EP0490117A1 - Method for cleaning a pipe - Google Patents
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- EP0490117A1 EP0490117A1 EP91119494A EP91119494A EP0490117A1 EP 0490117 A1 EP0490117 A1 EP 0490117A1 EP 91119494 A EP91119494 A EP 91119494A EP 91119494 A EP91119494 A EP 91119494A EP 0490117 A1 EP0490117 A1 EP 0490117A1
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for cleaning a pipeline according to the preamble of
Werden Güter unterschiedlichster Art durch Rohrleitungen gefördert, so ergibt sich, sei es bei Wechsel des zu fördernden Gutes, oder auch nach einer gewissen Standzeit, die Notwendigkeit, die Rohrleitungen zu reinigen. Dabei werden an den Rohrinnenwänden anhaftende Gutrückstände oder auch Absiebteilchen zu entfernen sein.If goods of various types are conveyed through pipelines, it is necessary to clean the pipelines, be it when the goods to be conveyed change or after a certain period of time. It will be necessary to remove residues or sieve particles adhering to the inside of the pipe.
Bei langen Rohrleitungen bzw. solchen, die für den Transport von toxischen Stoffen vorgesehen sind, ist die Demontage der Leitung und die nachfolgende Reinigung der Rohrteile ziemlich zeitaufwendig, bzw. nur unter sorgfältig einzuhaltenden Sicherheitsbestimmungen durchführbar. Als Alternative dazu wurden derartige Rohrleitungssysteme bisher vollständig mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt, wobei diese Flüssigkeit durch die Leitungen gepresst oder auch gesaugt wurde. Es ist offensichtlich, dass für diese Methode grosse Mengen an Reinigungsflüssigkeit notwendig sind, was sowohl unter dem Gesichtspunkt der Umweltverträglichkeit als auch unter dem der Wirtschaftlichkeit fragwürdig ist.In the case of long pipelines or those which are intended for the transport of toxic substances, the dismantling of the pipeline and the subsequent cleaning of the pipe parts is quite time-consuming, or can only be carried out under carefully observed safety regulations. As an alternative to this, pipe systems of this type have hitherto been completely filled with cleaning liquid, this liquid being pressed through the pipes or also sucked up. It is obvious that large amounts of cleaning fluid are required for this method, which is questionable both from the point of view of environmental compatibility and from the point of view of economy.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Reinigung von Rohrleitungen mit Hilfe von Reinigungsflüssigkeiten vorzunehmen, ohne dass die Rohrleitungen demontiert werden müssen, wobei der Durchsatz von Reinigungsflüssigkeit um einige Grössenordnungen gegenüber dem konventionellen Verfahren herabgesetzt wird.In contrast, the object of the invention is to carry out the cleaning of pipelines with the aid of cleaning fluids without the pipelines having to be dismantled, the throughput of cleaning fluid being reduced by a few orders of magnitude compared to the conventional method.
Das gelingt durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This is achieved by realizing the characterizing features of
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den kennzeichnenden Merkmalen der abhängigen Ansprüche beschrieben.Advantageous further developments are described in the characterizing features of the dependent claims.
Strömen die beiden Phasen Flüssigkeit und Gas durch eine Rohrleitung, so sind äusserst unterschiedliche Strömungsbilder möglich, die insbesondere vom Anteil des Gasdurchsatzes abhängig sind, aber auch davon, ob horizontale, vertikale oder geneigte Rohre durchströmt werden. Im allgemeinen strömen Gas und Flüssigkeit in die gleiche Richtung. In vertikalen oder stark geneigten Rohren ist aber auch ein Gegenstrom zwischen Gas und Flüssigkeit möglich. Die Uebergänge zwischen den einzelnen Existenzbereichen der Strömungsformen können fliessend sein; auch ergeben sich je nach dem Phasenpaar erhebliche Verschiebungen für die Grenze der Strömungsformen.If the two phases liquid and gas flow through a pipeline, extremely different flow patterns are possible, which depend in particular on the proportion of gas throughput, but also on whether horizontal, vertical or inclined pipes are flowed through. In general, gas and liquid flow in the same direction. A countercurrent between gas and liquid is also possible in vertical or strongly inclined pipes. The transitions between the individual areas of existence of the flow forms can be fluid; depending on the phase pair there are also significant shifts for the limit of the flow forms.
