Systém na plazmové čistenie oblúka vonkajšieho povrchu diaľkových vedení (systém na čistenie

1. Stroj na čistenie vonkajšej plochy teleskopických rúrok (12) s rámom čistiaceho stroja (18) s jedným alebo viacerými bežcami (3), pohonmi (4) na uhlové posúvanie bežcov (3) a zariadeniami na pozdĺžne posúvanie rámu čistiaceho stroja (18) ),
charakterizovaný,
že generátory (8) plazmového horáka sú umiestnené na rotore (3) alebo na niekoľkých rotoroch (3) čistiaceho stroja (18) po obvode,
že trysky (16) generátorov (8) studeného plazmového horáka sú vyrovnané v smere povrchu potrubia, ktoré sa má čistiť, a
že systém (6) na skladovanie a dodávanie plazmotvorného pracovného telesa je umiestnený v ráme čistiaceho stroja (18) a/alebo na vozidle (1).

2. Stroj podľa nároku 1,
charakterizovaný,
že plášť (13) na dodatočné spaľovanie na spaľovanie odpadu z čistiaceho stroja v smere pohybu povrchu potrubia je sústredný s teleskopickou rúrkou (12) a vo vzdialenosti od neho a
že dýzy (16) generátorov studenej plazmy (8) sú zarovnané v tejto medzere (A) pod uhlom k povrchu línie ďalekohľadu (12).

3. Stroj podľa nároku 1, charakterizovaný, že plazmové generátory horáka (8) na konečné čistenie povrchu teleskopického vedenia (12) sú umiestnené medzi plazmovými generátormi horáka (8) na rotore (3) na obvode.

4. Stroj podľa nároku 1, charakterizovaný, že v smere čistenia vedenia ďalekohľadu (12) za bežcom (3) s plazmovými generátormi horáka (8) je na konečné čistenie usporiadaný behúň (3) alebo niekoľko bežcov (3) s plazmovými generátormi (8) horáka.

5. Stroj podľa nároku 1, charakterizovaný, že plyny, kvapaliny, pasty a kovy sa používajú ako plazmotvorné pracovné telesá pre plazmové generátory horáka (8).

6. Stroj podľa nároku 2, charakterizovaný, že plášť pre dodatočné spaľovanie (13) môže byť ochladený.

7. Stroj podľa nároku 2, charakterizovaný, že plášť (13) na dodatočné spaľovanie má jeden alebo viac kruhových kolektorov (15) na dodávanie prúdov kvapaliny alebo plynu do medzery (A) medzi potrubím (12), ktoré sa má čistiť, a plášťom (13).

8. Stroj podľa nároku 2, charakterizovaný, že pod plášťom (13) na dodatočné spaľovanie je umiestnená vaňa (17) na zhromažďovanie čistiaceho odpadu.

9. Stroj podľa nároku 3, charakterizovaný, že plyny, kvapaliny, pasty a kovy sa používajú ako pracovné telesá na generovanie plazmy na generovanie plazmy v plazmových generátoroch horáka (8) na konečné čistenie.

10. Stroj podľa nároku 4, charakterizovaný, že systém (5) na skladovanie a zásobovanie plazmotvorného pracovného telesa pre plazmové generátory horáka (8) na konečné čistenie je usporiadaný v ráme čistiaceho stroja (18) a/alebo na vozidle (1).

11. Stroj podľa nároku 8, charakterizovaný, že vaňa (17) je naplnená vodou a vybavená čerpadlami na čerpanie tejto vody cez chladiaci okruh plášťa (13) na dodatočné spaľovanie a/alebo do kruhového zberača (15) plášťa (13) na dodatočné spaľovanie.

Vynález sa týka systému na plazmové čistenie oblúka vonkajšieho povrchu vedení na veľké vzdialenosti podľa úvodnej časti nároku 1.

Systém podľa vynálezu sa týka potrubnej dopravy. Môže sa použiť v ropnom a plynárenskom priemysle, ako aj v inžinierskych sieťach a vodnom hospodárstve na odkaľovanie, odstraňovanie vodného kameňa a odstraňovanie prachu z vonkajšieho povrchu potrubí a na odstraňovanie starej izolácie.

