[发明专利]具有两级共振功能的用于管道除垢的复合型空化清洗器

说明书

技术领域

本发明涉及管道除垢技术，是一种利用低压管道除垢的复合型空化清洗器。

背景技术

在工业生产的发展过程中，管道结垢现象一直是影响管道输送能力、使用周期的主要因素之一。油田供油系统、自来水供水系统、水电站排水系统以及城市下水管道网管路复杂，使用量大，管道长，严重影响了管道的流通性。各行各业中管道输送能力、管网使用时间、管网清洗一直是限制其行业发展的一个重大问题，解决该问题实现管网在线清洗，增长管道的使用周期，使其具有更好的流通、输送能力可推动行业发展，具有重要的现实意义。

目前，管道的清洗主要分为化学清洗和物理清洗，化学清洗利用化学药剂与污垢产生化学反应，使污垢溶解随清洗液流出，达到去除污垢的目的。主要包括：酸洗法、碱洗法、有机溶剂清洗法和表面活性剂清洗法。物理清洗则是利用外来能量作用，产生打击力和压力冲击波作用于管道内壁面污垢，使其破碎、脱落，主要包括机械摩擦、超声波、空化水射流等，物理清洗方法应用达到整个工业清洗的75％左右。

管道化学清洗方式存在的一些缺点：化学清洗由于其使用化学药品容易对环境造成污染，对人身健康有损害，残液对管体有腐蚀，其使用受到了极大的限制。

目前管道物理清洗主要方式包括：高压水射流、PIG清洗方法。高压水射流清洗方式在工业清洗当中具有广泛的应用，但是其清洗压力大，工程上通常在100-280MPa的压力下进行，并且清洗设备投资大，复杂结构管线要求解体清洗，长距离管线分段清洗，危险性较高。PIG清洗是一项由管道保养维护技术发展演变而来的管道清洗技术，其通过能力强，使用范围广，可以通过弯曲的管道而不造成堵塞，并且清洗密封性好，重量轻，回弹性好，但是设备价格昂贵，操作技术困难。

中国专利201710334512.5申请了一种用于管道除垢的复合型空化清洗器，包括叶片清洗结构和空化喷嘴，所述的叶片清洗结构和空化喷嘴通过自锁螺纹和空化喷嘴自身的台肩连接为一体；所述的叶片清洗结构包括内层叶片和外层叶片两组叶片，所述的内层叶片和外层叶片交错叠放在一起；所述的喷嘴由入口腔、空化谐振腔和射流小孔组成。由于该发明采用了空化机理对管道进行清洗，远远超过传统清洗手段的清洗效率。且采用叶片空化清洗器和空化喷嘴两级复合，提高了单级空化清洗器的空化效果。由于该发明采用复合型空化清洗器，所需驱动压力低于10MPa，比传统的高压水射流清洗技术危险性降低。由于该发明采用的空化清洗器，设备简单，造价较低，比传统的PIG清洗技术所需成本降低。

但该复合型空化清洗器，水流进入空化喷嘴后，只能进行单级激振，不能形成共振使其激振峰值叠加，故自激振产生的激波较小。而要产生好的空化效果，需要外加激励源，例如超声波或者激光诱导等方式产生空化效果，这样会导致操作复杂、工况适应性差和成本较高，难以适用于工业生产中。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种空化效果好且低成本的具有两级共振功能的用于管道除垢的复合型空化清洗器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

具有两级共振功能的用于管道除垢的复合型空化清洗器，包括叶片清洗结构和亥姆霍兹空化喷嘴，所述的叶片清洗结构和亥姆霍兹空化喷嘴通过上自锁螺母和下自锁螺母连接为一体；

所述的叶片清洗结构包括内层叶片和外层叶片两组叶片，所述的内层叶片和外层叶片交错叠放在一起；所述的叶片清洗结构通过弯折定型成具有双折弯角度的碗状结构，且满足弯折角度θ₁>θ₂；

所述的亥姆霍兹空化喷嘴由入口腔、上喷嘴出口、共振腔和下喷嘴出口组成；下喷嘴出口直径与上喷嘴出口直径比为1.2-2.3；共振腔直径和下喷嘴直径比为6-9；共振腔长度与共振腔直径之比为0.5-0.7；

所述的叶片清洗结构内腔与压紧板贴合。

进一步地，所述的下喷嘴出口为锥孔，锥孔锥角范围为90°-120°。

进一步地，所述的压紧板与叶片清洗结构内腔贴合，采用高弹性材料。