RU2363554C2 - Method for cleaning of pipeline and device for its realisation - Google Patents

Method for cleaning of pipeline and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2363554C2
RU2363554C2 RU2005128978/12A RU2005128978A RU2363554C2 RU 2363554 C2 RU2363554 C2 RU 2363554C2 RU 2005128978/12 A RU2005128978/12 A RU 2005128978/12A RU 2005128978 A RU2005128978 A RU 2005128978A RU 2363554 C2 RU2363554 C2 RU 2363554C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
petals
deposits
jets
cleaning
Prior art date
Application number
RU2005128978/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005128978A (en
Inventor
Виктор Васильевич Шишкин (RU)
Виктор Васильевич Шишкин
Original Assignee
Виктор Васильевич Шишкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Васильевич Шишкин filed Critical Виктор Васильевич Шишкин
Priority to RU2005128978/12A priority Critical patent/RU2363554C2/en
Publication of RU2005128978A publication Critical patent/RU2005128978A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2363554C2 publication Critical patent/RU2363554C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention is related to pipeline transport and may be used for pipeline cleaning. In method that includes displacement of pipe-cleaning mechanism along pipeline with collars, on periphery of which liquid jets are generated, which remove deposits from pipe wall by pressure of collar elastic petals, generation of jets along the whole surface of collar and removal of deposits by pulsating liquid flow, in liquid flow zone is created for generation of cavitation nuclei, besides, jets are generated with different speeds, and they are formed by pipeline wall and upper elastic petals, from cleaned section of pipeline deposit particles are removed, which are introduced into generated jets by liquid flow, and during device motion along pipeline petals contact with wall of cleaned pipeline by bent ends and create segment slots with it. Device for method realisation comprises resilient and elastic petals installed in staggered order on hubs connected to each other, in which petal ends are bent relative to longitudinal axis of device and create segment slots during contact with cleaned pipeline wall. Petal ends fixed in hubs are arranged in the form of trapezoid, moreover, semi-openings are arranged on lower petals on trapezoid sides, and openings are provided on upper petals.
EFFECT: provides for cleaning of deposits, hardness of which exceeds 2 units according to Mohs scale.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для очистки внутренней поверхности трубопроводов от отложений. Известен способ отчистки трубопроводов от отложений, заключающийся в том, что по трубопроводу напором жидкости перемещают трубоочистное устройство, при этом жидкость пропускают через очистное устройство в виде струй, которыми удаляют отложения с внутренней поверхности трубы, например, международная заявка WO 86/02293, В08В 9/04, С23F 11/00 от 24.04.1986 г.The invention relates to pipeline transport and can be used to clean the inner surface of pipelines from deposits. A known method of cleaning pipelines from deposits, which consists in the fact that a pipe-cleaning device is moved through a pipe by a fluid pressure, while the liquid is passed through a cleaning device in the form of jets that remove deposits from the pipe’s inner surface, for example, international application WO 86/02293, B08B 9 / 04, С23F 11/00 from 04.24.1986

Недостатком этого способа является то, что он неэффективно очищает трубопроводы золоудаления. Наиболее близким прототипом является способ отчистки, в котором потоком жидкости по трубопроводу перемещают трубоочистной механизм с манжетами, на периферии которых формируют струи жидкости, удаляющие отложения со стенки трубы, патент РФ RU 2184902 7 F16L 58/04 от 31.08.2000 г.The disadvantage of this method is that it inefficiently cleans ash disposal pipelines. The closest prototype is a cleaning method in which a pipe-cleaning mechanism with cuffs is moved by a fluid stream along the periphery of which liquid jets are formed to remove deposits from the pipe wall, RF patent RU 2184902 7 F16L 58/04 dated 08/31/2000.

Известны устройства для осуществления этого способа, например А.С. СССР В8 9/04 995910, 1983, А.С. СССР В8 9/04 №1744844,1988, А.С. СССР В08В 9/04 №1688503, 1989.Known devices for implementing this method, for example A.S. USSR V8 9/04 995910, 1983, A.S. USSR V8 9/04 No. 1744844.1988, A.S. USSR В08В 9/04 No. 1688503, 1989.

Недостатком этих устройств является то, что они не очень эффективно очищают трубопроводы от очень твердых отложений, например трубопроводы золоудаления.The disadvantage of these devices is that they do not very effectively clean pipelines of very hard deposits, such as ash removal pipelines.

Ближайшим аналогом заявленного способа является способ очистки трубопровода, включающий перемещение по трубопроводу трубоочистительного механизма с манжетами, на периферии которых формируют струи жидкости, удаляющие отложения со стенки трубы, в котором отложения удаляют со стенки трубы давлением упругих лепестков манжеты на отложения, при этом струи формируют по всей поверхности манжеты и отложения удаляют пульсирующим потоком жидкости, причем в потоке жидкости формируют зону образования зародышей кавитации (см. а.с. СССР №1639800, (того же заявителя) 1991). Кроме того, в известном способе, как и в заявленном, струи жидкости имеют разные скорости истечения, поскольку, как следует из описания заявленного изобретения (см. с.10), «выполнение упругих лепестков в виде пластин… позволяет формировать струи с разными скоростями».The closest analogue of the claimed method is a method of cleaning the pipeline, comprising moving through the pipeline a pipe cleaning mechanism with cuffs, on the periphery of which liquid jets are formed, removing deposits from the pipe wall, in which deposits are removed from the pipe wall by pressure of the elastic cuff petals on the deposits, while the jets form the entire surface of the cuff and deposits are removed by a pulsating fluid flow, and in the fluid flow the formation zone of cavitation nuclei is formed (see AS USSR No. 1639800, (tog the same applicant) 1991). In addition, in the known method, as in the claimed one, the liquid jets have different flow rates, because, as follows from the description of the claimed invention (see p. 10), "making elastic petals in the form of plates ... allows you to form jets with different speeds" .