Toto zariadenie sa môže používať na údržbu a opravy ropovodov a plynovodov.

Počas opravy je potrubie odstránené z výkopu. Aby bolo možné vykonať diagnostiku, musí sa na potrubí predovšetkým odstrániť staré bitúmenové tesnenie, gumo-bitúmen, plast alebo iná izolácia. Povrch potrubia musí byť zbavený starých zvyškov izolácie. Po oprave potrubia bude vybavené novým izolačným plášťom. Aby sa dosiahlo spoľahlivé priľnutie ochranného odevu k povrchu potrubia, musí sa potrubie vyčistiť, odolejovať a odmastiť až po holý kov. Tj. musia byť odstránené všetky oxidy (hrdza a vodný kameň), ako aj všetky olejové alebo mastné škvrny. Na také čistenie sa systém podľa vynálezu používa na plazmové čistenie vonkajšieho povrchu potrubí pomocou elektrického oblúka.

Najbližšou doterajšou technikou vynálezu je „stroj s vlastným pohonom“ na tryskanie potrubí, olejových a plynových potrubí atď. (Patent RU 2 281 850, B24C 3/06, 2006).

Toto známe zariadenie má rám (lešenie) s pripojenými zariadeniami na pozdĺžny pohyb lešenia a na uhlové posúvanie čistiacich nástrojov (tryskacie stroje), zariadenie na automatické vertikálne vyrovnanie lešenia na potrubí, spínaciu skrinku a ovládaciu jednotku.

Prístroj slúži na odstránenie nečistôt a starej izolácie z potrubí ľubovoľného priemeru. Rám je navrhnutý tak, aby bol odnímateľný spojom, aby ho bolo možné umiestniť na potrubie zhora a potom pripevniť zospodu.

Nástrojmi na čistenie povrchu potrubia sú tryskacie stroje. V týchto tryskacích strojoch sú pevné častice (tryskacie médiá, abrazívne častice alebo piesok) urýchľované smerom k povrchu potrubia prúdom vzduchu alebo mechanicky (pomocou odstredivých turbín). Povrch potrubia sa čistí tým, že lúč vysokoenergetických častíc (oceľová drvina, brúsny materiál, piesok) z tryskacích strojov interaguje s povrchom potrubia. Tryskacie stroje sú rovnomerne rozložené po obvode čistenej rúry, takže je možné kyvadlové vychýlenie trysiek na povrch rúry kolmé na os rúry.

Počet tryskacích strojov zaisťuje čistenie celoplošného (súvislého) prstencovitého úseku povrchu potrubia. Progresívny pohyb celého systému pozdĺž potrubia zaisťuje jeho úplné vyčistenie.

Všetky vyššie uvedené zariadenia na čistenie potrubia majú nasledujúce chyby:

- Akékoľvek mechanické čistenie (kefami, škrabkami, oceľovou drťou, brúsnymi prostriedkami a pieskom) nezaručuje vysokú kvalitu čistenia. Na povrchu rúrok zostáva veľa nečistôt a zvyškov ochranného odevu.
- Počas mechanického čistenia sa môže povrch potrubia poškodiť. Zvarový lem je čiastočne odrezaný, čo ovplyvňuje pevnosť rúrky.
- Mechanické čistenie pomocou škrabiek a kovových kefiek vyžaduje častú výmenu rezného nástroja.
- Čistenie pomocou oceľovej drviny, piesku a abrazív vyžaduje veľa spotrebného materiálu a vedie k veľkým stratám spotrebného materiálu a znečisteniu životného prostredia.
- Všetky mechanické zariadenia na čistenie potrubí sú neproduktívne, nezaručujú vysokú kvalitu a sú škodlivé pre obsluhu a životné prostredie.

