УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУБ

Полезная модель относится к механической струйной обработке материалов и может быть использована в промышленности, энергетике и нефтегазовой сфере для очистки сложных загрязнений внутренних поверхностей труб, теплообменников, трубных пучков, емкостей и т.п, а также для дезактивации, удаления и сбора радиоактивных загрязнений.
Известна установка аэрогидродинамической (АГД) абразивной очистки поверхностей, содержащая емкость для приготовления абразивной суспензии с механизмом для перемешивания, включающим мешалку с лопастью, и форсунку с расширяющимся соплом для распыления абразивной суспензии, соединенную с указанной емкостью и с устройством подачи сжатого газа (SU 1740142 A1, B24C 1/00, опубликованный 15.06.1992 г.).
Недостатком известной установки является невысокое качество очистки при использовании смесей, имеющих относительно крупную и/или неоднородную фракцию и образующих плотный осадок на дне емкости.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является установка для аэрогидродинамической абразивной очистки поверхностей цилиндрических изделий, содержащая блок подачи состава для очистки, включающий в себя бак подготовки состава с лопастным смесителем, подключенным к пневматическому приводу, через первый воздушный регулятор и блок подготовки воздуха связанному с воздушным компрессором, через упомянутый блок подготовки воздуха и второй воздушный регулятор связанному с каналом подачи воздуха в бак подготовки состава, и форсунку для распыления абразивной суспензии, одним из каналов связанную с указанным баком (RU 2450906, B24C 1/00, опубликованный 20.05.2012). Хорошее качество очистки внутренних поверхностей не может быть обеспечено из-за использования воздуха при распылении очищающего состава. Это объясняется тем, что очищать внутри трубы длиной более 30 см и диаметром менее 20 см невозможно из-за падения эффективности воздушной струи внутри сосуда, что связано с большим количеством нагнетаемого воздуха при малом его оттоке через выходные отверстия трубы.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в повышение качества очистки сложных загрязнений внутренних поверхностей труб без вреда для очищаемой поверхности, при увеличении межремонтных сроков и энергоэффективности процесса.
Технический результат достигается тем, что установка для очистки внутренних поверхностей труб, содержащая блок подачи состава для очистки, включающий бак подготовки состава с лопастным смесителем, подключенным к пневматическому приводу, через первый воздушный регулятор и блок подготовки воздуха, связанному с воздушным компрессором, через упомянутый блок подготовки воздуха и второй воздушный регулятор связанному с каналом подачи воздуха в бак подготовки состава, и форсунку для распыления абразивной суспензии, одним из каналов связанную с указанным баком, содержит блок подачи воды, включающий предварительную помпу, входом соединенную с трубопроводом подачи воды, выходом через последовательно соединенные водяные фильтры связанную с высоконапорной помпой, подключенной к электродвигателю, в свою очередь подключенному к распределительному электрощиту, при этом к упомянутому электрощиту также подключен воздушный компрессор, а форсунка другим каналом связана с высоконапорной помпой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема предлагаемой установки.
На фиг.2 - конструкция используемой роторной форсунки.
В составе установки имеется блок подачи воды и блок подачи состава - абразивной суспензии.
Блок подачи воды состоит из следующих функциональных узлов: предварительная помпа 1, водяные фильтры 2, высоконапорная помпа 3 на 300-1500 БАР, электродвигатель 4 мощностью 30-150 КВт, распределительный электрощит 5.
Блок подачи состава для очистки состоит из следующих функциональных узлов: компрессор воздушный 6, блок подготовки воздуха 7, первый воздушный регулятор 8 привода смесителя, второй воздушный регулятор 9, бак подготовки состава 10, включающий емкость с лопастным смесителем, привод смесителя 11.
Для подачи смеси на очищаемую поверхность используется роторная форсунка 12 для распыления абразивной суспензии, на которую подается состав для очистки через кран 13 подачи состава и вода от блока подачи воды через кран 14 подачи воды.
Лопастной смеситель бака подготовки состава 10 подключен к пневматическому приводу 11, через первый воздушный регулятор 8 и блок подготовки воздуха 7 связанному с воздушным компрессором 6. Подача воздуха в бак 10 осуществляется через упомянутый блок подготовки воздуха 7 и второй воздушный регулятор 9 по каналу подачи воздуха в бак подготовки состава. Предварительная помпа входом соединена с трубопроводом подачи воды, а выходом через последовательно соединенные водяные фильтры 2 связана с высоконапорной помпой 3, подключенной к электродвигателю 4. Электродвигатель 4 и воздушный компрессор 6 подключены к распределительному электрощиту 5. Форсунка 12 по одному каналу - каналу подачи состава - через кран 13 связана с баком подготовки состава 10, а по другому каналу - каналу подачи воды - через кран 14 подачи воды связана с высоконапорной помпой.
Смеситель 4 выполнен с лопастями 9, а также с измельчительным ножом, расположенным на ней в донной части емкости бака.
Емкость бака 10 снабжена загрузочной воронкой с запирающим механизмом.