Известен способ очистки, согласно которому в поток жидкости подают импульсами сжатый газ (воздух), известно из патента РФ №2206415, 2003.A known cleaning method, according to which compressed gas (air) is supplied in pulses to a liquid stream, is known from RF patent No. 2206415, 2003.

Образование зародышей кавитации между упругими лепестками путем ввода струй потока жидкости, газа (воздуха) и твердых частиц также известно из патента РФ №2206415.The formation of cavitation nuclei between elastic petals by introducing jets of a stream of liquid, gas (air) and solid particles is also known from RF patent No. 2206415.

Наиболее близким прототипом является устройство по патенту RU №2184902, 7 F16L 58/04 от 31.08.2000 г., аналогом ему является устройство для очистки трубопровода по вышеуказанному а.с. СССР №1639800, содержащее, как и заявленное, вал со ступицей, на которой в шахматном порядке установлены эластичные и упругие лепестки, выполненные с возможностью контактирования с внутренней поверхностью трубопровода.The closest prototype is the device according to patent RU No. 2184902, 7 F16L 58/04 from 08/31/2000, an analogue to it is a device for cleaning the pipeline according to the above.with. USSR No. 1639800, containing, as claimed, a shaft with a hub on which elastic and resilient petals are staggered, made with the possibility of contacting with the inner surface of the pipeline.

Недостатками способа и устройства является то, что они не позволяют очищать трубопроводы от отложений, твердость которых превышает 2 единицы по шкале Мооса.The disadvantages of the method and device is that they do not allow pipelines to be cleaned of deposits whose hardness exceeds 2 units on the Mohs scale.

Причиной этого является то, что эти способ и устройство образуют незначительное количество «агрессивных пузырьков» кавитации, примерно один пузырек из 300000 кавитационных пузырьков.The reason for this is that these method and device form a small number of "aggressive bubbles" of cavitation, approximately one bubble of 300,000 cavitation bubbles.

Для того чтобы увеличить число «агрессивных пузырьков», необходимо выполнить следующее условие:In order to increase the number of “aggressive bubbles”, the following condition must be fulfilled:

- в момент схлопывания пузырьков они должны находиться в порах или трещинах отложений.- at the time of collapse of the bubbles, they should be in the pores or cracks of the deposits.

Это устройство также эффективнее и устройства №1639800, потому что оно может очищать трубопроводы, твердость отложений которых превышает более 3 единиц по шкале Мооса.This device is also more effective and device No. 1639800, because it can clean pipelines, the hardness of the deposits of which exceeds more than 3 units on the Mohs scale.

Несмотря на то, что все эти применяемые прототипы и аналоги известны, но они не могут очистить трубопровод от отложений, твердость которых превышает более 2 единиц по шкале Мооса.Despite the fact that all of the prototypes and analogues used are known, they cannot clean the pipeline from deposits whose hardness exceeds 2 units on the Mohs scale.

Во всех известных устройствах, осуществляющих этот способ, в том числе и в устройстве по а.с. №1639800, лепестки изогнуты по радиусу.In all known devices implementing this method, including in the device by A. with. No. 1639800, the petals are curved in radius.

Это выполнено для того, чтобы лепестки в виде клина входили в отверстие, свободное от отложений.This is done so that the wedge-shaped petals enter a hole that is free of deposits.

По этой причине щель между лепестками и отложениями всегда минимальная. Этим достигается наибольшая скорость истечения воды через очистное устройство. Поэтому отложения в основном удаляются за счет гидродинамического воздействия струй воды на отложения, а также за счет механического давления лепестков на отложения.For this reason, the gap between the petals and sediments is always minimal. This achieves the highest rate of water flow through the treatment device. Therefore, deposits are mainly removed due to the hydrodynamic effect of water jets on the deposits, as well as due to the mechanical pressure of the petals on the deposits.

При твердости отложений, не превышающей 2 единицы по шкале Мооса, эти устройства отлично очищают трубопроводы от отложений.With a hardness of deposits not exceeding 2 units on the Mohs scale, these devices perfectly clean the pipelines from deposits.

При большей твердости отложений, они уже не могут разрушиться действующими силами на отложения.With a greater hardness of the deposits, they can no longer be destroyed by the acting forces on the deposits.

Так как устройство запрессовывается в отложения, и вода прекращает протекать через щели, образованные лепестками.Since the device is pressed into deposits, and water stops flowing through the slots formed by the petals.

В этом случае отложения расперты лепестками и прижаты к стенке трубы.In this case, deposits are spread by petals and pressed against the pipe wall.

В этом случае лепестки лишены возможности колебания их относительно отложений и ступиц.In this case, the petals are deprived of the possibility of their oscillation relative to deposits and hubs.

Вторым существенным недостатком известных устройств, в том числе и устройства по а.с. №1639800, является то, что свободный конец лепестка выполнен сужающим или радиусным.The second significant drawback of the known devices, including devices for AS No. 1639800, is that the free end of the petal is made narrowing or radial.

Это сделано для того, чтобы уменьшить свободное сечение щели, а следовательно, увеличить скорость струи воды, вытекающей из щели.This is done in order to reduce the free section of the gap, and therefore, increase the speed of the jet of water flowing from the gap.

Повышенная скорость струи повышает разрушающее струи на отложения.Increased jet velocity increases destructive jet deposition.

