去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置、系统和方法

文档序号:5632300阅读:106来源:国知局
专利名称:去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置,特别是用于去除换热器管内的齿状物。本发明还涉及一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的系 统,以及一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的方法。
背景技术
在管道内存在齿状物代表了基本的问题。一方面,在管道内部的齿状物会形成管 道内的的起始点,沉积物可能导致管道堵塞以及管道破裂。而且,齿状物也会形成管道内部 的材料脱落的起始点,这也可能会导致管道破裂。在铺设新管道时经常产生这种齿状物。取决于管道的应用领域,对管道去除齿状物有不同的要求。许多应用对小的齿状 物相对不敏感,而在其他应用中即使小的齿状物也会造成严重的问题。例如,用于涡轮机冷 凝器的例如换热器管在去除齿状物方面就有高要求。在这种管道内,即使大约为0. 5mm大 小的齿状物也会产生问题,因为清洗球(Tapprogge)的使用会造成管道内部材料的脱落, 从而在不到2至3年的时间里发生管道渗漏。可能发生清洗球被卡在齿状物区或者发生管 道堵塞。之后冷凝器的性能会以可明显测量到的方式下降。例如,在发电设备的运行期间, 这种管道渗漏或者管道堵塞将意味着必须将设备的输出减小到例如30%,将完全除去盐分 的水从操作中排出,需要打开水箱,发现渗漏,堵住管道,然后设备再重新回到运行。这可能 需要四到五天没有电力供给到输电网的时间。在涡轮机冷凝器的换热器管内存在的最小齿 状物会造成整个设备的故障期。

发明内容
本发明的目的是提供一种可以缩短由管道渗漏或管道堵塞引起的设备的故障时 间的装置、系统和方法。本发明可以降低实际发生的管道渗漏或管道堵塞的数量,并可以在 它们发生之前就已经对其有所行动。根据本发明这可以快速并简单地实现。本发明目的可通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求公开了本发明的优选 实施例。根据本发明,提供了一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置,特别 是用于去除换热器管内的齿状物,该装置包括齿状物探测部件和齿状物去除部件。通过齿 状物探测部件和齿状物去除部件的组合,根据本发明的装置在单程内既可探测齿状物又可 立即去除齿状物。一个且同一个装置可用于探测和去除齿状物。与此形成对比,目前技术 领域中仅知道用于探测齿状物的装置。根据本发明,旋转涡流探测器或紧固配合的探测器 可用于探测齿状物。并不能使用这些探测器也在同一个操作中执行去除齿状物。而且,从 而也更难以在准确的位置处以分开的操作去除齿状物。常规的探测器优点主要在确定除去 管道内的齿状物。当由探测器确定出齿状物时,总是需要更换整个管道,从而导致投入相当 多的时间、材料和工作量。因此,根据本发明的装置通过将齿状物探测部件和齿状物去除部 件组合的方式,对齿状物可采取更快速和更有目的的动作。
齿状物探测部件和齿状物去除部件优选地涉及装置的彼此互相连接的分开区域。 然而,也可使用装置的同一区域以用于探测和齿状物去除。根据本发明的一个优选实施例,装置的外部尺寸按如下的方式选择该装置可以 以基本配合地方式插入到待去除齿状物的管道。优选地,装置具有基本圆筒形形状,其外径 可调节到待去除齿状物的管道的标准内径。装置的部分也可以缓圆锥形方式布置。待去除 齿状物的管道的标准内径涉及管道所需的特定内径。对于涡轮机冷凝器的换热器管,标准 内径典型地介于24mm到28mm之间。标准内径也可偏离这个范围。齿状物将导致此标准内径 减小的结果。