Im Rahmen der Erfindung ist der Reinigungsvorgang auch mittels Pfropfen- oder Schaumströmung denkbar. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenströmung, die in Form einer Ringströmung durch das Rohrleitungssystem strömt. Unter einer Ringströmung wird eine Strömung verstanden, bei der die Flüssigkeit längs der Rohrwand einen meist dünnen Film bildet und das Gas im Rohrzentrum strömt. Die beiden Phasen sind dabei durch eine mehr oder weniger gut definierte Grenzschicht voneinander getrennt, die in etwa der Innenwand der Rohrleitung entspricht. Dabei sind für vertikale und in gewissen Fällen auch für geneigte Rohrleitungen sowohl gleichgerichtete als auch entgegengesetzte Strömungsrichtungen für die Gas- und die Flüssigkeitsphase möglich. Eine umfassende Darstellung der Zweiphasen-Ringströmungsphänomene ist in Hewitt, Hall Taylor: "Annular Two-Phase Flow" (Pergamon Press, 1970) gegeben, dessen Inhalt hiermit als geoffenbart gilt.In the context of the invention, the cleaning process by means of plug or foam flow is also conceivable. However, it is preferred to use a gas-liquid two-phase flow which flows through the pipeline system in the form of an annular flow. An annular flow is understood to be a flow in which the liquid forms a mostly thin film along the pipe wall and the gas flows in the pipe center. The two phases are separated from each other by a more or less well-defined boundary layer, which corresponds approximately to the inner wall of the pipeline. Both vertical and opposite flow directions for the gas and liquid phases are possible for vertical and in certain cases also for inclined pipes. A comprehensive description of the two-phase ring flow phenomena is given in Hewitt, Hall Taylor: "Annular Two-Phase Flow" (Pergamon Press, 1970), the content of which is hereby disclosed.
Die Form, in der die Flüssigkeit in die Rohrleitung eingespeist wird, ist - gegenteilig zu verschiedenen Literaturstellen - für die Entstehung der Ringströmung selbst nicht besonders wesentlich. So könnte die Flüssigkeit über eine oder mehrere zentrale Düsen in den Gasstrom eingespeist werden, oder auch ringförmig über einen porösen Rohrteil oder eine Ringleitung. Wird die Flüssigkeit im wesentlichen zentral eingespeist, so wird im allgemeinen eine disperse Ringströmung entstehen, bei der feinverteilte Flüssigkeitströpfchen im Gasstrom mitgerissen werden.Contrary to various literature references, the form in which the liquid is fed into the pipeline is not particularly important for the formation of the ring flow itself. So the liquid could go through one or more central Nozzles are fed into the gas stream, or also in a ring via a porous tube part or a ring line. If the liquid is fed in essentially centrally, a disperse ring flow will generally arise, in which finely divided liquid droplets are entrained in the gas flow.
Durch eine tangentiale und/oder gegen die Rohrachse geneigte Einströmrichtung der Flüssigkeit wird allerdings der Druckverlust herabgesetzt, da der Gasstrom weniger Energie zur Beschleunigung des Flüssigkeitsringes aufbringen muss, und es wird weniger Flüssigkeit durch das Gas im Rohrzentrum mitgerissen werden.However, the pressure loss is reduced by a tangential and / or inclined flow direction of the liquid against the pipe axis, since the gas flow has to apply less energy to accelerate the liquid ring, and less liquid will be entrained by the gas in the pipe center.
Für eher schonende Reinigungsvorgänge von vertikalen bzw. wenig geneigten Rohren, bei denen die Flüssigkeit in Form eines dünnen Films entlang der Rohrinnenwand herabrinnt und das Gas sowohl in Richtung der Flüssigkeitströmung oder auch entgegengesetzt dazu strömen kann, ist eine ringförmige Einspeisung am Rohrumfang vorzusehen.For more gentle cleaning processes of vertical or less inclined pipes, in which the liquid runs down in the form of a thin film along the inner wall of the pipe and the gas can flow both in the direction of the liquid flow or in the opposite direction, an annular feed must be provided on the pipe circumference.
Das aus der Literatur bekannte, auf empirischem Weg erstellte Diagramm von Baker zeigt - allerdings nur für horizontale Rohre - die Existenzbereiche der verschiedenen Strömungsformen für Zweiphasenströmungen.Baker's diagram, which is known from the literature and has been developed empirically, shows - but only for horizontal pipes - the areas of existence of the various flow types for two-phase flows.
Erfindungsgemäss zeigt sich ein ganz bestimmter Betriebsbereich - unabhängig von horizontaler oder vertikaler Rohrführung - für die Ausbildung einer Ringströmung mit hoher Reinigungswirkung und minimalem Flüssigkeitsverbrauch als besonders vorteilhaft. Die angegebenen Werte beziehen sich auf eine Flüssigkeits-Gas-Zweiphasenströmung mit einem Verhältnis von 1 m³ : 3000 bis 7500 m³ bzw. von 1 kg : 2,0 bis 6,0 kg. Damit ergibt sich beispielsweise für eine Reinigungszeit von ca. 10 Min. bei einem Rohrleitungssystem, das einen Rohrdurchmesser von 65 mm aufweist, unabhängig von seiner Länge, ein Verbrauch von ca. 30 l Flüssigkeit, wohingegen bei vollständiger Füllung der Rohrleitung mit Reinigungsflüssigkeit ca. 80'000 l Flüssigkeit notwendig wären.According to the invention, a very specific operating range - regardless of horizontal or vertical pipe routing - proves to be particularly advantageous for the formation of an annular flow with a high cleaning effect and minimal liquid consumption. The values given refer to a liquid-gas two-phase flow with a ratio of 1 m³: 3000 to 7500 m³ or 1 kg: 2.0 to 6.0 kg. For a cleaning time of approx. 10 minutes for a pipe system with a pipe diameter of 65 mm, regardless of its length, this results in a consumption of approx. 30 l of liquid, whereas approx. 80 when the pipe is completely filled with cleaning liquid '000 l of liquid would be necessary.