Но малое сечение щелей не позволяет регулировать расход воды, протекающей через устройство, в широком диапазоне, что уменьшает величину усилия импульсов воды и газа, действующих на отложения.But the small cross-section of the slots does not allow you to adjust the flow rate of water flowing through the device in a wide range, which reduces the magnitude of the force of the pulses of water and gas acting on the deposits.

Техническим результатом изобретения является очистка трубопроводов, твердость которых превышает 2 единицы по шкале Мооса.The technical result of the invention is the cleaning of pipelines whose hardness exceeds 2 units on the Mohs scale.

Указанный результат достигается тем, что в способе очистки трубопровода, включающем перемещение по трубопроводу трубочистного механизма с манжетами, на периферии которых формируют струи жидкости, удаляющие отложения со стенки трубы, в котором отложения удаляют со стенки трубы давлением упругих лепестков манжеты на отложения, причем струи формируют по всей поверхности манжеты с разными скоростями и струи формируют стенкой трубопровода и верхними упругими лепестками, отложения удаляют пульсирующим потоком жидкости, и в котором в потоке жидкости формируют зону образования зародышей кавитации, а с очищенного участка трубопровода удаляют частицы отложений, внесенные потоком жидкости в сформированные струи, во время перемещения устройства по трубопроводу лепестки контактируют со стенкой очищаемого трубопровода отогнутыми концами и образуют с ней сегментные щели.This result is achieved by the fact that in the method of cleaning the pipeline, including moving through the pipeline of the chimney mechanism with cuffs, on the periphery of which liquid jets are formed, removing deposits from the pipe wall, in which deposits are removed from the pipe wall by pressure of the elastic cuff petals on the deposits, and the jets form over the entire surface of the cuff with different speeds and jets form the wall of the pipeline and the upper elastic lobes, deposits are removed by a pulsating fluid flow, and in which liquid form nucleation cavitation zone, and a duct portion is removed purified sediment particles introduced into the liquid flow stream generated during movement of the device along the pitch line contact with the wall of the pipeline being cleaned bent ends and form with it segmental gap.

Указанный результат достигается и тем, что в устройстве для очистки трубопровода, выполненном из ступиц, соединенных между собой, и установленных на них в шахматном порядке упругих и эластичных лепестков, концы лепестков отогнуты от продольной оси устройства и образуют при контакте со стенкой очищаемого трубопровода сегментные щели и закреплены на ступицах концами, выполненными в виде трапеции, причем на нижних лепестках на сторонах трапеции выполнены полуотверстия, а на верхних лепестках выполнены отверстия.This result is achieved by the fact that in the device for cleaning the pipeline made of hubs interconnected and stitched on them in a checkerboard pattern of elastic and elastic petals, the ends of the petals are bent from the longitudinal axis of the device and form segment gaps upon contact with the wall of the pipe being cleaned and fixed on the hubs with ends made in the form of a trapezoid, moreover, half-holes are made on the lower petals on the sides of the trapezoid, and holes are made on the upper petals.

Перемещение по трубопроводу трубочистного механизма с манжетами, на периферии которых формируют струи жидкости, удаляющие отложения со стенки трубы, в котором отложения удаляют со стенки трубы давлением упругих лепестков манжеты и отложения, при этом струи формируют по всей поверхности манжеты и отложения удаляют пульсирующим потоком жидкости, причем в потоке жидкости формируют зону образования зародышей кавитации, при этом струи формируют с разными скоростями и струи формируют стенкой трубопровода и верхними упругими лепестками, при этом с очищенного участка трубопровода удаляют частицы отложений, которые потоком жидкости вносят в сформированные струи, при этом во время перемещения устройства по трубопроводу лепестки контактируют со стенкой очищаемого трубопровода отогнутыми участками лепестков позволяет повысить скорость очистки трубопровода.The movement through the pipeline of a chimney mechanism with cuffs, on the periphery of which liquid jets are formed, removing deposits from the pipe wall, in which deposits are removed from the pipe wall by the pressure of the elastic cuff petals and deposits, while the jets are formed over the entire surface of the cuff and deposits are removed by a pulsating fluid flow, moreover, a formation zone of cavitation nuclei is formed in the fluid flow, while the jets are formed at different speeds and the jets are formed by the pipe wall and the upper elastic petals, etc. This purified with duct portion is removed Fat particles which fluid flow is introduced into the jet formed, while during the movement device of the pitch line contact with the wall of the pipeline cleansed bent portions of petals improves the cleaning rate of the pipeline.

Устройство выполняется из ступиц, соединенных между собой, при этом на ступицах в шахматном порядке установлены упругие и эластичные лепестки. При этом упругие лепестки образуют на периферии щели сегментного и прямоугольного сечения, сегментные щели образованы стенкой трубопровода и верхними упругими лепестками, а прямоугольные щели образованы стенкой трубопровода и верхними и нижними упругими лепестками, причем концы лепестков, которыми они закреплены на ступицах, выполнены суженными (в виде трапеции), и на нижних лепестках выполнены на сторонах сужения полуотверстия, а на верхних лепестках выполнены отверстия, позволяющие увеличить количество «агрессивных пузырьков» кавитаций, за счет чего возрастает скорость очистки трубопровода.The device is made of hubs interconnected, while elastic and elastic petals are staggered on the hubs. In this case, elastic petals form segment and rectangular slots on the periphery, segment slots are formed by the pipe wall and upper elastic petals, and rectangular slots are formed by the pipe wall and upper and lower elastic petals, and the ends of the petals with which they are fixed on the hubs are made narrower (in in the form of a trapezoid), and on the lower petals are made on the sides of the narrowing of the half-hole, and holes are made on the upper petals to increase the number of “aggressive bubbles” of the cavi tatsii, due to which the speed of cleaning the pipeline increases.

