Устройство для очистки трубопроводов газожидкостной смесью

 

Использование: энергетика. Сущность изобретения: с целью интенсификации и повышения качества очистки маслопроводов от внутренних отложений при их промывке устройство состоит из коаксиально расположенных двух камер с перепускными отверстиями. Во внутренней камере расположены поворотные заслонки. Золотниковые переключатели связаны с промываемым маслопроводом и источником сжатого газа. Периодическое переключение заслонок обеспечивает импульсную подачу в промываемый маслопровод поочередно моющей жидкости, газожидкостной смеси, газа. Блок автоматики обеспечивает работу устройства в автоматическом режиме. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике.

Известно устройство для промывки маслосистем подшипников паровых турбин, в котором качество промывки зависит от достигаемой скорости масла [1] Известно применение для интенсификации процессов промывки внутренних поверхностей трубопроводов, фильтрующих перегородок фильтров пульсирующих потоков, что обеспечивает повышенную турбулизацию пристеночных слоев жидкости.

Так, инициирование импульсов давления позволило увеличить ресурс фильтров-сгустителей за счет разрыхления образующегося осадка [2] Дальнейшего усилия эффекта гидродинамического воздействия потока на отложения с целью их рыхления или отделения удается достигать путем введения в пульсирующий поток газовой фазы [3] Известно устройство для очистки трубопроводов газожидкостной смесью, содержащее установленный на входе в очищаемый трубопровод смеситель в виде камеры, связанной с системой подачи рабочей жидкости, пневмосистемой и емкостью [4] Однако это устройство имеет ряд следующих недостатков: ограничена максимальная скорость промывочного масла, так как его подача осуществляется в значительном количестве за счет эжекции масла из емкости; подача газа производится при закрытой задвижке (при сниженной подаче масла) в камеру смешения, что еще более снижает подачу масла во время образования двухфазного потока; в связи с постоянным вращением заслонки (ограничено время подачи) и ограниченными геометрическими размерами золотника количество воздуха, подаваемого в масло, также ограничено, и в трубопроводе возможно образование только пузырькового режима течения.

Указанные недостатки снижают эффективность работы пульсатора при очистке трубопровода.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по формированию в промываемой магистрали маслосистемы потока с большим знакопеременным градиентом осевой скорости при постоянной скорости подводимого потока жидкости, чем обеспечивается интенсификация отрыва отложений от внутренних стенок промываемого трубопровода.

Эта задача решается в известном устройстве для очистки трубопроводов газожидкостной смесью, содержащем устанавливаемый на входе в очищаемый трубопровод смеситель для генерирования газожидкостной смеси и емкость, к которой он подключен: согласно изобретению смеситель выполнен в виде внутренней и наружной коаксиальных камер, соединенных между собой на входном и выходном концах рядом перепускных отверстий и снабженных двумя поворотными заслонками, расположенными во внутренней камере между перепускными отверстиями, при этом входная заслонка сблокирована с управляющим золотником на пневмомагистрали подачи сжатого воздуха к ряду входных отверстий во внутренней камере, а выходная заслонка кинематически связана с кольцевым золотником на выходном ряду перепускных отверстий.

Синхронное вращение штоков заслонок и фиксация их в положениях "открыто-закрыто" могут быть обеспечены единым приводом с мальтийским механизмом. Технический результат достигается за счет периодического формирования и последующего ударного транзита в трубопроводе "снарядов" промывочной жидкости, газожидкостной смеси и газа.

На фиг.1 изображено устройство при закрытых заслонках; на фиг. 2 устройство при открытых заслонках; на фиг. 3 блок мальтийских механизмов.

Устройство состоит из двух цилиндрических коаксиальных камер наружной 1 и внутренней 2. У торцов наружной камеры имеется два ряда соединительных отверстий 3 и 4. Ряд соединительных отверстий 3 может перекрываться кольцевым золотником 5, подпружиненным цилиндрическими пружинами 6.