优选的情况是,装置的外径比待去除齿状物的管道的标准内径最多低0. 6mm, 例如对于去除齿状物部件和/或探测部件或其局部区域全部是这样或主要部分是这样。这 种偏离也可更小,例如,管道的标准内径可比装置的外径或其主要部分大最多0. 5mm、最多 0. 4mm、最多0. 3mm或最多0. 2mm。在每种情况下,装置的外部尺寸或外径和待去除齿状物的 管道的标准内径可互相调节。去除齿状物部件的有效范围相对于管道的标准内径不应有太 多的游隙(Play),因为否则将更难将管道的内壁弄平滑。根据本发明的一个优选实施例,齿状物探测部件沿管道插入方向布置在齿状物去 除部件之前。当将装置插入管道时,齿状物探测部件在前面与装置一起插入。齿状物去除 部件随后插入。这带来一个优点,就是在插入期间,在齿状物探测部件的帮助下首先发现齿 状物,于是在进一步插入期间,在齿状物去除部件的帮助下执行去除管道内的齿状物。从而 齿状物的探测和去除可在一个单程内实现。优选地,齿状物探测部件和齿状物去除部件都 以圆筒形布置。优选地,他们具有相似的外径,并且形成装置的互相邻近的区域。他们可直 接或间接地互相连接。根据本发明的一个优选实施例,齿状物探测部件可按如下的方式进行布置在将 装置插入管道时,齿状物探测部件根据机械阻力的测定来探测齿状物。齿状物探测部件与 齿状物相接触,同时装置的插入由于该接触而变得更加困难。总之,围绕齿状物探测部件的 小游隙(low play)由于管道内齿状物的存在而进一步受限,从而在装置插入期间或在齿状 物探测部件插入期间可与齿状物发生碰撞。优选地,选择大于0. 2mm的齿状物以便能辨认。 可选择地,能够探测大于0. 3mm、0. 4mm、0. 5mm或0. 6mm的齿状物。探测齿状物也很有可能不是根据机械阻力的测定,而是以另一种方式。例如,公 知的用于涡流检测的探测器可用作齿状物探测部件,并且与装置的齿状物去除部件进行组合。根据本发明的进一步的优选实施例,齿状物探测部件包括校准圈(calibration ring),其外径稍小于待去除齿状物的管道的标准内径。这种校准圈大体上为圆筒形,并且 它的外部尺寸可精确得知。校准圈也可设置有缓圆锥形的布置。优选地,待去除齿状物的 管道的标准内径与校准圈的外径之差小于或等于0. 6mm、小于或等于0. 5mm、小于或等于 0. 4mm和/或小于或等于0. 2mm。根据本发明的一个优选实施例,齿状物去除部件安装成通过压力作用进行工作。 当齿状物去除部件因压力作用而工作时,齿状物去除部件改变了它的外径。优选地,在压力 的作用下,齿状物去除部件的外径正好达到待去除齿状物的管道的标准内径。齿状物被挤 压出管道从而被去除。优选地,至少装置的齿状物去除部件由特殊钢制成。根据本发明的一个优选实施例,齿状物去除部件包括带有空腔的基本圆筒体,在压力介质的作用下,该圆筒体可受压于引入到空腔中的压力。为了能够沿周向延伸,齿状物 去除部件布置成几个部分,优选为三个部分。优选地,齿状物去除部件包括基本圆筒形外壳 和邻近上述外壳的空腔。当施加压力时,压力施加在齿状物去除部件的外壳上,齿状物去除 部件的外壳将该压力传到外部,从而从管道挤压出齿状物,而不会引起周围管体不期望的 任何进一步的变形。在本发明的一个优选实施例中,可伸缩管布置在空腔内部并滑到位于 空腔内部的管状结构上。当加压时,上述管以圆形方式沿周向延伸且均勻地挤压空腔壁,由 此压力传递到外壳上。外壳用作支承面。压力介质优选为水。根据本发明的一个优选实施例,齿状物去除部件包括在其一侧的端部元件和在其 另一侧的压力管接头。压力管接头用于将压力介质引入或供给到齿状物去除部件。当把端 部元件用螺丝钉与齿状物去除部件固定在一起时,端部元件可包括例如螺帽,其用于保护 螺丝钉的末端免于生锈或腐蚀,并通过覆盖螺丝钉的末端将损坏的可能性减到最小。通过 参考装置的轴线(例如圆筒体的对称的轴线)来限定两侧。它们能够相对于管道的插入方 向位于前面和后面。根据本发明的进一步的优选实施例,密封件设置在齿状物去除部件和端部元件之 间和/或齿状物去除部件和压力管接头之间。