Выполнение свободных концов лепестков отогнутыми к продольной оси устройства позволяет увеличить величину импульсов перемещения воды и газа по трубопроводу, что позволяет увеличить скорость очистки трубопровода.The execution of the free ends of the petals bent to the longitudinal axis of the device allows to increase the magnitude of the pulses of movement of water and gas through the pipeline, which allows to increase the speed of cleaning the pipeline.

На представленных чертежах изображено:The drawings show:

на фиг.1 - устройство для очистки;figure 1 - device for cleaning;

на фиг.2 - образование щелей упругими лепестками;figure 2 - the formation of cracks with elastic petals;

на фиг.3 - схема очистки;figure 3 is a cleaning scheme;

на фиг.4 - упругий лепесток с отогнутым концом;figure 4 - elastic petal with a bent end;

на фиг.5 - устройство для очистки с шаром и системой подачи газа;figure 5 - device for cleaning with a ball and a gas supply system;

на фиг.6 - выполнение конца верхней пластины;figure 6 - implementation of the end of the upper plate;

на фиг.7 - выполнение конца нижней пластины;Fig.7 - the implementation of the end of the lower plate;

на фиг.8 - многослойная пластина.Fig.8 is a multilayer plate.

Устройство, изображенное на фиг.1, 2, выполнено из вала 1 со ступицами, 2, 3, на которых в шахматном порядке установлены упругие лепестки 4, 5 и эластичные лепестки 6.The device shown in figures 1, 2, is made of a shaft 1 with hubs, 2, 3, on which elastic petals 4, 5 and elastic petals 6 are staggered.

Упругие лепестки 4, 5, выполнены в виде пластин, которые со стенкой 7 трубопровода контактирует ребрами 8 и образуют с ней сегментные щели 9.The elastic petals 4, 5 are made in the form of plates, which contact the wall 7 of the pipeline with ribs 8 and form segment slots 9 with it.

Верхние лепестки 4 образуют с нижними лепестками 5 и стенкой 7 трубопровода щели 10. Сечение щелей 9 меньше, чем щелей 10.The upper petals 4 form with the lower petals 5 and the wall 7 of the pipeline slots 10. The cross section of the slots 9 is less than the slots 10.

Схема очистки, изображенная на фиг.3.The cleaning circuit depicted in figure 3.

В трубопровод 11 с отложениями 12 установлено очистное устройство 13.In the pipeline 11 with deposits 12, a treatment device 13 is installed.

На фиг.4 изображен упругий лепесток 4, 5 с отогнутыми концами 14.Figure 4 shows the elastic petal 4, 5 with bent ends 14.

Устройство, изображенное на фиг.5, выполнено из трубоочистного механизма 15 и шара(16 шаров), установленных в трубопроводе 17, сообщенном с системой 18 подачи газа и насосом 19.The device shown in Fig. 5 is made of a pipe-cleaning mechanism 15 and a ball (16 balls) installed in a pipe 17 in communication with a gas supply system 18 and a pump 19.

На фиг.6 изображен упругий верхний лепесток 4. Конец этого лепестка 4 выполнен треугольным или трапециидальным. На его продольной оси выполнено отверстие (отверстия) 20.Figure 6 shows the elastic upper petal 4. The end of this petal 4 is made triangular or trapezoidal. A hole (s) 20 are made on its longitudinal axis.

На упругом нижнем лепестке 5 (фиг.7) на сторонах треугольника или трапеции выполнены полуотверстия 21 (отверстие).On the elastic lower lobe 5 (Fig.7) on the sides of the triangle or trapezoid is made half-hole 21 (hole).

Лепестки 4, 5 могут быть выполнены многослойными (фиг.8), например из одинаковых пластин 22, толщиной 1 мм.The petals 4, 5 can be multilayer (Fig. 8), for example, of the same plates 22, 1 mm thick.

Устройство, изображенное на фиг.1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, работает следующим образом.The device shown in figures 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, works as follows.

Устройство устанавливают в трубопровод и подают воду. Напором воды устройство начинает перемещаться по трубопроводу. Часть воды в виде струй проходит через щели 9, 10 и размывает отложения гидродинамическим напором. Гидродинамическим напором смывается более мягкая часть отложений, твердость которых не превышает 2-х единиц по шкале Мооса.The device is installed in the pipeline and serves water. By the pressure of the water, the device begins to move through the pipeline. Part of the water in the form of jets passes through slots 9, 10 and erodes deposits with hydrodynamic pressure. The hydrodynamic pressure rinses off the softer part of the deposits, the hardness of which does not exceed 2 units on the Mohs scale.

Системой 18 в трубопровод 11 или 17 подают порции сжатого газа (воздуха).System 18 in the pipeline 11 or 17 serves portions of compressed gas (air).

Вода и воздух начинают ускоряться, разгоняя шары 16, которые периодически ударяют по очистному устройству 13 и стенке трубопровода 11.Water and air begin to accelerate, dispersing the balls 16, which periodically hit the treatment device 13 and the wall of the pipe 11.

Вода перемещается между трубопроводом 11 и концами 14 лепестков 4, 5.Water moves between the pipe 11 and the ends 14 of the petals 4, 5.

Скорость потока воды и газа ускоряется. Так как давление в потоке воды и газа постоянно меняется, лепестки 4, 5 колеблются.The flow rate of water and gas is accelerated. Since the pressure in the flow of water and gas is constantly changing, the petals 4, 5 oscillate.

