Устройство для очистки внутренних поверхностей



Устройство для очистки внутренних поверхностей
Устройство для очистки внутренних поверхностей

Владельцы патента RU 2676071:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для очистки фильтров скважин, поверхностей трубопроводов и сложных фигурных внутренних поверхностей различных деталей и оборудования. Устройство для очистки внутренних поверхностей состоит из установленного на опоре (5) золотника (4), расположенного коаксиально полому корпусу (1). Корпус содержит осевой цилиндрический канал (2) с расположенными в нем радиальными и взаимно перпендикулярными технологическими отверстиями по четыре в два ряда – верхний и нижний, сопряженными каналами с отверстиями золотника. Для обеспечения вращения отверстия золотника выполнены с тангенциальным смещением и в них установлены сопла. Верхний ряд технологических отверстий (11) выполнен под углом 45 градусов, нижний ряд технологических отверстий (8) выполнен под углом 90 градусов к оси устройства. Сопла представляют собой кавитаторы (12) для генерирования кавитационно-импульсного истечения в струйном потоке. Каждое сопло состоит из трех участков: первого входного - выполненного в виде радиального насадка радиусом скругления, равным 2 диаметрам наименьшего сечения (2d); второго цилиндрического участка - диаметром наименьшего сечения d и длиной 1ц=2d; третьего - конически расходящегося участка с углом раскрытия 13-14 градусов и длиной lд=5d. Технический результат: повышение эффективности удаления прочных отложений с высокой адгезией к поверхностям, а также в труднодоступных местах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано для очистки фильтров скважин, поверхностей трубопроводов, цилиндрических, конических и сложных фигурных внутренних поверхностей различных деталей и оборудования.

Известен гидроимпульсатор (патент на изобретение № 2531932), который содержит корпус с патрубками подачи жидкости, крышку с выпускными насадками, приводной вал и дисковый отсекатель с кольцевыми вырезами. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности действия импульсной струи за счет формирования отдельных закрученных вокруг оси импульсов.

При осуществлении изобретения повышается эффективность гидравлической очистки различных материалов за счет импульсного воздействия струи, но в случае, когда загрязнения представляют собой высокопрочные моно-, или многокомпонентные отложения с высокой адгезией к поверхности очищаемых деталей, удаление данных отложений импульсным воздействием невозможно или очень длительно и неэффективно. Кроме того, односторонне направленное воздействие струй не обеспечивает эффективной очистки внутри цилиндрических и конических поверхностей: трубы, циклоны и т.д.

Наиболее близким по технической сущности является ротационный гидравлический вибратор (патент РФ №2542015). Устройство включает полый корпус с установленным коаксиально ему золотником. Корпус содержит осевой цилиндрический канал с расположенными в нем технологическими отверстиями, сопряженными каналами с отверстиями золотника. В отверстиях золотника установлены гидромониторные сопла.

Ротационный гидравлический вибратор, предназначен для эксплуатации в скважинных условиях, и гидравлическая очистка осуществляется при внутреннем диаметре очищаемой поверхности оборудования от 70 мм, и при расходах рабочей жидкости от 0,5 л/с. Импульсно-кавитацонные истечение осуществляется радиально, что обеспечивает раскальматацию интервала перфорации в скважине, но не будет эффективно при очистке внутренних поверхностей деталей и оборудования, например, таких как гидроциклон, т.к. в ротационном гидравлическом вибраторе отсутствует возможность формирования гидродинамического струйного воздействия на очищаемую поверхность, с возбуждением в сформированных струях импульсно-кавитационного потока (истечения) для эрозионного воздействия на отложения очищаемых деталей.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства для очистки внутренних поверхностей в труднодоступных местах, исключающих возможность очистки прямыми струями для эрозионного воздействия на отложения очищаемых поверхностей и удаления разрушенных отложений.

Технический результат заключается в повышении гидродинамического силового воздействия и повышении пульсирующего кавитационного потока схлопывающихся пузырьков для эффективности удаления прочных многокомпонентных отложений с высокой адгезией к поверхностям, а так же в труднодоступных местах поверхностей.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки внутренних поверхностей, включающее, установленный на опоре золотник, расположенный коаксиально полому корпусу, содержащему осевой цилиндрический канал с расположенными в нем радиальными и попарно взаимноперпендикулярными технологическими отверстиями по четыре в два ряда - верхний и нижний, сопряженными каналами с отверстиями золотника, с тангенциальным смещением для обеспечения вращения золотника, в отверстиях которого установлены сопла, при этом, в нижней части полого корпуса установлен прижимаемый гайкой осевой насадок, верхний ряд технологических отверстий выполнен под углом 45 градусов, нижний ряд технологических отверстий выполнен под углом 90 градусов к оси устройства для очистки внутренних поверхностей, при этом сопла представляют собой кавитаторы для генерирования кавитационно-импульсного истечения в струйном потоке, каждый из которых состоит их трех участков: первого входного - выполненного в виде радиального насадка радиусом скругления равном 2 диаметрам наименьшего сечения (2d); второго цилиндрического участка - диаметром наименьшего сечения d и длиной 1ц=2d; третьего - конически расходящегося участка с углом раскрытия 13-14 градусов и длиной 1Д=5d. Кавитаторы изготавливают из титановых сплавов или коррозионно-стойких хромо-никелевых сталей.

