aux coups de la turbine 58 sur la saillie 59 permet de localiser le dispositif dans la tuyauterie. En cas de ralentissement de l'avance du dispositif de nettoyage dans la tuyauterie, par exemple si l'épaisseur des dépôts est devenue plus grande, ou si une grande quantité de dépôts s'est accumulée devant le dispositif de nettoyage, la pression dans la tuyauterie derrière l'appareil nettoyeur commence à s'élever. Les pales 50 du dispositif nettoyeur, par suite de la force longitudinale agissant sur lui, s'appliquent intimement sur la paroi de la tuyauterie et réduisent les fentes. La vitesse des jets augmente fortement et élimine une couche épaisse de dépôts se trouvant sur les parois de la tuyauterie. Si la couche de parois de dépôts n'est pas éliminée des parois de la tuyauterie à une pression donnée, la

pression dans la tuyauterie augmente.

Sous l'action de cette pression croissante, les pales 50 se courbent, ce qui agrandit les fentes à travers lesquelles l'eau s'écoule à grande vitesse. La pression

derrière le dispositif de nettoyage diminue brusquement.

Les pales 50 reviennent en position initiale et réduisent instantanément la section de passage des fentes, ce qui provoque un-coup de bélier qui contraint les pales à- s'ouvrir. Commence alors un processus d'oscillations des pales 50. Par suite de ces oscillations et des coups de bélier, la pression et la vitesse des jets s'accroissent

de plusieurs fois au moment du coup de bélier.

La pression des jets agit sur les dépôts. Comme les dépôts sont poreux et que leurs pores sont remplies d'eau contenant des gaz dissous, un accroissement de la pression dans les jets, entraîne un accroissement de la pression dans la masse des dépôts. En cas de chute brusque de la pression dans les jets, la pression près des dépôts diminue. Les gaz emprisonnés dans la masse des dépôts se dilatent instantanément et rompent les dépôts de l'intérieur.

Ce processus élève l'efficacité du nettoyage.

Grâce à l'élasticité des pales 4 (figures 1 à 13) et 50 (figures 14, 15), le dispositif peut fonctionner dans des tuyauteries à section variable. La force élastique des pales 4 et 50 les maintient toujours

intimement appliquées contre la paroi de la tuyauterie.

Lorsque le dispositif entre dans un rétrécissement local, le corps du tube enserre les pales 4 et 50 du dispositif de nettoyage. Les pales se redressent, l'appareil nettoyeur s'allonge et passe par le rétrécissement local

de la tuyauterie ou par une zone coudée.

Sur la figure 16 est représenté un dispositif de nettoyage identique à celui représenté sur la figure 15,

mais muni en outre de plaques 61 en alliage électro-

chimiquement soluble de toute composition connue en soi, disposées dans la cavité 51 sur des joints isolants 62 fixés aux pales 50 de la rangée intérieure, afin de créer un champ électrique dans la zone de nettoyage et de

formation du revêtement protecteur.

Sur la turbine 58 est montée une génératrice d'un type connu en soi, constituée notamment par un système d'excitation 63 (aimants permanents) et un

enroulement électrique 64 disposé sur le cylindre 54.

Les extrémités de l'enroulement 64 sont reliées par l'intermédiaire d'un convertisseur de courant continu sur les pales 50 et les plaques 61. L'orifice 53 du moyeu 3 est fermé par un bouchon 66. Le cylindre

ainsi que la turbine sont renfermés dans un corps en grille-

67. Le fonctionnement de ce dispositif est identique au

fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 15.

Toutefois, cause de ses particularités constructives, une partie du courant de liquide passe par les orifices 56 (figure 16) de l'appareil nettoyeur et attaque la turbine 57 qui, en tournant,produit un courant électrique qui est appliqué aux pales 50 et aux plaques 61 en alliage électrochimiquement soluble. Le liquide quitte la cavité 51 de l'appareil nettoyeur à travers les fentes formées entre les pales 50. Les plaques 61 se dissolvent et se déposent sur la paroi de la tuyauterie en formant

un revêtement protecteur.

Avant la mise en route du dispositif, la cavité 51 de l'appareil nettoyeur est rempli d'un inhibiteur solide à travers l'orifice 53. Lors du passage du liquide par la cavité contenant l'inhibiteur, celui-ci se dissout et entre en réaction avec les composants de la plaque soluble 61, les composants des dépôts et le matériau (fer) de la tuyauterie, en formant des composés difficilement solubles qui se déposent sur les parois

de la tuyauterie.

