Способ очистки трубопроводов и стенд для его осуществления

 

Изобретение относится к технологии очистки трубопроводов, может быть использовано в различных отраслях машиностроительной промышленности и обеспечивает расширение технологических возможностей путем обеспечения очистки трубопроводов различного диаметра с сильфрнами и отводами. Поставленная цель в способе достигается за счет того, что трубопровод ус- .танавливают в вертикальное положение и одновременно с прокачкой газожидкостного потока производят поворот его ная .я. •угол от — 2 ло +2^ относительно вертика-Изобретениё относится к технологии очистки трубопроводов и может быть использовано в различных отраслях машиностроительной промышленности.Известен способ очистки трубопроводов двухфазным газожидкостным потоком, -^имеющим колебательный характер и инициирующим процесс очистки.Указанный способ очистки основан на использовании сжатого газа, вводимого в поток моющей жидкости под избыточным давлением. Возникающий при этом газо-ли. Стенд для осуществления указанного способа снабжен манипулятором с поворотной стрелой. На последней смонтированы средства закрепления к очищаемому трубопроводу для установки его в вертикальное положение. Коллектор со средствами его подсоединения к магистрали подачи и слива газожидкостного потока снабжен смесителем, соединенным с газовой и жидкостной магистралями и имеющим линии присоединения его к нижнему или верхнему элементу крепления трубопроводов. Смеситель выполнен в виде полого цилиндра с установленной в его полости решеткой для закрутки моющей жидкости. Линия подачи газа соединена со смесителем посредством патрубка, смонтированного к корпусу тангенциально. Элементы крепления к очищаемому трубопроводу выполнены в виде патрубка с фланцем и установленной на патрубке с возможностью продольного перемещения обоймой с размещенными на ней шарнирно рычагами-захватами, взаимодействующими одними концами посредством выполненного на обойме конуса с последней. 4 з.п.ф-лы, 14 ил.жидкостный поток имеет колебательный характер и способствует внедрению в пограничный слой пузырьков газа, которые инициируют процесс очистки.Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает требуемое качество очистки в трубопроводах сложной .формы с сильфонами и отводами в связи с образованием застойных зон, вынос загрязнений из которых затруднен.Известен стенд для промывки трубопроводов двухфазным газожидкостным по то-ИVJОслOJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 08 В 9/00, 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687391/12 (22) 03,03.89 (46) 07.02.92. Бюл. M 5 (71) Днепровский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) Ю.П,Воробьев, M.Н.Хвостов, А.Д.Чорный, В.П.Жуганов, IQ,È,Ìåëüíèê, А.С.Святодух, Г,И.Бузыцков, В.А.Панчик и В.В.Яровой (53) 621.7,024 (088.8). (56) Белянин П.Н. и Данилов В.М. Промышленная чистота машин. М.: Машиностроение, 1982, с. 151, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРУБОПРОВОДОВ

И СТЕНД ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии очистки трубопроводов, может быть использовано в различных отраслях машиностроительной промышленности и обеспечивает расширение технологических возможностей путем обеспечения очистки трубопроводов различного диаметра с сильфонами и отводами. Поставленная цель в способе достигается за счет того, что трубопровод ус,танавливают в вертикальное положение и одновременно с прокачкой газожидкостного потока производят поворот его на

Л Л угол от — — до + — относительно вертика2 2

Изобретение относится к технологии очистки трубопроводов и может быть использовано в различных отраслях машиностроительной промышленности.

Известен способ очистки трубопроводов двухфазным газожидкостным потоком, Ъ .имеющим колебательный характер и инициирующим процесс очистки.

Указанный способ очистки основан на использовании сжатого газа, вводимого а поток моющей жидкости под избыточным давлением. Возникающий при этом газо.Я2, 1710153 А1 ли, Стенд для осуществления указанного способа снабжен манипулятором с поворотной стрелой. На последней смонтированы средства закрепления к очищаемому трубопроводу для установки его в вертикальное положение, Коллектор со средствами

его подсоединения к магистрали подачи и слива газожидкостного потока снабжен смесителем, соединенным с газовой и жидкостной магистралями и имеющим линии присоединения его к нижнему или верхнему элементу крепления трубопроводов. Смеситель выполнен в виде полого цилиндра с установленной в его полости решеткой для закрутки моющей жидкости. Линия подачи газа соединена со смесителем посредством патрубка, смонтированного к корпусу тангенциально. Элементы крепления к очищаемому трубопроводу выполнены в виде патрубка с фланцем и установленной на патрубке с возможностью продольного перемещения обоймой с размещенными на ней шарнирно рычагами-захватами, взаимодействующими одними концами посредством выполненного на обойме конуса с последней, 4 з.п.ф-лы, 14 ил, . жидкостный поток имеет колебательный характер и способствует внедрению в пограничный слой пузырьков газа. которые инициируют процесс очистки.

: Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает требуемое качество очистки в трубопроводах сложной .формы с сильфонами и отводами в связи с образованием застойных зон, вынос загрязнений из которых затруднен.

Известен стенд для промывки трубопроводов двухфазным газожидкостным пото1710153 ком, содержащий насос для подачи моющей жидкости, бзк, смеситель потока и систему подачи сжатого газа.

Недостатками стенда являются невозможность переориентации застойных зон 5 трубопроводов в процессе очистки, что затрудняет вынос загрязнений, и узкая номен. клатура очищаемых трубопроводов (для трубопроводов с внутренним диаметром до

50 мм). 10

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения очистки трубопроводов различного диаметра с сильфонами и отводами. 15

Поставленная цель достигается за счет того, что трубопровод устанавливают в вертикальное положение и одновременно с прокачкой газожидкостного потока произ.-. в 20 водят поворот его на угол от — — до + — от2 .2 носительно вертикали.

Стенд для осуществления указанного способа снабжен манипулятором с поворотной стрелой, нз которой смонтированы 25 средства закрепления к очищаемому трубопроводу для установки его в вертикальное положение, коллектором со средствами его подсоединения к магистрали подачи и слива газожидкостного потока; смесителем, 30 соединенным с газовой и жидкостной магистралями и имеющим линии присоединения его к нижнему или верхнему элементу крепления трубопроводов, Смеситель выполнен в виде. полого цилиндра с установленной в 35 его полости решеткой для закрутки моющей жидкости, а линия подачи газа соединена со смесителем посредством патрубкз, смонтированного к корпусу тангенциально, Элементы крепления к очищаемому 40 трубопроводу выполнены в виде патрубка с фланцем и установленной на патрубке с возможностью продольного перемещения обоймой с размещенными на ней шарнирно . рычагами-захватами, вэзимодействующи- 45 ми одними концами посредством выполненного на обойме конуса с последней.

Кроме того, смеситель может быть вы-. полнен в виде эжектора. патрубок подводе газа которого выполнен в виде установлен- 50 ного в корпусе изогнутого трубопровода с расширяющимся соплом на выходе. . Известно применение манипуляторов с поворотной стрелой. Однако они используются только для перемещения и позициони- 55 рования узлов и деталей. По предлагаемому способу манипулятор предназначен для интенсификации газожидкостной очистки трубопроводов путем поворота их относительно вертикальной оси, что обеспечивает переориентацию застойных эон, На фиг. 1 дан стенд очистки, общий вид; на фиг. 2 — вид А. на фиг. 1; на фиг. 3— пневмогидросхема стенда, общий вид: на фиг. 4 и 5-. элементы крепления к очищае- мому трубопроводу, общий вид; на фиг. 6— разрез 6-6 на фиг, 5; на фиг. 7 — средство закрепления к очищаемому трубопроводу, общий ввщ; на фиг, 8 — смеситель, общий вид; на фиг. 9-. разрез В-В на фиг, 9; на фиг.

10- разрез Г-Г на фиг, 9: нз фиг. 11 — смеситель, общий вид; на фиг. 12 — разрез Д-Д на фиг, 11; нз фиг; 13 — разрез E-Е на фиг. 12: на фиг. 14 — схема, поясняющая поворот трубопровода при очистке.

Стенд (фиг. 1-3) содержит манипулятор 1 с поворотной стрелой 2 с возможностью поворота относительно вертикали на угол от — — до+ — (фиг, 14). На стреле 2 ж х

2 2 расположены средства 3 закрепления к очищаемому трубопроводу 4, который соединен через элементы 5 крепления с подводящими и отводящими магистралями.

На подводящей магистрали в установленном месте расположены смотровое устройство 6 (фиг. 3) и смеситель 7, соединенный с газовой и жидкостной магистралями. Ha газовой магистрали расположены редуктор 8, манометр 9; ротаметр 10, краны 11 и 12, прерыватель 13 потока, фильтр 14, вентили

15 и 16 и обратный клапан 17. Жидкостная магистраль содержит вентили 18 и 19, манометр 20, расходомер 21, фильтр 22, насос 23, задвижку 24, емкость 25 для хранения моющей жидкости, которая через вентиль 26 соединена с электродистиллятором 27 для подпитки. стенда моющей жидкостью..Отво.дящая магистраль включает в себя коллектор 28, трубопровод 29 отвода-подвода газа, вентиль ЗО, обратный клапан 31, сьемный контрольный, фильтр 32.