Повышение гидродинамического силового воздействия и повышение пульсирующего кавитационного потока схлопывающихся пузырьков происходит за счет конструкции кавитатора, что обеспечивает более эффективное очищение поверхностей деталей от прочных многокомпонентных отложений с высокой адгезией.

Для обеспечения поступательного реактивного перемещения внутри очищаемой детали (оборудования) при его установке на гибких рукавах высокого давления, отверстия расположены под углом 45 градусов к о си устройства для очистки внутренних поверхностей.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлено устройство для очистки внутренних поверхностей, сечение по А-А, сечение по Б-Б, фиг. 2- схема кавитатора.

Устройство для очистки внутренних поверхностей содержит полый корпус 1 с осевым цилиндрическим каналом 2 и расположенными в нем радиально в два ряда технологическими отверстиями 3, как минимум по четыре отверстия в одной плоскости. Коаксиально к полому корпусу 1 установлен золотник 4 со смещенными тангенциально и расположенными под углом 90° к оси устройства для очистки внутренних поверхностей отверстиями 8, в которых установлены кавитаторы 10, а так же направленными под 45° к оси устройства для очистки внутренних поверхностей отверстиями 11, количество которых составляет, как минимум два отверстия в каждом ряду, в которых установлены кавитаторы 12. Кавитаторы 10, 12 являются сменными, поэтому могут выполняться различного диаметра внутреннего сечения и конфигурации внутренних проточных каналов, для выполнения различных задач в широком спектре расходно-напорных характеристик используемого насосного оборудования. При сопряжении смещенных тангенциально отверстий 8 золотника 4 с полым корпусом 1 имеется проточка 9. В нижней части корпуса 1 установлен осевой насадок 7 и опора 5 для поддержания вращения и удерживания веса золотника 4, прижимаемая гайкой 6.

Устройство для очистки внутренних поверхностей подсоединяют через гибкий (рукава высокого давления) или жёсткий трубопровод к насосу высокого давления и направляют внутрь очищаемой внутренней поверхности цилиндрической или конической формы детали, погруженной в емкость с водой. При подаче рабочей жидкости в центральный осевой канал 2 полого корпуса 1 она разделяется на технологические отверстия 3 и на осевой насадок 7 нижней части полого корпуса 1.

Рабочая жидкость полностью заполняет проточку 9 в золотнике 4 и поступает к тангенциально расположенным под прямым углом отверстиям 8 с кавитаторами 10, что обеспечивает вращение золотника 4, и тангенциальным отверстиям 11 с кавитаторами 12, выполненными под углом 45 градусов. Взаимноперпендикулярное расположение отверстий 8 и 11 позволяет производить равномерное вращение золотника 4 относительно полого корпуса 1.

Далее рабочая жидкость, истекающая из кавитаторов 10, осуществляет гидродинамическое воздействие на отложения, находящиеся на внутренних поверхностях деталей и оборудования. Кавитационное истечение, генерируемое кавитаторами 12 направлено на разрушение отложений в труднодоступных местах.

Кроме того, конструкция кавитаторов 10, 12 предусматривает наличие трех участков для генерирования кавитационного пульсирующего истечения, обеспечивающего эффективное эрозионное разрушение отложений на поверхности очищаемой поверхности детали или оборудования. Рабочий поток с наименьшими гидравлическими сопротивлениями входит в начальный участок кавитаторов 10, 12, в цилиндрическом участке значение скорости жидкости наибольшее, а давление наименьшее, возникают кавитационные каверны, заполненные паром и газом, которые затем, в третьем, конически-расходящемся участке начинают расти и схлопываться. Происходит непрерывный процесс образования и схлопывания кавитационных каверн.

Часть потока рабочей жидкости, поступающая на осевой насадок 7, диспергирует удаленные с поверхности отложения, которые в измельченном виде, под действием кинетической энергии струи, транспортируются в отстойник для сбора шлама.