密封件可以是0型圈或扁平封条。根据本发明的一个优选实施例,探测部件的外径大于齿状物去除部件的外径。从 而可确保在将装置插入安装好的管道期间探测部件能与齿状物碰撞,从而探测该齿状物或 以这种方式探测齿状物。另一方面,齿状物去除部件本身将没有障碍地滑过齿状物,并且也 能够置于齿状物上以用于去除齿状物的目的。优选地,这种(最大)直径之差最多为0. 3mm, 最多为0. 2mm或/和最多为0. 1mm。根据本发明的进一步的方案,涉及一种用于管道的齿状物去除的系统,具有以下 组成部分一方面,系统包括用于在安装状态下去除齿状物的装置,该装置与已在上述各实 施例中描述的装置类似。齿状物去除部件布置为通过压力作用进行工作;而且,根据本发明 的系统包括泵,其与通过压力作用而用于管道的齿状物去除的装置相连接或可连接。该泵 可以是例如电动水泵,其特别适合所述的目的。优选地,该泵包括调节装置,用于调节为齿状物去除部件供压的水平和/或用于 调节供压的持续时间。这两个参数可根据待去除齿状物的管道材料和管道的壁厚进行设 定。供应压力的持续时间和压力的水平应是充足的,以便在管道内实现永久去除齿状物。例 如,压力可大于110巴。水压主要取决于管道的尺寸和所用的材料。通过在确定时间段设 定特定的压力值,能够根据情况来实现管道内的最佳的齿状物去除。根据本发明的进一步的方案,涉及一种用于去除在安装状态下的管道内齿状物的 方法,具有以下步骤首先,例如在用于涡轮机冷凝器的换热器管内,将用于去除管道内齿 状物的装置插入到已安装好的管道内;插入的装置包括齿状物探测部件和齿状物去除部 件,并且探测部件在齿状物去除部件之前插入到管道中。该装置可以是如上所述的用于去 除管道内齿状物的装置。在进一步的方法步骤中,通过探测在将装置插入管道期间的阻力来探测齿状物。 例如,探测部件的外部尺寸可选择为仅稍小于待去除齿状物的管道的标准内径,以使得即 使当仅有很小的延伸或仅稍微向内突出时,例如只有0. 2mm,大约0. 4mm或大约0. 5mm,在将 装置插入管道期间也可与齿状物发生碰撞。
随后,在探测到的齿状物区通过加压去除管道内的齿状物,并随后将装置移出管道。根据本发明的一个优选实施例,在探测到第一个齿状物后,引导装置部分地经过此齿状物,以便齿状物去除部件位于齿状物上方或接近齿状物,然后齿状物的去除在后者 的位置处发生。这样,在待去除齿状物的管道内,第一个齿状物的去除发生在装置的进一步 向前移动期间。为此目的,齿状物探测部件被带入到相对于齿状物的最佳位置。当齿状物 去除部件具有沿管道插入方向测量的大约120mm的总长度时,在探测到齿状物之后,整个 装置可向前推进大约60mm,也就是,大约齿状物去除部件纵向延伸的一半。这可确保齿状物 处于齿状物去除部件上方的中间,并且可特别彻底地去除齿状物。根据本发明的一个优选方法实施例,在去除第一个齿状物之后,使装置再沿向后 的方向移动,接着再沿向前的方向移动。在该向前移动中,再次检查在已经去除了齿状物的 区域中是否还有齿状物。这能够检查是否完全地去除了探测到的齿状物。这进一步确保了 在几个齿状物彼此靠近的情况下仅探测和去除了其中唯一一个齿状物的情况。在所述的方 法中,在装置经过待去除齿状物的管道所执行的完整的步骤中,可去除管道内所有的齿状 物。因此,根据本发明的优选实施例,在将装置移出管道之前,在管道内去除了几个齿状物。根据本发明的进一步的优选实施例,借助于连接到用于去除管道内齿状物的装置 的泵,在预定的时间段内并以预定的压力加压。可以固定的方式预设时间段和压力。这些 值也可为响应于齿状物的探测而灵活确定。根据本发明的方法的一个特别优选的实施例,引导装置从分段管元件(sectional pipe element)直到相对的分段管元件而通过换热器管的开放管。优选地,拉动或推动装置 经过管道。例如,这可借助于连接到用于加压目的的装置上的管子实现。