Разогнутый поток, пройдя по отогнутому концу 14, ударяет по отложениям 12. Давление воды и газа в зазоре, образованном отложениями 12 и лепестками 4, 5, повышается.The unbroken stream, passing along the bent end 14, hits deposits 12. The pressure of water and gas in the gap formed by deposits 12 and petals 4, 5 increases.

Лепестки 4, 5 за счет увеличения давления изгибаются в сторону противоположную ходу очистки.Due to the increase in pressure, the petals 4, 5 bend in the direction opposite to the cleaning course.

Давление потока по обе стороны лепестков 4, 5 периодически изменяется. За счет этого лепестки 4, 5 колеблются.The flow pressure on both sides of the petals 4, 5 periodically changes. Due to this, the petals 4, 5 oscillate.

Периодическое колебание лепестков 4, 5 образует следующий физический эффект.Periodic oscillation of the petals 4, 5 forms the following physical effect.

Дело в том, что упругие лепестки контактируют со стенкой трубопровода только ребрами. Поэтому в десятки раз повышается удельное давление лепестков на отложения. Между верхним лепестком и стенкой трубопровода образуется щель в виде сегмента. Так как упругие лепестки вследствие пульсации потока жидкости колеблются, то эти колебания передаются отложениям и стенке трубопровода. Так как коэффициенты линейных расширений отложений и стенки трубопровода неодинаковые, частота колебаний отложений и стенки трубопровода также неодинаковые, при этом у них различные амплитуды колебаний. Бывают случаи, что отложения и стенка трубы колеблются в противофазах.The fact is that the elastic petals are in contact with the pipe wall only with ribs. Therefore, the specific pressure of the petals on the deposits increases tenfold. A gap forms in the form of a segment between the upper lobe and the wall of the pipeline. Since the elastic petals fluctuate due to pulsations of the fluid flow, these vibrations are transmitted to deposits and the wall of the pipeline. Since the coefficients of linear expansion of the deposits and the walls of the pipeline are not the same, the oscillation frequency of the deposits and the walls of the pipeline are also not the same, and they have different oscillation amplitudes. There are cases that deposits and the wall of the pipe oscillate in antiphase.

Все это приводит к образованию микрощелей в отложениях, между отложениями и стенкой трубопровода.All this leads to the formation of microcracks in the deposits, between the deposits and the wall of the pipeline.

Эти щели все время увеличиваются и соединяются в более крупные щели. В дальнейшем щели заполняются газом и жидкостью. При пульсации потока происходит сжатие жидкости и газа в щелях. Во время уменьшения давления в потоке, в щелях появляются силы, которые отрывают отложения от стенки трубопровода.These gaps increase all the time and join into larger gaps. Subsequently, the gaps are filled with gas and liquid. When the flow pulsates, liquid and gas are compressed in the gaps. During a decrease in pressure in the flow, forces appear in the cracks that tear deposits off the pipe wall.

В этом случае между лепестками 4, 5 и отложениями 12 всегда имеется зазор, изменяющий постоянно свое сечение. Через этот зазор постоянно протекает поток, уносящий разрушенные отложения из зоны разрушения.In this case, between the petals 4, 5 and deposits 12 there is always a gap that constantly changes its cross section. Through this gap, a stream constantly flows, carrying away the destroyed deposits from the destruction zone.

В зоне разрушения отложений зазор между лепестками 4, 5 и отложениями постоянно изменяет сечение.In the zone of destruction of sediments, the gap between the petals 4, 5 and sediments constantly changes the cross section.

Так как на отложения подают вещество в жидкой фазе и в зоне разрушения отложений создают в веществе кавитационные пузырьки, при этом кавитационные пузырьки в веществе создают путем создания периодически изменяющегося давления, имеющего постоянную и переменную составляющие, причем указанные составляющие выбирают из следующих соотношений:Since the substance is supplied to the deposits in the liquid phase and cavitation bubbles are created in the substance in the zone of destruction of the deposits, while cavitation bubbles in the substance are created by creating a periodically changing pressure having constant and variable components, and these components are selected from the following ratios:

P1 = ОТ 0,3 до 0,7 (P2+P3);P 1 = FROM 0.3 to 0.7 (P 2 + P 3 );

P2+P3-P1 = от 1 до 10G;P 2 + P 3 -P1 = 1 to 10G;

где P1 - постоянная составляющая давления (МПа);where P 1 is the constant component of pressure (MPa);

P2 - переменная составляющая давления (МПа);P 2 - variable pressure component (MPa);

P3 - давление насыщенных паров обрабатываемого вещества при температуре подачи его в зону обработки (МПа);P 3 - saturated vapor pressure of the processed substance at the temperature of its supply to the treatment zone (MPa);

G - прочность на разрыв обрабатываемого вещества при температуре подачи его в зону обработки (МПа).G - tensile strength of the processed substance at a temperature of its supply to the treatment zone (MPa).

При соблюдении указанных условий одновременного воздействия переменного и статического давлений на вещество в жидкой фазе в жидкости образуются кавитационные пузырьки в тот момент, когда сумма двух величин: амплитуды переменного давления и давления насыщенных паров вещества при данной температуре превысит сумму двух величин: статического давления и прочности жидкости на разрыв при данной температуре. Момент этот по времени совпадает с моментом действия отрицательной полуволны переменного давления.Subject to the indicated conditions of simultaneous action of alternating and static pressures on a substance in a liquid phase, cavitation bubbles form in a liquid at the moment when the sum of two values: the amplitudes of the alternating pressure and the pressure of saturated vapor of a substance at a given temperature exceeds the sum of two values: static pressure and liquid strength breaking at a given temperature. This moment in time coincides with the moment of action of the negative half-wave of variable pressure.