Изменяемые диаметр и конфигурация внутренних проточных каналов кавитаторов 10, установленных в отверстиях 8 верхней части золотника 4, позволяют обеспечивать работоспособность устройства, а именно создание импульсов частотой от 10 до 15000 Гц при расходе рабочей жидкости 0,5 л/с до 5,0 л/с и перепаде давления от 4 до 40 МПа.

Изобретение позволяет повысить эффективность гидравлической очистки внутренних поверхностей цилиндрической или конической формы деталей с прочными многокомпонентными отложениями с высокой адгезией, за счет совмещения воздействий пульсирующего кавитационного потока и гидродинамического силового давления струйных потоков для эрозионного воздействия на отложения очищаемых деталей и удаление потоком жидкости разрушенных отложений.

1. Устройство для очистки внутренних поверхностей, включающее установленный на опоре золотник, расположенный коаксиально полому корпусу, содержащему осевой цилиндрический канал с расположенными в нем радиальными и попарно взаимно перпендикулярными технологическими отверстиями по четыре в два ряда - верхний и нижний, сопряженными каналами с отверстиями золотника, с тангенциальным смещением для обеспечения вращения золотника, в отверстиях которого установлены сопла, отличающийся тем, что в нижней части полого корпуса установлен прижимаемый гайкой осевой насадок, верхний ряд технологических отверстий выполнен под углом 45 градусов, нижний ряд технологических отверстий выполнен под углом 90 градусов к оси устройства для очистки внутренних поверхностей, при этом сопла представляют собой кавитаторы для генерирования кавитационно-импульсного истечения в струйном потоке, каждый из которых состоит их трех участков: первого входного - выполненного в виде радиального насадка радиусом скругления, равным 2 диаметрам наименьшего сечения (2d); второго цилиндрического участка - диаметром наименьшего сечения d и длиной lц=2d; третьего - конически-расходящегося участка с углом раскрытия 13-14 градусов и длиной lд=5d.

2. Устройство для очистки внутренних поверхностей по п. 1, отличающееся тем, что кавитаторы изготавливают из титановых сплавов или коррозионно-стойких хромо-никелевых сталей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам восстановления производительности буровых скважин и устройствам очистки забойных сетчатых фильтров без демонтажа водоподъемного оборудования.

Группа изобретений относится к удалению отложений на внутренних и наружных стенках труб. Установка (1) для обработки текучей среды содержит по меньшей мере один охлаждающий трубопровод (2), средства охлаждения, предназначенные для охлаждения текучей среды по меньшей мере в одном охлаждающем трубопроводе (2) на участке охлаждения до температуры, равной или близкой к температуре (Тмор) среды вокруг охлаждающего трубопровода (2), и по меньшей мере одну тележку (9), расположенную на внешнем периметре по меньшей мере одного охлаждающего трубопровода (2) или вблизи него.
Изобретение касается восстановления наружной и внутренней поверхностей стальных труб, не имеющих внутренней изоляции и демонтированных из магистральных трубопроводов (паро-, газо-, нефте-, водопроводов).

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб.

Предлагаемый способ и устройство очистки насосно-компрессорных труб предназначены для использования при очистке и ремонте насосно-компрессорных труб. Способ очистки включает воздействие струи низкотемпературной плазмы плазматронов на очищаемую поверхность, газификацию и термическую диссоциацию продуктов очистки и последующую их рекомбинацию в простейшие молекулы воды и углекислого газа, относительное перемещение труб и плазматронов.

Изобретение относится к очистке трубопроводов переменного диаметра и с изменяемым направлением движения перекачиваемых сред, предназначенных для транспортировки нефти и нефтепродуктов и газового конденсата, а также газов, имеющих различную молекулярную массу.

Изобретение относится к нефтяной, химической и другим отраслям промышленности и может быть использовано для нагрева трубопроводов с целью предотвращения образования отложений и снижения вязкости жидкости в трубопроводах.
Изобретение может быть использовано в области очистки оборудования для получения и транспортировки жидких продуктов, для получения, транспортировки и расфасовки питьевой воды.

Изобретение относится к способам очистки от механических загрязнений и защиты от коррозии внутренних поверхностей технологического оборудования и трубопроводов, в частности при пониженных температурах, и может быть использовано на промышленных предприятиях при пусконаладочных работах, плановых ремонтах, при реконструкциях и новом строительстве.

Изобретение относится к молочному животноводству. Предложенный молокопровод доильной установки включает стойловые 1 и соединяющие их торцевые 2 молокопроводы, образующие контур, соединительные 3 молокопроводы к молокосборнику 4 и молокосборник, систему 9 подачи моющей жидкости в молокопровод, пыжепускатель 7, пыжеуловители 8 и задвижку 6.