本发明通过结合附图可更好地进行理解。需注意的是,附图仅涉及本发明的一个 典型实施例,其不应被解释为以任何方式限制本发明的保护范围。图1示出了根据本发明的用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置的示 意图。
具体实施例方式图示的装置1具有基本为圆筒形的外形。装置1包括校准圈3和可被加压并用作 齿状物去除部件的套管2。套管2和校准圈3均具有几个部分,例如均配置为三个部分(未 详细示出)。将校准圈3用螺丝拧在齿状物去除部件2上,0型圈4作为密封件布置在校 准圈3和齿状物去除部件2之间。端部元件7相对于管道插入方向R布置在装置1的后方 区,所述端部元件用螺丝拧在装置上,更准确地说是拧在齿状物去除部件2上,并再次使用 0型圈4进行密封。端部元件7包括螺帽6。压力管接头5沿管道插入方向R的方向布置 在前方,并且泵的管线可连接到上述压力管接头(未示出)上,所述泵可提供压力介质。图 示的装置1布置为可绕装置1的轴线A对称地转动。在操作中,用位于前方的的校准圈3将装置1推入到待去除齿状物的管道中。由 于管道标准内径的收缩,校准圈3与任何存在的齿状物相碰撞。当在与齿状物碰撞期间探测到这种阻力时,将装置1再稍微地推入到管道中,直到探测到的齿状物尽可能位于齿状物去除部件2的中间或位于齿状物去除部件2上方。然后停止插入,并且用预定时间段上 发生的预定压力水平的压力为齿状物去除部件2加压。然后轻轻地将装置1拉出管道(即 沿方向R的反方向移动)。沿管道插入方向R存在重新建立的前进运动。检查是否已经正 确地去除了齿状物和/或是否还有靠近经处理区域的齿状物。齿状物去除过程任意重复。 在单程中可探测和去除几个齿状物。在管道长度大约为13米并且在管道内大约有3到4 个齿状物的情况下,完成探测和去除齿状物大约需要15到20分钟。而且,最多需要两个工 人来操作装置,其中一个操作泵而另一个引导该工具通过管道。与此相对照,更换管道则需 要大约60分钟,如果不能更多则至少需要3个工人。后者的情况还会有额外的材料成本。
因此,根据本发明的装置、根据本发明的系统以及根据本发明的方法代表了一种 很简单、节省时间和划算的解决方案。因而,大量潜在的管道渗漏或管道堵塞在初始阶段就 已辨认出,从而显著缩短了例如发电设备的故障时间。
权利要求
一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置(1),特别是用于去除换热器管内的齿状物,所述装置(1)能够插入到待去除齿状物的管道中,并能够被引导通过所述待去除齿状物的管道,其特征在于所述装置(1)包括-用于探测齿状物的齿状物探测部件(3);和-齿状物去除部件(2),其用于在同一执行过程(或操作)中在探测到的齿状物区域中精确地去除管道内的齿状物。
2.根据前述权利要求所述的装置(1),所述装置(1)的外部尺寸以使得所述装置(1) 能够基本配合地插入到待去除齿状物的管道中的方式选择。
3.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述齿状物探测部件(3)相对于 管道插入方向(R)布置在所述齿状物去除部件(2)之前。
4.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述齿状物探测部件(3)根据在 将所述装置(1)插入管道期间测定机械阻力来探测齿状物。
5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中齿状物探测部件包括校准圈(3), 所述校准圈(3)的外径稍小于待去除齿状物的管道的标准内径。
6.根据前述权利要求所述的装置(1),其中待去除齿状物的管道的标准内径与所述校 准圈(3)的外径之差小于或等于0. 6mm、小于或等于0. 5mm、小于或等于0. 4mm和/或小于 或等于0. 2mm。
7.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述齿状物去除部件(2)安装成 借助于加压而进行工作。