Во внутренней камере установлены две поворотные заслонки передняя заслонка 7 с калиброванными отверстиями 8 и задняя глухая заслонка 9. Штоки заслонок выведены из камер наружу; на штоке 10 передней заслонки в наружной камере крепятся кулачки 11. Шток 12 задней заслонки связан также с вращающимся золотником 13, установленным в корпусе 14 и имеющим окно 15. Золотник установлен на пневмомагистрали 16 между источником сжатого воздуха (не показан) и внутренней камерой, ввод воздуха в которую осуществляется через кольцевой коллектор 17 с отводами 18 и ряд отверстий 19. Заслонки и золотник перемещаются электромотором 20, соединенным со штоками заслонок блоком мальтийских механизмов 21; кинематическая схема управления представлена на фиг. 3. Центральная шестерня 22 находится в зацеплении с шестернями 23 и 24, выполненными заодно с кривошипами 25 и 26 мальтийских крестов 27 и 28, каждый из которых связан со штоком соответствующей заслонки.

При положении заслонок "открыто" золотник 13 находится в положении " закрыто" (фиг. 1), кольцевой золотник 5 пружинами 6 выведен в положение, при котором он перекрывает ряд перепускных отверстий 3. Жидкость без примеси газа транзитом проходит пространство между заслонками, передним фронтом выталкивая в магистраль бывший в этом пространстве газ: движение масла на фиг. 1 показано стрелками.

При положении заслонок "закрыто" (фиг. 2) золотник 13 открыт и окном 15 соединяет источник сжатого газа с объемом внутренней трубы между заслонками через ряд отверстий 19.

Поступающий в этот объем газ вытесняет из него жидкость через калиброванные отверстия 8 в передней заслонке. Заполнив объем, газ начинает через те же отверстия 19 поступать в объем за передней заслонкой, где, смешиваясь с жидкостью, протекающей по кольцевой камере между трубами и поступающей во внутреннюю трубу по отверстиям 3 (кольцевой золотник 5 отжат кулачками 11), образует газожидкостную смесь, поступающую в промываемую магистраль. При следующем повороте заслонок в положение "открыто" объем газа, находящийся между заслонками, будет "снарядом" вытеснен в промываемую магистраль.

Таким образом, за цикл работы в магистраль поочередно выталкивается газ в виде "снаряда", порция жидкости без газа и порция газожидкостной смеси, создавая в промываемом трубопроводе резкие колебания пристеночных скоростей, благоприятствующие отделению отложений. Манипулируя давлением газа, расстоянием между заслонками, скоростью их вращения, количеством и размером отверстий в передней заслонке, можно в каждом отдельном случае создавать оптимальные условия промывки магистрали.

Синхронизацию вращения заслонок и фильтрацию их в положениях "открыто-закрыто" поясняет фиг. 1.

Электродвигатель 20 постоянно вращает шестерню 22, которая является ведущей по отношению к шестерням 23 и 24, находящимся на валах кривошипов 25 и 26. Кривошипы приводят во вращение четырехпазовые мальтийские кресты 27 и 28. Валы последних соответственно соединены со штоком 10 передней заслонки и штоком 12 задней заслонки. Этот механизм за счет присущих ему кинематических особенностей может обеспечить необходимую скорость вращения заслонок, а также выдержку их в положениях "открыто" и "закрыто", необходимые для оптимального режима промывки.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБОПРОВОДОВ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСЬЮ, содержащее установленный на входе в очищаемый трубопровод смеситель в виде камеры, связанной с системой подачи рабочей жидкости, пневмосистемой и емкостью, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиально относительно первой камеры и сообщающейся с ней посредством расположенных на входном и выходном концах внутренней камеры рядов перепускных отверстий, и двумя поворотными заслонками, установленными во внутренней камере между рядами перепускных отверстий, при этом пневмосистема снабжена управляющим золотником, сблокированным с входной заслонкой для обеспечения подачи сжатого газа к ряду отверстий на входе во внутреннюю камеру, а со стороны выходной заслонки устройство снабжено кольцевым золотником, охватывающим внутреннюю камеру, для перекрытия перепускных отверстий, причем выходная заслонка имеет отверстия для прохода рабочего агента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что штоки входной и выходной заслонок для обеспечения их синхронного вращения и фиксации в положениях "открыто-закрыто" кинематически связаны единым приводом с мальтийскими механизмами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3