Элементы 5 крепления выполнены по двум вариантам. В первом варианте устройство предназначено для подсоединения трубопроводов диаметром больше 50 мм.

Элемент крепления включает патрубок с фланцами ЗЗ. выполненный с резьбовой поверхностью, на которую навинчена гайка 34.

Последняя контактирует с обоймой 35, снабженной рычагами-захватами 36, одни концы которых взаимодействуют с промываемым трубопроводом 4. а вторые — с конусными участками колец 37. установленных с воэможностью перемещения по обойме 35. По второму варианту (фиг. 5) устройство предназначено для подсоединения трубопроводов диаметром до 50 мм. Оно представляет собой гильзу 38 с двумя фланцами 39, на

1710153 которых установлены откидные болты 40.

На одном из фланцев установлена прок"1адка 41 для уплотнения подсоединяемого трубопровода 4, который поджимается к ней, диском 42 с установленными на ней по-. 5 движными пластинами 43.

Средство 3 закрепления к очищаемому трубопроводу 4 содержйт опорную призму.

41,.выполненную с двумя наклонными пйза- . ми для прохода обрезиненной перфориро- 10 ванной лентй 45, которая одним своим концом закреплена в нажимном винте 46; . Основание средства 3 снабжено захватами

47 (фиг. 7).

Смеситель 7 выполнен по двум вариан- 15 там. По первому варианту (фиг, 8-10). он. состоит иэ цилиндрического корпуса 48:с фланцами 49 и патрубком 50. Внутри корпу-. са расположена решетка 51 с наклонныци пазами. На корпусе 48 тангенциально уста- 20 новлено. сопло 52 ввода газа. По второму варианту (фиг. 11-13) смеситель содержит сопло.52 ввода газа в виде эжектора с коническим расширением на срезе.

Способ очистки, трубопроводов обще- 25 ствляется в двух режимах следующим образом. Очистка трубопроводов малого диамет- ра (до 50 мм) осуществляется путем газожидкостной прокачки сверху вниз с 30 одновременным поворотом трубопровода

Я Л на угол от — — до + — относительно верти2 2 кальной оси. Очистка трубопроводов боль- шого диаметра осуществляется путем 35 заполнения их моющей жидкостью в.после- . дующим пропусканием через внутреннюю полость струи газа и одновременном покачивании на тот же угол. При этом частицы, находящиеся в верхней части сильфонов,: 40 под действием силы тяжести будут оседать к ядру потока и уноситься им. а частицы; находящиеся в нижних полостях, будут оседать на стенках. При переориентации силь-. фона при повороте на угол 45

X Ж

or — — до + — нижние полости окажутся .

2. 2 вверху и вынос частиц произойдет из них.

Времяходного поворота подбирается.из соотношения 50

z=2

<ос где h — глубина полости сильфона (фиг. 14); чос — скорость осаждения частиц.

Способ очистки по первому режиму осуществляется следующим образом, Трубоп- 55 ровод 4 закрепляют в средствах 3 закрепления на стреле 2 манипулятора 1. К нижнему концу трубопровода через элементы 5 крепления подсоединяют сливную магистраль, а к верхнему — коллектор 28. К нижнему фланцу коллектора 28 подсоединяют элемент 5 крепления, установленный на сливной магистрали.. Элемент 5 газовой магистрали подсоединяется к нижнему фланцу трубопровода 29:отвода (подвода) воздуха.

Перед началом промывки производят прокачку (очистку) моющей жидкости через фильтр 22, для чего открывают вентиль 19, задвижку 24. и подключают насос 23, Все остальные вентили закрыты. Для осуществления очистки открывают кран 11 и вентиль

16, после чего редуктором 8 настраивают требуемый. расход газа,. который контролируют по ротаметру 10. При необходимости импульсной подачи газа закрывают кран 11, открывают кран.12 и.включают прерыватель

13. После подачи воздуха открывают вентиль 18, задвижку 24 и включают насос 23 подачи моющей жидкости, Расход жидкости контролируется по расходомеру 21. Все указанные вентили закрыты. Ilocne этого включают привод .поворота: стрелы 2 манипулятора 1 и производят очистку.