8.根据前述权利要求所述的装置(1),其中所述齿状物去除部件布置为具有几个部 分,特别是三个部分,以便允许沿圆周方向扩展。
9.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述齿状物去除部件(2)具有带 空腔的基本圆柱体,并且具有能够被引入到所述空腔中而被加压的压力介质。
10.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述齿状物去除部件(2)包括在 其一侧的端部元件(7)和在其相对一侧的压力管接头(5)。
11.根据前述权利要求所述的装置(1),其中密封件(4)、特别是O型圈(4)设置在所 述齿状物去除部件(2)和端部元件(7)之间和/或所述齿状物去除部件(2)和压力管接头 (5)之间。
12.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其中所述探测部件(3)的外径大于所 述齿状物去除部件(2)的外径。
13.一种用于去除管道内齿状物的系统,包括-根据权利要求1至11中的一项所述的用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装 置(1),并且齿状物去除部件(2)布置为借助于加压而工作;-泵,为了加压的目的,其与用于去除管道内齿状物的所述装置(1)相连接或能够连接。
14.根据前述权利要求所述的系统,其中所述泵包括设定装置,用于-为齿状物去除部件设定可供压力的水平,和/或_设定提供压力的持续时间。
15.一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的方法,包括下列步骤-将用于去除管道内的齿状物的装置(1)插入到已安装好的管道内,所述装置(1)包括 齿状物探测部件(3)和齿状物去除部件(2),所述齿状物探测部件(3)在所述齿状物去除部 件(2)之前被插入;-通过探测在所述装置(1)插入期间的阻力来探测齿状物;-通过加压来去除在探测到齿状物的区域的管道内的齿状物;-将所述装置(1)移出管道。
16.根据前述权利要求所述的方法,其中在探测到第一个齿状物后,引导所述装置(1) 部分超过所述齿状物,以便所述齿状物去除部件(2)位于齿状物上方,然后在后者的位置 处去除齿状物。
17.根据前述权利要求所述的方法,其中在去除第一个齿状物后,使所述装置(1)在沿 向后的方向移动,接着再次沿向前的方向移动,在向前移动期间,再次检查在齿状物区域中 是否还有齿状物。
18.根据权利要求15至17中的一项所述的方法,其中在将所述装置(1)移出管道之前 已经去除了管道内的数个齿状物。
19.根据权利要求15至18中的一项所述的方法,其中借助于连接到用于去除管道内齿 状物的装置(1)的泵,在预定的时间段内并以预定的压力加压。
20.根据权利要求15至19中的一项所述的方法,其中引导所述装置(1)从分段管元件 直到相对的分段管元件而通过换热器管的开放管。
全文摘要
本发明涉及一种用于去除在安装状态下的管道内的齿状物的装置,特别是用于去除换热器管内的齿状物,本发明还涉及一种结合所述装置的相应的系统,以及一种使用所述装置的方法。所述装置包括齿状物探测部件(3)和齿状物去除部件(2)。因而能够在装好的管道内在单程内既探测又去除齿状物。优选地,齿状物的探测用机械实现,而齿状物的去除通过齿状物去除部件(2)的加压实现,并在圆周方向上具有相同的扩展。
文档编号F16L55/26GK101813228SQ20101011441
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者汉斯-京特·格罗贝尔尼 申请人:巴尔克有限公司
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