Во время действия на жидкость положительной полуволны переменного давления на кавитационные пузырьки действует сумма двух давлений амплитуды переменного давления и статического давления, которое стремится сжать пузырьки, т.е. захлопнуть их. В момент захлопывания пузырьков их стенки под действием разности давлений, действующих на кавитационные пузырьки, ускоряются, приобретают кинетическую энергию и сталкиваются в центре. Величина приобретенной кинетической энергии оказывается достаточной для разрыва связи между молекулами, а также между нуклонами, преодоления сил отталкивания ядер и осуществления взаимодействия между элементарными частицами, содержащимися в ядрах обрабатываемого вещества. В результате в локальной области вещества в момент исчезновения кавитационного пузырька (его захлопывания) происходит ядерная реакция с выделением большого количества энергии, которую направляют в виде ударной волны на отложения и разрушают их.During the action of a positive alternating pressure half-wave on a liquid, cavitation bubbles are affected by the sum of two pressures of the amplitude of the alternating pressure and static pressure, which tends to compress the bubbles, i.e. slam them. At the moment of collapse of the bubbles, their walls under the influence of the pressure difference acting on the cavitation bubbles accelerate, acquire kinetic energy and collide in the center. The magnitude of the kinetic energy acquired is sufficient to break the bond between the molecules, as well as between the nucleons, to overcome the repulsive forces of the nuclei and to carry out the interaction between the elementary particles contained in the nuclei of the processed substance. As a result, in the local area of matter at the moment of the disappearance of the cavitation bubble (its collapse), a nuclear reaction occurs with the release of a large amount of energy, which is sent in the form of a shock wave to deposits and destroy them.

Воздействие ударными волнами в жидкости на кавитационные пузырьки позволяет повысить выделение энергии на порядок, следовательно, разрушающая сила, действующая на отложения, также повышается.The effect of shock waves in a liquid on cavitation bubbles makes it possible to increase the energy release by an order of magnitude, therefore, the destructive force acting on deposits also increases.

При необходимости изменения энерговыделения изменяют переменное давление и/или статическое давление путем изменения мощности порцию сжатого газа, и что импульсы потока создают путем увеличения или уменьшения подачи или отвода текучего продукта в трубопровод и из трубопровода.If necessary, changes in energy release change the alternating pressure and / or static pressure by changing the power of the portion of the compressed gas, and that the flow pulses are created by increasing or decreasing the flow or discharge of the flowing product into and out of the pipeline.

Пульсирующий поток позволяет увеличивать скорость охлопывания кавитационных пузырьков. Это приводит к тому, что даже большие пузыри успевают схлопнуться в нужный полупериод. Кроме этого он способствует и образованию кавитационных пузырьков за счет увеличения статического давления и резкого его уменьшения.The pulsating flow makes it possible to increase the rate of collapse of cavitation bubbles. This leads to the fact that even large bubbles have time to collapse in the desired half-life. In addition, it contributes to the formation of cavitation bubbles due to an increase in static pressure and its sharp decrease.

Колебания упругих лепестков увеличивают скорость образования микрощелей в отложениях.Oscillations of elastic petals increase the rate of formation of microcracks in sediments.

Формирование струй потока жидкости на внутренней поверхности трубы, вытекающие из щелей с разными скоростями способствует образованию вихревого движения струй. Также по этой причине в отложениях появляются силы сжатия и растяжения, способствующие образованию трещин в отложениях.The formation of jets of fluid flow on the inner surface of the pipe flowing from slots with different speeds promotes the formation of vortex motion of the jets. Also for this reason, compressive and tensile forces appear in the deposits, contributing to the formation of cracks in the deposits.

Расположение струй, имеющих большую и меньшую скорости истечения на поверхности отложений увеличивают силы, сжимающие и разрывающие отложения.The location of the jets having a greater and lower outflow velocity on the surface of the deposits increases the forces compressing and tearing the deposits.

Разделение потока жидкости по длине трубопровода на три или четыре зоны, в которых диапазон давления потока разный, способствует созданию импульсного изменения давления потока, созданию местных гидроударов. Это также приводит к колебанию трубы и отложений с разными параметрами, что способствует более эффективному разрушению отложений, при этом поток жидкости насыщается большим количеством более мелких частиц отложений.The division of the fluid flow along the length of the pipeline into three or four zones, in which the pressure range of the flow is different, helps to create a pulsed change in the flow pressure, the creation of local water hammer. This also leads to oscillation of the pipe and sediments with different parameters, which contributes to a more effective destruction of sediments, while the fluid flow is saturated with a large number of smaller particles of sediments.

Контакт упругих лепестков с отложениями только ребрами увеличивает удельное давление на отложения в десятки раз, что приводит к эффективному разрушению отложений, при этом на стенке трубопровода образуются полосы с неполностью удаленными отложениями. В дальнейшем это приводит к измельчению этих отложений и смешиванию с потоком жидкости. После разрушения этих полос отложений образуются проходы для жидкости, через которые поток жидкости проникает в щели между стенкой трубы и отложениями.The contact of elastic petals with deposits only by ribs increases the specific pressure on deposits by tens of times, which leads to effective destruction of deposits, while stripes with incompletely removed deposits form on the wall of the pipeline. In the future, this leads to grinding of these deposits and mixing with the flow of liquid. After the destruction of these strips of deposits, liquid passages are formed through which the fluid flow penetrates into the gaps between the pipe wall and the deposits.

Устройство, изображенное на фиг.5, работает следующим образом.The device depicted in figure 5, operates as follows.