Základné znaky vynálezu, ktoré sú spoločné so stavom techniky, sú nasledujúce:

- Prítomnosť odnímateľného rámu (lešenia), prenosnej elektrárne, mobilného vozidla na prepravu čistiaceho systému na miesto použitia a bežcov. Rotor a rúrka sú usporiadané sústredne, takže je možný uhlový rotačný pohyb rotora
- Prítomnosť pohonov s rotujúcim pracovným pohybom bežcov na čistiacom stroji a pohonov na pozdĺžny posun celého čistiaceho stroja pozdĺž potrubia
- prítomnosť elektrickej ovládacej skrinky a ovládacieho panela.

Podstata vynálezu Cieľom vynálezu je použiť zásadne nový spôsob čistenia povrchu kovových rúrok a odstraňovania všetkých druhov kontaminácie. Tento proces spočíva v krátkom vystavení studenej plazmy pri teplote približne 10 000 ° C a energetickej hustote 1011 W/m 2 povrchu potrubia, ktoré sa má čistiť.

Pri uvedenej teplote a hustote energie sa všetky známe chemické zlúčeniny okamžite odparia alebo sublimujú. Zlúčeniny organických molekúl bitúmenu, polyetylénu a ďalších látok a oxidov (vodný kameň a hrdza) obsiahnuté v ochrannom odeve potrubia sa disociujú a tvoria vysokoteplotný plyn, ktorý pozostáva z excitovaného atómu uhlíka, vodíka a kyslíka. V tomto plyne prebiehajú chemické rekombinačné reakcie, pri ktorých vznikajú najjednoduchšie a bezpečné chemické zlúčeniny ako CO2 a H2O.

Použitie uhľovodíkov a vodíkových prísad ako plazmotvorného pracovného média prispieva k tejto premene karcinogénnych molekúl na najjednoduchšie a bezpečné zlúčeniny.

Tento princíp je dnes základom funkcie tepelných systémov na zneškodňovanie chemických zbraní a toxických chemických zlúčenín (

M. N. Bernadiner, A. P. Schurygin „Využitie a spracovanie požiaru priemyselného odpadu“. M.: Chemistry, 1990

Použitie propánových alebo acetylénových horákov na čistenie potrubí nevedie k takémuto účinku kvôli nízkej teplote a hustote energie v prúde produktov spaľovania z týchto horákov. Naopak, vedie k splyňovaniu zložených organických škodlivých molekúl, napr. B. v (konvenčnom) spaľovaní odpadu pri nízkej teplote. To spôsobuje iba znečistenie životného prostredia.

Podstatným znakom vynálezu je použitie generátorov studenej plazmy ako pracovného nástroja na odstránenie starej izolácie a akýchkoľvek iných kontaminantov z vedení ďalekohľadu.

Používajú sa dva typy plazmových generátorov. Prvým typom sú generátory horáka so studenou plazmou. Plynné alebo parné plazmotvorné pracovné teleso sa privádza do generátora pod tlakom. V dôsledku účinku silného oblúkového výboja sa prúd plynu alebo pary v dýze trysky generátora horáka transformuje na vysokorýchlostný tok oxidácie, redukcie alebo neutrálnej plazmy, t.j. H. do fakle. Všetky kontaminácie na povrchu potrubia sa odstránia tak, že jeden alebo viac plazmových horákov skenuje povrch potrubia, ktoré sa má čistiť. Za týmto účelom sú generátory horáka pripevnené k rotorom čistiaceho stroja. Tieto bežce uskutočňujú guľové a progresívne pohyby pozdĺž potrubia pomocou pohonov.

Aby sa neutralizovali vyparené častice kontaminantu, prúdy plazmových generátorov ich vedú do medzery medzi časťou potrubia, ktorá ešte nebola vyčistená, a plášťom, ktorý je sústredný s rúrkou a je chladiteľný. Plášť je umiestnený pred čistiacim strojom a mechanicky spojený s rámom čistiaceho stroja. Horáky generátorov studenej plazmy sú nasmerované (v ostrom uhle) na povrch potrubia v pozdĺžnom smere pohybu čistiaceho stroja pozdĺž potrubia.