Для осуществления очистки во втором режиме(для больших трубопроводов) к ниж-. нему фланцу трубопровода 4 подсоединяют элемент 5 крепления, находящийся на сливной магистрали. В этой же магистрали уста.навливают смеситель 7: с эжектором 52. К нижнему фланцу коллектора 28 подсоединя-. ют элемент 5 крейления., находящийся на сливной магистрали. После этого открывают вентиль 18 и заполняют систему моющей жидкостью с помощьа насоса 23, а затем открывают кран 11, вентиль 15 и подают в систему воздух, кбторый; подымаясь по очищаемому трубопроводу 4.вверх, барботирует жидкость, инициируя отрыв загрязнений, Периодически подачу воздуха прекращают и с помощью насоса 23 производят прокачку трубопровода 4 моющей жидкостью для обеспечения выноса из него механических загрязнений, Пример. Очистка макетного образца диаметром d = 15 мм, высотой h = 17 мм и длиной 300 мм (фиг. 14). Очистку образца осуществляют по первому режиму, для чего его закрепляют в средствах 3 закрепления на стреле 2 манипулятора 1 и соединяют через элементы 5 крепления с подводящей и отводящей магистралями. Необходимый расход газожидкостной смеси рассчитывают по формуле

0 = Qo(1 - 0,833)0,81 1, где Оо — расход жидкости, необходимый для очистки трубопровода однофазным потоком;

P — - газосодержание потока, 1710153

При проведении очистки создают газожидкостный поток со следующими параметрами: расход моющей жидкости 00

20м /ч; расход газа (воздуха} Ог 60 м /ч; газосодержание потока Р 0,7...0,8, Л

Цикл поворота на угол - — осуществляют

2 с периодичностью 1 двойной поворот в минуту, время очистки составляет 5 мин, Эффективность очистки оценивают по количеству частиц, оставшихся в. полостях сильфонов после разборки макетного образца. Полученные результаты показывают значительное увеличение эффективности. процесса по сравнению со способом очистки с горизонтальным расположением трубопровода. По сравнению с вертикальным расположением макетного образца эффективность предлагаемого способа очистки выше на 3-5%.

Использование предлагаемого способа очистки и стенда для его осуществления позволит повысить качество очистки и расширить технологические воэможности стенда.

Формула изобретения

1, Способ очистки трубопроводов путем прокачки через их полость гаэожидкостного потока. отличающийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем обеспечения очистки трубопроводов различного диаметра с сильфонами и отводами, трубопровод устанавливают в вертикальное положение и одновременно с прокачкой гаэожидкостного потока производят поворот его на

Л Л угол от — — до + — относительно вертика2 2 ли.

2. Стенд для очистки трубопроводов, содержащий элементы крепления к очищаемому трубопроводу. связанные с системой подачи и слива газожидкостной смеси с емкостью для моющей жидкости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технолоических возможностей путем обес5 печения 5чистки трубопроводов разного диаметра с сильфонами и застойными зонами, оно снабжено манипулятором с поворотной стрелой, на-которой смонтированы средства закрепления к очищаемому трубопрово10 ду для установки его в вертикальное положение, коллектором со средствами его присоединения к магистралям подачи и слива гаэожидкостного потока, сМесителем, соединенным с газовой и жидкостной

15 магистралями и имеющим линии подсоединения его к нижнему или верхнему элементам крепления трубопроводов, 3. Стендпоп.2,отл ича ющийся

20 тем, что смеситель выполнен в виде полого цилиндра с у тановленной. в его полости решеткой для закрутки моющей жидкости. а линия подачи газа соединена со смесителем посредством патрубка смонтированного к

25 корпусу тангенциально.

4, Стенд по и. 2, от л и ч а ю шийся тем, что смеситель выполнен в виде эжектора, патрубок подвода газа которого выполнен в виде установленного в корпусе

30 изогнутого трубопровода с расширяющймся соплом на выходе.

5. Стенд по и. 2, отличающийся тем, что элементы крепления к очищаемому

35 трубопроводу выполнены в виде патрубка с фланцем и установленной на патрубке с возможностью продольного перемещения обоймой с размещенными на ней шарнирно рычагами-захватами, взаимодействующими

40 одними концами посредством выполненного на обойме конуса с последней.

1710153

1710153

Риг,2 с;э

Фиг 3

3710353

1710153

1710153

1710153

1д

1710153

Puz f3

Составитель Ю.Воробьев

Редактор Л.Гратилло . ТехредМ.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 291 . Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101