Системой 18 в поток воды, подаваемой насосом 19 в трубопровод, периодически подают сжатый воздух. Поток воды насыщается воздухом, его сплошность теряется. Поэтому при движении потока кавитация развивается быстрее. Воздух ускоряет скорость потока и усиливает импульс его. Движение шаров 16 за трубоочистным механизмом 15 увеличивают силу гидроудара и передают свою энергию, когда ударяют по трубочистному механизму 15. При перемещении шаров 16 по трубопроводу они ударяют друг о друга и о стенку трубопровода 17, которая начинает вибрировать. Вибрация трубы способствует развитию кавитации. Когда шары 16 ударяют по трубочистному механизму 15, то возникает удар. Этот удар служит для определения места нахождения трубоочистного механизма 15 в трубопроводе 17.The system 18 in the flow of water supplied by the pump 19 into the pipeline, periodically serves compressed air. The flow of water is saturated with air, its continuity is lost. Therefore, when the flow moves, cavitation develops faster. Air speeds up the speed of the stream and enhances its momentum. The movement of the balls 16 behind the pipe-cleaning mechanism 15 increases the strength of the water hammer and transfers their energy when they hit the pipe-cleaning mechanism 15. When the balls 16 are moved through the pipeline, they hit each other and the wall of the pipe 17, which begins to vibrate. Vibration of the tube contributes to the development of cavitation. When the balls 16 hit the chimney mechanism 15, a blow occurs. This shock serves to determine the location of the pipe cleaning mechanism 15 in the pipe 17.

Пример.Example.

Очищали трубопровод Ф530 мм, по которому транспортировали золу ТЭЦ.We cleaned the F530 mm pipeline through which the ash of the CHPP was transported.

Толщина отложений составляла 80 мм. Твердость отложений была равна 3 единицам по шкале Мооса. Длина трубопровода равна 13 км.The thickness of the deposits was 80 mm. The hardness of the deposits was 3 units on the Mohs scale. The length of the pipeline is 13 km.

Способ осуществлялся устройством изображенным, на фиг.5.The method was carried out by the device depicted in figure 5.

В трубопровод установили трубоочистной механизм 15 диаметром 550 мм. Упругие лепестки 4, 5 были выполнены из стали 65Г. Их толщина была равна 3 мм. Ширина равна 45 мм, длина равна 250 мм. Диаметр ступицы равен 180 мм.A pipe-cleaning mechanism 15 with a diameter of 550 mm was installed in the pipeline. The elastic petals 4, 5 were made of steel 65G. Their thickness was 3 mm. Width is 45 mm, length is 250 mm. The diameter of the hub is 180 mm.

За трубочистным механизмом установили три металлических шара диаметром 490 мм.Three metal balls with a diameter of 490 mm were installed behind the chimney mechanism.

В трубопровод 17 закачивали воду под давлением 0,9 МПа и периодически через каждые 5 минут подавали сжатый воздух под давлением 1,2 МПа в количестве 0,75 м3.Water was pumped into pipeline 17 at a pressure of 0.9 MPa, and periodically every 5 minutes, compressed air was supplied at a pressure of 1.2 MPa in an amount of 0.75 m 3 .

Конец трубопровода был открыт.Через 280 минут трубоочистной механизм 15 и шары 16 вышли из трубопровода.The end of the pipeline was opened. After 280 minutes, the pipe-cleaning mechanism 15 and balls 16 came out of the pipeline.

Регулируя порции подачи воды и воздуха в трубопроводе системой подачи газа 18 и насосом 19, а также частоту их подачи, получают заданные значения статического и динамического давлений.By adjusting the portions of water and air in the pipeline by the gas supply system 18 and the pump 19, as well as the frequency of their supply, the specified values of static and dynamic pressures are obtained.

Это также способствует схлопыванию пузырьков на поверхности отложений или в их микрощелях.It also contributes to the collapse of bubbles on the surface of deposits or in their microcracks.

Это приводит к тому, что большинство кавитационных пузырьков становятся «агрессивными».This leads to the fact that most cavitation bubbles become “aggressive”.

Также это ведет к залповому схлопыванию пузырьков.It also leads to volley collapse of the bubbles.

Такое техническое решение позволило очищать трубопроводы от отложений, твердость которых превышает две единицы по шкале Мооса.Such a technical solution made it possible to clean the pipelines of deposits whose hardness exceeds two units on the Mohs scale.

Контрольные вырезки в трубопроводе показали, что трубопровод очищен хорошо.Check cuts in the pipeline showed that the pipeline is cleaned well.

Использование изобретения позволяет очищать трубопроводы с твердостью отложений до 5 единиц по шкале Мооса, например шламопроводы, трубопроводы золоудаления.Using the invention allows to clean pipelines with a hardness of sediments of up to 5 units on the Mohs scale, for example, sludge pipelines, ash removal pipelines.

Claims (2)