Узлы установки соединены посредством шлангов с установленными на них кранами, при этом на шлангах, соединенных с форсункой 12, установлены датчики давления. На шланге, соединяющем блок подготовки воздуха 7 с емкостью бака 10, установлен манометр.
Загрузочное отверстие выполнено в верхней части бака.
Вода поступает в предварительную помпу 1, где создается необходимое давление. После этого вода проходит очистку в водяных фильтрах 2 и поступает на высоконапорную помпу 3. Электродвигатель 4, вращая помпу 3, создает высокое давление воды, которая подается на каналоочистительный шланг и роторную форсунку.
В бак подготовки состава 10 емкостью 60 литров загружается состав: мелкодисперсный абразив 100-300 МКМ, состоящий из пылевидного кварца ГОСТ 9077-82 «Кварц молотый пылевидный марки «Б» в количестве 2 кг (используется как абразивная составляющая, за счет ее свойств исключается повреждение поверхности и достигается высокое качество очистки), микрокальцит 2 гк - мрамор молотый фракции 100-300 МКМ для буровых растворов по ТУ 5743-002-63225093-2009 (обладает седиментационной устойчивостью - не выпадает в осадок, не дает осаживаться составу) и вода в объеме 50 литров. Компрессор воздушный 6, подключаемый к источнику электроэнергии через электрощит 5, создает давление воздуха, который проходит осушение и смазку в блоке подготовки воздуха 7 и распределяется на привод смесителя 11 через первый воздушный регулятор 8 и на бак подготовки состава 10 через регулятор воздушный 9.
Сжатый воздух приводит в действие смеситель бака 10, который смешивает состав для придания однородности массе и получения впоследствии эффекта Ребиндера. Воздушный регулятор 8 служит для контроля скорости смешивания состава. Поступая в бак подготовки состава 10, сжатый воздух создает давление на смесь и формирует состав - молекулы воды обволакивают частицы абразивов, что существенно при проявлении эффекта Ребиндера. Под давлением 1-2 ATM состав подается на очистительный шланг и роторную форсунку 12.
На роторной форсунке 12 по каналоочистительному шлангу подается вода высокого давления и служит энергоносителем. Попадая в роторную часть форсунки 12, в которой есть дюзы, расположенные под углом к оси вращения (5-15 градусов - для обеспечения движения форсунки вдоль очищаемой трубы), вода за счет центробежных сил раскручивает роторную часть и создает водяной «пропеллер» из струй, который вращается на 360 градусов вокруг оси роторной форсунки. Подача состава на роторную форсунку осуществляется через патрубок в рукаве с каналоочистительным шлангом. Состав подается на инжектор, установленный на роторной форсунке. Инжектор выводит состав в зону подхвата и ускорения водой в непосредственной близости к струйному «пропеллеру» (1-1,5 мм). В зоне подхвата и ускорения высоконапорная крутящаяся струя воды подхватывает абразивный состав и, двигаясь по окружности, равномерно ускоряет его. При соударении состава подхваченного водной струей и загрязнений, вследствие проявления эффекта Ребиндера, полученная струя воды и состава эффективно удаляет сложные загрязнения. Эффект Ребиндера служит для эффективного удаления сложных загрязнений при минимальной абразивной составляющей, что приводит к уменьшению повреждений и износа очищаемой поверхности. Двигаясь по спирали с минимальным шагом, струя последовательно очищает внутреннюю поверхность по всей длине. Остатки загрязнений выводятся за счет давления через свободные концы очищаемой емкости (трубы). В зависимости от диаметра очищаемой трубы подбирается диаметр форсунки исходя из рабочей зоны - диаметра очистки вокруг форсунки, который составляет 4-70 мм. Это расстояние регулируется и зависит от давления воды в блоке подачи воды высокого давления.
Для очистки внутренних поверхностей цилиндрических сосудов (труб) роторная форсунка вместе с каналоочистительным шлангом вводится с постоянной скоростью 0,05 м/с внутрь. Образованная высоконапорная струя воды и состава, вращаясь вокруг оси форсунки, очищает внутренние поверхности. Вода выполняет роль энергоносителя и сбивает легкие и средние отложения. Состав дополнительно очищает сложные и трудноудалимые отложения. В процессе очистки поверхность не повреждается благодаря мягкости абразивного состава, что достигается смешиванием в баке подготовки состава мелкодисперсного абразива и воды. Эффективность очистки высоконапорной струей воды и смешанным с ней таким образом абразивным составом намного выше, чем очистка водой высокого давления (ВНУ), абразивоструйной очистки (пескоструй), химической и ручной механической очистки.
Технический результат достигается тем, что свойства состава приводят к появлению эффекта Ребиндера: двигаясь по спирали с минимальным шагом, струя последовательно очищает внутреннюю поверхность по всей длине.
Остатки загрязнений выводятся за счет давления через свободные концы очищаемого объекта. Применение установки позволяет повысить качество очистки, удалять сложные загрязнения без вреда для очищаемой поверхности, увеличить межремонтные сроки и энергоэффективность.