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Claims

REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S

1. Dispositif de nettoyage pour l'élimination des dépôts de la surface interne d'une tuyauterie et de formation d'un revêtement protecteur, du type comportant un appareil nettoyeur (1) déplacé dans la tuyauterie (5) par un courant de liquide contenant un inhibiteur, et constitué par des pales élastiques (4) entrant en contact avec la surface de la tuyauterie (5) et disposées sur un moyeu (3) en au moins deux rangées dans lesquelles lesdites pales sont disposées avec décalage mutuel et avec formation de fentes (6) suivant la périphérie de l'appareil nettoyeur (1), caractérisé' en ce que les pales (4) de l'appareil nettoyeur (1) sont disposées sous un angle de 40 à 50 par rapport à l'axe longitudinal de l'appareil,tandis que l'angle entre chaque paire de pales mutuellement voisines formant entre elles une fente est de 10 à 25 ,- l'appareil nettoyeur (1) étant muni d'un élément d'appui (11)

en contact avec la surface interne de la tuyauterie.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pales (4) de chaque rangée sont réalisées d'une seule pièce avec le moyeu, et en ce que,dans l'appareil nettoyeur, chaque rangée de pales est décalée par rapport à la précédente de façon que les canaux formés par les fentes soient

inclinés suivant une même direction.

3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pale comporte une zone rectangulaire (13) et une zone trapézoïdale (14), lesdites pales étant fixées par leurs zones trapézoidales (14) au moyeu (3) de l'appareil nettoyeur (1) à l'aide de vis (15) à tête creuse (16), et les pales (4) de la rangée extérieure comportant un orifice central (18) pour une vis (15) et recouvrent à moitié les pales de la rangée intérieure, dans les côtés latéraux desquelles sont réalisés des demiorifices (19) formant dans les pales mutuellement voisines des orifices coaxiaux aux orifices

centraux des pales de la rangée extérieure.

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à

3, caractérisé en ce que les bouts (12) des pales (4) qui sont en contact avec la surface de la tuyauterie sont disposés sensiblement perpendiculairement à la surface à nettoyer.

5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'appui (11) porte. une tige cylindrique (20) fabriquée en un mélange de substances hydrosolubles

et d'inhibiteur.

6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 5,

caractérisé en ce que,au bout de l'élément d'appui (11) qui est en contact avec la surface de la tuyauterie, se trouve un avertisseur du type percuteur sous la forme

d'un galet (21) avec une saillie (22).

7. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'appui (11) est réalisé sous la forme d'un levier dont un bout est muni d'un volet (25) disposé dans le moyeu de l'appareil nettoyeur, et à l'autre bout duquel est disposé un contre-poids (27) entrant en contact avec la surface de la tuyauterie au moment de la rotation du volet (25) et servant

d'avertisseur du type percuteur.

8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'appui (11) est réalisé sous la forme d'un levier tournant avec un contre-poids (31) monté sur le moyeu (3) de l'appareil nettoyeur (1) par l'intermédiaire d'une tubulure (34) mobile en rotation et munie d'une turbine (37) dont les palettes, lors de la rotation de la turbine sous l'action du courant de liquide, entrent en

contact avec l'élément d'appui (11).

9. Dispositif suivant l'une des revendication 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que l'appareil nettoyeur (1) est muni d'un moyen d'introduction forcée du liquide contenant l'inhibiteur dans la couche de dépôts, ce moyen comprenant une source (38) de courant électrique, un poste de décharge (39) et des électrodes (40) branchées sur le poste de décharge (39), et en ce que, dans le moyeu (3) de l'appareil nettoyeur (1), sont réalisées une tubulure (41) contenant la source de courant électrique (38) et une chambre (44) dans laquelle sont disposées des électrodes (40) faisant saillies à i'intérieur de la tuyauterie, et le poste

de décharge (39).

10.-Dispositif suivant l'une des revendications

1 à 8, caractérisé en ce que l'appareil nettoyeur (1) est muni d'une source (45) de courant électrique dont l'anode est reliée à des plaques (46) fixées aux pales de la rangée intérieure et dont la cathode est reliée

aux pales (4) de la rangée extérieure.

11. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil nettoyeur (1) est muni d'un second moyeu (48), auquel sont fixés les bouts des pales (50) du premier moyeu (3) de manière à former une cavité (51) recevant l'inhibiteur et communiquant avec l'intérieur de la tuyauterie à travers les fentes formées entre les pales (50), les zones centrales des pales étant disposées parallèlement à la surface à nettoyer de la tuyauterie et servant d'élément d'appui à

l'appareil nettoyeur.

12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que sur l'un des moyeux est disposé un cylindre (54) pourvu d'orifices radiaux (56) à proximité de son fond (55), le cylindre 54 étant engagé par son fond (55) dans la cavité (51) et étant muni d'une turbine (58) dont les palettes

se trouvent au-dessus des orifices radiaux (56) du cylindre (54).

13. DIspositif suivant l'une des revendications 11

et 12, caractérisé en ce que dans la cavité (51) de l'appareil nettoyeur sont disposées une génératrice

électrique et des plaques (61) en alliage électrochimi-

quement soluble, lesquelles plaques (61) sont montées par l'intermédiaire de joints isolants (62) sur les pales (50) de la rangée intérieure, un système (63) d'excitation de ladite génératrice électrique étant fixé A la turbine (58),tandis qu'un enroulement électrique (64) est disposé sur le cylindre (54) et, par l'intermédiaire d'un convertisseur de courant continu (65)' fixé au moyeu, est relié aux pales (50) et aux

plaques (61).