1. Способ очистки трубопровода, включающий перемещение по трубопроводу трубоочистного механизма с манжетами, на периферии которых формируют струи жидкости, удаляющие отложения со стенки трубы, в котором отложения удаляют со стенки трубы давлением упругих лепестков манжеты на отложения, при этом струи формируют по всей поверхности манжеты и отложения удаляют пульсирующим потоком жидкости, причем в потоке жидкости формируют зону образования зародышей кавитации, при этом струи формируют с разными скоростями и струи формируют стенкой трубопровода и верхними упругими лепестками, при этом с очищенного участка трубопровода удаляют частицы отложений, которые потоком жидкости вносят в сформированные струи, отличающийся тем, что во время перемещения устройства по трубопроводу лепестки контактируют со стенкой очищаемого трубопровода отогнутыми концами лепестков и образуют с ней сегментные щели.1. A method of cleaning a pipeline, including moving along a pipeline of a pipe-cleaning mechanism with cuffs, on the periphery of which liquid jets are formed, removing deposits from the pipe wall, in which deposits are removed from the pipe wall by pressure of the elastic cuff petals on the deposits, while jets are formed over the entire surface of the cuff and deposits are removed by a pulsating fluid flow, wherein a cavitation nucleation zone is formed in the fluid flow, while the jets are formed at different speeds and the jets form a pipe wall oprovoda and upper elastic petals, with a purified portion of the duct removed sediment particles, which fluid flow is introduced into shaped jet, characterized in that during the movement through the pipeline device pitch in contact with the wall being cleaned pipeline bent ends of the petals and form with it segmental gap. 2. Устройство для очистки трубопровода, содержащее выполненное из ступиц, соединенных между собой, и установленных на них в шахматном порядке упругих и эластичных лепестков, в которых концы лепестков отогнуты от продольной оси устройства и образуют при контакте со стенкой очищаемого трубопровода сегментные щели и закреплены на ступицах концами, выполненными в виде трапеции, на нижних лепестках на сторонах трапеции выполнены полуотверстия, а на верхних лепестках выполнены отверстия. 2. A device for cleaning the pipeline, comprising made of hubs interconnected and stitched on them in a checkerboard pattern of elastic and elastic petals, in which the ends of the petals are bent from the longitudinal axis of the device and form segment slots and are attached to the wall of the pipeline being cleaned and fixed to the hubs with ends made in the form of a trapezoid, half-holes are made on the lower petals on the sides of the trapezoid, and holes are made on the upper petals.
RU2005128978/12A 2005-09-20 2005-09-20 Method for cleaning of pipeline and device for its realisation RU2363554C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128978/12A RU2363554C2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Method for cleaning of pipeline and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128978/12A RU2363554C2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Method for cleaning of pipeline and device for its realisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005128978A RU2005128978A (en) 2007-03-27
RU2363554C2 true RU2363554C2 (en) 2009-08-10

Family

ID=37998820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005128978/12A RU2363554C2 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Method for cleaning of pipeline and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2363554C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451869C2 (en) * 2010-04-05 2012-05-27 Виктор Васильевич Шишкин Method of pipeline restoration and device for implementation thereof
RU2451868C2 (en) * 2010-02-15 2012-05-27 Виктор Васильевич Шишкин Method of pipeline restoration and device for implementation thereof, device for pipeline tamping and coating, method of pipeline cleaning and device for implementation thereof
RU2689629C2 (en) * 2017-10-11 2019-05-28 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Method for hydrodynamic cleaning of internal surface of process pipelines of oil and oil product pumping stations
CN111058800A (en) * 2019-11-12 2020-04-24 大庆油田有限责任公司 Blade retractable underground cleaning scale remover

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451868C2 (en) * 2010-02-15 2012-05-27 Виктор Васильевич Шишкин Method of pipeline restoration and device for implementation thereof, device for pipeline tamping and coating, method of pipeline cleaning and device for implementation thereof
RU2451869C2 (en) * 2010-04-05 2012-05-27 Виктор Васильевич Шишкин Method of pipeline restoration and device for implementation thereof
RU2689629C2 (en) * 2017-10-11 2019-05-28 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Method for hydrodynamic cleaning of internal surface of process pipelines of oil and oil product pumping stations
CN111058800A (en) * 2019-11-12 2020-04-24 大庆油田有限责任公司 Blade retractable underground cleaning scale remover

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005128978A (en) 2007-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2363554C2 (en) Method for cleaning of pipeline and device for its realisation
KR101573123B1 (en) Nozzle for blasting liquid detergents with dispersed abrasive particles
RU2358186C2 (en) Method of pipeline recovery, device for pipeline isolation and coating, method and device for related device cleaning
CA2142971A1 (en) Method and apparatus for generating high energy acoustic pulses
GB2440948A (en) A method of removing blockages from the internal surfaces of pipes
JP2020014989A (en) Degassed fine bubble liquid generating device, degassed fine bubble liquid generating method, ultrasonic treatment device and ultrasonic treatment method
AU2002241127A1 (en) Apparatus for treating fluids with ultrasounds
KR100459710B1 (en) Apparatus of cleaning wafer
RU2676071C1 (en) Device for cleaning internal surfaces
RU2451868C2 (en) Method of pipeline restoration and device for implementation thereof, device for pipeline tamping and coating, method of pipeline cleaning and device for implementation thereof
JP2007319748A (en) Ultrasonic cleaning device
RU2184902C2 (en) Method of cleaning pipe lines and applying coats to them and units for realization of this method (versions)
JP2009154085A (en) Cleaning-in-place method for pipeline, and cleaning-in-place device for pipeline
RU2449205C2 (en) Method to restore pipelines and device for its realisation
RU2785232C1 (en) Device and method for hydrodynamic purification of surfaces of equipment, parts, and intervals in perforation in well
RU2451869C2 (en) Method of pipeline restoration and device for implementation thereof
RU2680030C1 (en) Device for ultrasound cleaning of products
RU2220011C2 (en) Method of cleaning pipe lines and device for realization of this method
RU2206854C1 (en) Device for prevention of scaling
JP4349076B2 (en) Washing the stagnation part during washing of the fluid distribution piping line and evaluating the degree of washing
RU2149680C1 (en) Device for dissolving, emulsification and dispersing of various materials
RU2095274C1 (en) Underwater head-cavitator for hydrodynamic cleaning of surfaces
SU1643125A1 (en) Device for cleaning inner surface of pipeline
RU2231004C1 (en) Rotary cavitation pump-heat generator
RU2165292C1 (en) Rotor apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120921