Druhým typom plazmových generátorov sú plazmové generátory na konečné čistenie (konečnú úpravu). Používajú sa na záverečnú liečbu, t.j. H. Na konečné vyčistenie povrchu potrubia a odstránenie oxidov (odvápnenie a odstránenie hrdze), kým kov nesvieti, aby bolo možné neskôr použiť nový ochranný odev. Tieto plazmové generátory sú špeciálne ploché elektródy, cez ktoré sú napájané pracovné telá tvoriace plazmu.

Fungujú tak, že neutrálna alebo redukujúca studená plazma sa vytvára v úzkej medzere medzi elektródou a povrchom potrubia (potrubie slúži ako druhá elektróda), pričom tento povrch potrubia sa odstráni zo starej izolácie a ďalších priorít pomocou generátorov horáka. Nečistoty sú oslobodené. Elektródy na konečné čistenie sú umiestnené nad povrchom rúry, ktorá bola predtým ošetrená plazmovými generátormi horáka. Funkcia elektród pre konečné čistenie je založená na tepelnej chemickej oxidačnej redukčnej reakcii a známom katódovom rozprašovacom účinku (

D. P. Ilyashshenko, K. I. Thomas. Postup pri zváračskej výrobe, M: 2011 r.

). Elektródy na konečné čistenie sú pripevnené k bežcom.

V závislosti od množstva znečistenia, pevnosti a zloženia starého ochranného odevu, výkonu generátorov studenej plazmy horáka a elektród na konečné čistenie sa vyberie ich usporiadanie na bežcoch a ich počet.

Spôsob, akým plazmové čistenie oblúka umožňuje, pracovať so systémom kedykoľvek počas roka, za akýchkoľvek poveternostných podmienok a so zložitým reliéfom terénu.

Vynález je podrobnejšie vysvetlený s odkazom na priložené výkresy pomocou príkladu uskutočnenia systému. Ukázať:

1 a 2 súhrnné plány systému na plazmové čistenie oblúka vonkajšieho povrchu diaľkových potrubí.

1 vozidlo, 2 mobilná elektráreň, 3 bežce na uhlový posun plazmových generátorov a elektród, 4 pohony na uhlové posunutie bežcov a pozdĺžny posuv čistiaceho stroja, 5 systém na skladovanie a napájanie plazmotvorného pracovného telesa, 6 elektrická rozvodná skriňa, 7 obslužná jednotka, 8 plazmový generátor horáka, 9 prívodný systém pre plazmotvorné pracovné telo, 10 zásobníkov na plazmotvorné pracovné telo pre generátory studenej plazmy horáka, 11 zásobníkov na plazmotvorný pracovný orgán pre elektródy 14, 15 na konečné čistenie, 12 ďalekohľad, 13 plášť na dodatočné spaľovanie, 14 Elektródy na konečné čistenie, 15 kruhový kolektor na prepravu kvapaliny alebo plynov do medzery medzi plášťom a povrchom vedení 12, ktoré sa majú čistiť, 16 dýz na rozprašovanie kvapaliny alebo plynu v kruhovom kolektore 15, 17 vaňa s vodným čerpadlom s na zberné vedenie (kruhový zberač), 18 rám čistiaceho stroja, 19 nakladacie zariadenie a 20 tyč na upevnenie plášťa 13 na spaľovanie spalín na ráme čistiaceho stroja 18 .

Počas prepravy je zariadenie na plazmové čistenie oblúka vonkajšieho povrchu diaľkových vedení 12 umiestnené na terénnom vozidle 1. Na vrchu je tiež mobilná elektráreň 2. Ďalej môže byť na vozidle 1 umiestnený prívodný systém 9 plazmotvorného pracovného telesa, skladovacia nádoba 10 plazmotvorného pracovného telesa pre generátory studenej plazmy horákového typu a skladovacia nádoba 11 plazmotvorného pracovného telesa pre elektródy 14 na konečné čistenie.

Vozidlo 1 môže byť vybavené nakladacím zariadením 19, aby bolo možné umiestniť čistiaci stroj 18 na teleskopické vedenie 12. Rovnaké nakladacie zariadenie 19 môže slúžiť aj ako nosný prvok počas činnosti čistiaceho stroja 18.

Pred uvedením do prevádzky je čistiaci stroj 18 umiestnený na vedení 12 ďalekohľadu tak, že čistiaci plášť 13 pred čistiacim strojom 18 predchádza v smere svojej dráhy nad vedením 12 ďalekohľadu.

Na ráme čistiaceho stroja 18 sú bežce alebo niekoľko žľabov 3 na uhlové otáčanie okolo potrubia 12, pohony 4 na uhlové posúvanie žľabov 3 a na pozdĺžne posúvanie rámu čistiaceho stroja 18 pozdĺž ďalekohľadu 12 a systémy 5 na skladovanie a dopravu v generátoroch studenej plazmy. 8 alebo usporiadané v elektródach 14 na konečné čistenie.

Pomocou plazmových generátorov 8 horáka sa odstránia všetky druhy nečistôt okrem oxidov (vodný kameň a hrdza) na povrchu línie 12 ďalekohľadu. Povrch potrubia 12 sa dezoxiduje pomocou elektród 14 na konečné čistenie. Elektródy 14 sú tiež umiestnené na bežcoch 3 a snímajú (skenujú) elektródy 14 po celej ploche vedenia 12 ďalekohľadu. Aby sa zabezpečila činnosť generátorov 8 studenej plazmy horáka a elektród 14 na konečné čistenie, privádzajú sa k nim plazmotvorné pracovné telesá z nádob 10, 11 a 5 pomocou dopravných systémov 9 a 5.

Elektrické zariadenia v spínacej skrini 6, menovite všetky generátory 8 horákov, elektródy 14 na konečné čistenie, mobilná elektráreň 2 a rýchlosť uhlového a pozdĺžneho pohybu čistiacich nástrojov, sa ovládajú z ovládacieho panelu 7. Ovládací panel 7 sa tiež používa na riadenie a monitorovanie napájacích systémov na podporu plazmotvorného pracovného telesa a všetkých pomocných systémov.

Systém podľa vynálezu na plazmové čistenie oblúka vonkajšieho povrchu vedení ďalekohľadu 12 bol vyrobený spoločnosťou OOO „Gazprom Transgas Sankt-Petersburg“ a testovaný na základe celoročných a poveternostných testov. Stará izolácia a všetky ďalšie nečistoty boli odstránené z rúr s priemerom 1020 mm. Čistiaci systém bol nadradený všetkým existujúcim strojom na mechanické čistenie potrubí vo všetkých parametroch.

CENOVÉ PONUKY UVEDENÉ V POPISE

Tento zoznam dokumentov uvedených žiadateľom bol vygenerovaný automaticky a je zahrnutý iba pre lepšiu informáciu čitateľa. Zoznam nie je súčasťou nemeckého patentu alebo prihlášky úžitkového vzoru. DPMA nepreberá zodpovednosť za chyby alebo opomenutia.

RU 2093280 [0005]
RU 2145911 [0005 0005]
RU 2212959 [0005]
USA 4771499 [0005]
RU 2113288 [0005]
RU 2219004 [0005]
USA 6158074 [0005]
RU 2383403 [0005]
RU 2134191 [0005]
RU 2148522 [0005]
RU 2165350 [0005]
RU 2170167 [0005]
RU 2173650 [0005]
RU 2240223 [0005]
RU 2281850 [0005 0006]
USA 505627 [0005]
USA 5107633 [0005]
RU 5267417 [0005]
RU 2128092 [0005]
RU 2132245 [0005]
RU 2163172 [0005]
USA 5603136 [0005]
RU 2219003 [0005]
USA 4306914 [0005]

M. N. Bernadiner, A. P. Schurygin „Využitie a spracovanie požiaru priemyselného odpadu“. M.: Chemistry, 1990 [0016]
D. P. Ilyashshenko, K. I. Thomas. Postup pri zváračskej výrobe, M: 2011 r. [0022]