Изобретение относится к очистке теплообменных труб аппаратов воздушного охлаждения компрессорных станций магистральных газопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности способа очистки за счет подачи очистителя в двух направлениях и установки максимально возможного давления струи, поддержании температурного баланса газа во всех рядах теплообменных труб и всесторонней очистке наружной поверхности оребренных труб.

Изобретение относится к устройству для отмывки внутренней и наружной поверхностей труб от продуктов коррозии и последующей пассивации отмытых поверхностей, а также может быть использовано для дезактивации труб низкого уровня активности.

Изобретение относится к устройству для отмывки внутренней и наружной поверхностей труб от продуктов коррозии и последующей пассивации отмытых поверхностей, а также может быть использовано для дезактивации труб низкого уровня активности.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при эксплуатации теплообменников системы водяного отопления многоэтажных зданий. Сущность изобретения заключается в том, что способ промывки системы отопления, осуществляемый без ее разборки, включает в себя подачу под давлением промывочной воды и сжатого воздуха в магистрали, стояки, подводки и емкостные отопительные приборы, при этом подача промывочной воды, сжатого воздуха осуществляется с одной стороны радиатора, а слив загрязненной жидкости - с противоположной стороны.

Изобретение относится к методам восстановления производительности буровых скважин и устройствам очистки забойных сетчатых фильтров без демонтажа водоподъемного оборудования.

Группа изобретений относится к устройству и способу обработки металлопроката, а именно к очистке от технологических смазок, и может быть использована при очистке длинномерных изделий (труб, проволоки, прутков) после изготовления перед нанесением различных покрытий, а также для финишной обработки поверхности изделий.

Группа изобретений относится к удалению отложений на внутренних и наружных стенках труб. Установка (1) для обработки текучей среды содержит по меньшей мере один охлаждающий трубопровод (2), средства охлаждения, предназначенные для охлаждения текучей среды по меньшей мере в одном охлаждающем трубопроводе (2) на участке охлаждения до температуры, равной или близкой к температуре (Тмор) среды вокруг охлаждающего трубопровода (2), и по меньшей мере одну тележку (9), расположенную на внешнем периметре по меньшей мере одного охлаждающего трубопровода (2) или вблизи него.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту - строительству и ремонту линейной части газо-, нефте- и продуктопроводов, в частности к очистке наружной поверхности труб (трубопроводов) от наносимой в заводских условиях весьма усиленной изоляции, например, многослойного полиэтиленового покрытия.

Изобретение относится к дезинфекционной обработке пожарных рукавов, предназначенных для применения в системах временного водоснабжения зданий и сооружений. На концы рукавов устанавливают заглушки.

Изобретение относится к дезинфекционной обработке пожарных рукавов, предназначенных для применения в системах временного водоснабжения зданий и сооружений. На концы рукавов устанавливают заглушки.

Изобретение относится к очистке теплообменных труб аппаратов воздушного охлаждения компрессорных станций магистральных газопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности способа очистки за счет подачи очистителя в двух направлениях и установки максимально возможного давления струи, поддержании температурного баланса газа во всех рядах теплообменных труб и всесторонней очистке наружной поверхности оребренных труб.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для очистки фильтров скважин, поверхностей трубопроводов и сложных фигурных внутренних поверхностей различных деталей и оборудования. Устройство для очистки внутренних поверхностей состоит из установленного на опоре золотника, расположенного коаксиально полому корпусу. Корпус содержит осевой цилиндрический канал с расположенными в нем радиальными и взаимно перпендикулярными технологическими отверстиями по четыре в два ряда – верхний и нижний, сопряженными каналами с отверстиями золотника. Для обеспечения вращения отверстия золотника выполнены с тангенциальным смещением и в них установлены сопла. Верхний ряд технологических отверстий выполнен под углом 45 градусов, нижний ряд технологических отверстий выполнен под углом 90 градусов к оси устройства. Сопла представляют собой кавитаторы для генерирования кавитационно-импульсного истечения в струйном потоке. Каждое сопло состоит из трех участков: первого входного - выполненного в виде радиального насадка радиусом скругления, равным 2 диаметрам наименьшего сечения ; второго цилиндрического участка - диаметром наименьшего сечения d и длиной 1ц2d; третьего - конически расходящегося участка с углом раскрытия 13-14 градусов и длиной lд5d. Технический результат: повышение эффективности удаления прочных отложений с высокой адгезией к поверхностям, а также в труднодоступных местах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх