专利名称：解堵式清管器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把常规的清管器和脉冲等离子体发生装置组合为一体的解堵式清管器，属于管道清洗设备。
背景技术：
清管器技术是一种借助于流动着的流体介质推动清管器在管道内行进，作管道清洗的技术，已广泛应用在各种污水管道，油田和炼油厂的各类管线的排污、去垢、除锈、清蜡以及隔离、检测等清管作业。但是目前已有的清管器基本上没有解堵的功能。
高压水射流技术和液体介质中的脉冲等离子体技术具有良好的清垢解堵的功能，前者已用在长度在150米以下的管道清洗作业上，后者已在油水并疏通方面作了成功的尝试。由于长距离供水供电的困难，限制了这两种技术的应用范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有清管器缺乏解除管道严重结垢和堵塞的能力，提供一种新型的解堵式清管器。这种清管器在保持现有清管器功能的基础上，在进行管道除垢过程中遇到严重结垢甚至堵塞时，仍然能够继续进行清管作业。
本发明的技术方案是通过把现有的清管器加以适当的改进后与脉冲等离子体发生装置(以下简称发生装置)组合为一体来实现的。
在本发明中，现有的清管器主要是属于清扫型的机械清管器和塑料清管器，也可以是其他类型的清管器。
在本发明中，发生装置由传感器、电池组、充电单元、高电压储能电容器、场畸变隔离开关和放电单元组成。发生装置的启动由传感器进行控制。其运转模式是电池组经充电单元把低压直流转换为高压直流对高压电容器充电，电容器在达到预设的充电电压(例如20KV)后经场畸变隔离开关对放电单元放电，从而完成发生装置的一次运转，等待传感器的下一次指令。从充电到放电，一次运转周期约为30秒。放电单元是一个带有旋转椭球面的火花隙，安装在清管器的前端。火花隙由一对放电电极构成，用于在液体介质中产生脉冲等离子体。这样产生的脉冲等离子体在液体介质中引发了强大的冲击波。冲击波产生的冲击力对于堵塞物的清除作用与高压水射流产生的冲击力对于堵塞物的清除作用相比，两者有某些相似之处。但因前者瞬时产生的冲击力远远大于后者，因此对于堵塞物有更强的清除效果。冲击波的空间分布大致可以分为前向冲击波和后向冲击波两部分。旋转椭球面具有反射后向冲击波，起定向和汇聚其能量的作用，从而提高了冲击波能量的利用效率。前向冲击波和紧接着的反射冲击波的先后冲击作用，加强了对于清管器前方管道堵塞物的解堵效果。
除放电单元外，发生装置的其余部分放置于一个带有结构的柱形壳体内，此壳体构成解堵式清管器的骨架。对于不同直径和长短的管道，以及不同种类和性质的污垢物，可以制作不同功能的解堵式清管器进行作业。它由不同参数(例如装置直径、电池组容量、储能电容器的电容、电压和放电能量，以及火花隙的结构、形状等)的发生装置和不同功能的清管器组成。
本发明的有益效果是在解堵式清管器实施管道的一般清垢作业的同时，一旦遇到堵塞以至清管器不能前行时，可以由传感器感知并作出反应，启动发生装置实施清垢解堵作业，直至解堵式清管器得以继续前行，再次进行清垢作业为止。本发明集脉冲等离子体的解堵功能和清管器本身具有的功能于一身，组成了一种新型的解堵式清管器，有堵解堵，无堵清管，提高了作业效率，扩展了现有清管器的作业范围。
图一中(1)火花隙，(2)旋转椭球面，(3)皮碗，(4)场畸变隔离开关，(5)承重轮，(6)壳体，(7)高电压储能电容，(8)充电单元，(9)电池组，(10)传感器。
具体实施例方式
现在结合附图和实施例进一步阐明本发明的具体结构和运转模式。
图一为解堵式清管器的结构示意图。
如图一所示的实施例中，解堵式清管器由清扫型清管器和发生装置组成。从其外形可以看出其基本上是一个清扫型皮碗清管器，但其前端有一个发生装置的放电单元(1，2)，而它的骨架是发生装置的壳体(6)。骨架的结构是根据清管器和发生装置的技术要求设计制作的，即抗压强、耐高电压、密封、防震。在本实施例中，壳体(6)呈圆柱结构，其直径不大于清管器外径的1/2，但中间部分有一凸起，便于放置体积较大的高电压储能电容器(7)以及充电单元(8)。壳体的前部是场畸变隔离开关(4)，后部是电池组(9)和传感器(10)。根据电气的和电子学的技术要求对壳体的内部结构作出具体安排。放电单元(1，2)安装于壳体(6)的前端，是一个带有旋转椭球面(2)的火花隙(1)，火花隙由一对电极组成，它与场畸变开关(4)用外面包裹着绝缘材料的铜导体相连接。火花隙在旋转椭球面内的空间位置是这样确定的，通常是使火花隙在此空间位置上产生的脉冲等离子体的中心部分处于旋转椭球面的焦点处。在壳体(6)外套了三个皮碗(3)，分置于壳体的不同位置。为了减少皮碗的磨损，壳体前后部各装四个方位均布的承重轮(5)，承重轮带滑动支撑杆和弹簧，自由状态下的外径略大于待作业的管道内径，承重轮转轴与壳体轴线的交角约为89度。
解堵式清管器的运转模式概述如下首先解堵式清管器按照常规的清管器的作业方式，发射至待清洗的管道内进行正常作业。清管器的正常作业是指清管器在一定外加压力的推动下在管道内以“波动不大”的确定速度在管道内行进。当清管器在管道内的行进速度变慢或停止行进时即表示管道已发生严重结垢或堵塞。这一情况由安装在解堵式清管器内的传感器(10)感知并启动发生装置。发生装置按以下过程运转，首先是电池组(9)与充电单元(8)(含逆变器、LC谐振电路、升压变压器、整流电路)接通，然后对高电压储能电容器(7)充电，当充电电压达到一设定值(例如20KV)时，场畸变隔离开关(4)接通，导致放电单元(7)的火花隙放电，产生脉冲等离子体及其冲击波，对管道进行清洗和解堵。管道被解堵或清除了严重结垢之后，清管器重新开始正常工作，直至传感器再次发出指令开始下一个充放电作业。一次充放电时间约为30秒。可以通过预设传感器的工作点来选定发生装置的启动时机。
解堵式清管器在清管过程中，会多次启动发生装置进行清垢解堵。其放电次数取决于管道的结垢情况。设定发生装置放电1000次可满足解堵式清管器在一次清管作业中的需求，相应的电池组容量也应与之相配。
现以管壁内径为40cm的输油管道为例作一具体说明。此时火花隙的放电能量应不大于500焦耳。这个数值可以使火花隙产生的冲击波有效地清垢解堵，同时也保证了不损伤管壁。由此可得到下列技术参数高电压储能电容器的工作电压是20KV，额定电容是2.5μf。电池组容量应不小于350Wh，此容量对于3.6V的锂电池或镍镉电池即为97Ah。按这两种电池的比能量，它们以串并联方式连接后可以放置于解堵式清管器骨架后部电池组(9)的空间区域内，以保证发生装置不少于1000次的放电作业。
权利要求
1.一种用于管道清洗的解堵式清管器，其特征是把脉冲等离子体发生装置与清管器结为一体，脉冲等离子体发生装置的供电电源是安装在其内的电池组。
2.根据权利1所述的解堵式清管器，其特征是脉冲等离子体发生装置的放电单元是一个安装在清管器前端的带有旋转椭球面的火花隙。
3.根据权利1所述的解堵式清管器，其特征是用安装在脉冲等离子体发生装置中的传感器启动脉冲等离子体发生装置运行。
全文摘要
本发明涉及一种解堵式清管器，属于管道清洗设备。它把由电池组供电的脉冲等离子体发生装置和常规的清管器同轴安装，结为一体。前者由传感器、电池组、储能和放电单元组成。放电单元是一个带有旋转椭球面的火花隙，置于清管器的前端，用于在液体介质中产生脉冲等离子体及其冲击波。旋转椭球面有反射冲击波及汇聚其能量的作用。进行在线作业的解堵式清管器遇有堵塞或严重结垢时，由传感器启动脉冲等离子体发生装置产生冲击波解堵、清垢。本发明集脉冲等离子体发生装置和清管器各自的功能于一身，有堵解堵，无堵清垢，提高了作业效率，扩大了清管器的作业范围。
文档编号B08B9/027GK1689717SQ20041003760
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月26日 优先权日2004年4月26日
发明者叶枝根 申请人:叶枝根