Anhand der Folgenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielshaft näher erläutert. Es zeigen.
- Fig. 1
- Strömungsformen von Zweiphasenströmungen in horizontalem Rohr;
- Fig. 2
- Strömungsformen von Zweiphasenstromen in vertikalem Rohr, wobei
- Fig. 2a
- gleichgereichtete Zweiphasenströmungen und
- Fig. 2b
- eine ungleichgerichtete Zweiphasenströmung zeigt;
- Fig. 3 a bis d
- Varianten für die Einströmgeometrie der Flüssigkeit;
- Fig. 4
- das Diagramm für die Existenzbereiche der verschiedenen Strömungsformen nach Baker, ergänzt von Scott;
- Fig. 5
- ein Diagramm zur Berechnung des Druckverlustes bei einer Zweiphasenströmung im horizontalen Rohr;
- Fig. 6
- die Abhängigkeit des Flüssigkeitsmassenstroms vom Rohrdurchmesser für einen ausgewählten Betriebsbereich; und
- Fig. 7
- eine Ausführung einer erfindungsgemässen Anlage.
- Fig. 1
- Flow forms of two-phase flows in a horizontal tube;
- Fig. 2
- Flow forms of two-phase currents in a vertical tube, where
- Fig. 2a
- rectified two-phase flows and
- Fig. 2b
- shows an unidirectional two-phase flow;
- 3 a to d
- Variants for the inflow geometry of the liquid;
- Fig. 4
- the diagram for the areas of existence of the various types of flow according to Baker, supplemented by Scott;
- Fig. 5
- a diagram for calculating the pressure loss in a two-phase flow in the horizontal tube;
- Fig. 6
- the dependence of the liquid mass flow on the pipe diameter for a selected operating range; and
- Fig. 7
- an embodiment of a system according to the invention.
In Fig. 1 sind verschiedene Strömungsformen einer Zweiphasenströmung in einem horizontalen Rohr 1 dargestellt. Dabei ist die Strömungsrichtung sowohl für die Flüssigkeit als auch für das Gas jeweils gleich und durch einen Pfeil mit dem Index L für die Flüssigkeit und einem Index G für das Gas angegeben. Von oben nach unten sind in Fig. 1 dargestellt:
- die
Blasenströmung 2, mit Gasblasen im oberen Rohrteil; Gas und Flüssigkeit haben in etwa die gleiche Geschwindigkeit; Die Pfropfenströmung 3; geschossförmige Pfropfen bewegen sich im oberen Rohrteil;- die
Schichtströmung 4, bei der die beiden Phasen durch eine glatte Grenzfläche getrennt sind, im Gegensatz zur Wellenströmung 5, bei der die Phasengrenze wellig ausgebildet ist;- bei steigender Gasgeschwindigkeit werden die
Wellen der Wellenströmung 5 schwallartig aufgeworfen, es kommt zu Benetzung der gesamten Rohrinnenfläche, wobei ein dünner Film den Zwischenraum zwischen den einzelnen schwallförmigen Wellen an der Rohroherseite ausfüllt; diese Strömungsform wirdals Schwallströmung 6 bezeichnet; - bei weiterer Erhöhung der Gasgeschwindigkeit werden die schwallförmige Wellen von Gas durchdrungen, und es bildet sich eine Ringströmung 7, wobei unter dem Einfluss der Schwerkraft die Filmdicke an der Oberseite des Rohres 1 geringer ist als an der Unterseite.
- the
bubble flow 2, with gas bubbles in the upper tube part; Gas and liquid have roughly the same speed; - The
plug flow 3; bullet-shaped plugs move in the upper tube part; - the
layer flow 4, in which the two phases are separated by a smooth interface, in contrast to -
Wave flow 5 in which the phase boundary is wavy; - with increasing gas velocity, the waves of the
wave flow 5 are thrown up like gushes, the entire inner surface of the tube is wetted, a thin film filling the space between the individual gushing waves on the tube side; this type of flow is referred to assurge flow 6; - as the gas velocity increases further, the gushing waves of gas are penetrated, and an
annular flow 7 is formed, the film thickness on the top of thetube 1 being less than on the bottom under the influence of gravity.
Entsprechende Strömungsformen entstehen in vertikalen Rohren; aus Fig. 2a sind (von links nach rechts) die Blasenströmung 2, die Pfropfenströmung 3, die der Schwallströmung 6 im horizontalen Rohr entsprechende Schaumströmung 8 und die Ringströmung 7 zu erkennen. Für die Schaumströmung 8, die - ebenso wie die Schwallströmung 6 im horizontalen Rohr - die Uebergangsform zwischen Pfropfenströmung 3 und Ringströmung 7 darstellt, wird auch die Bezeichnung Semi-Ringströmung verwendet. Die Strömungsrichtungen von Gas und Flüssigkeit sind in allen diesen Fällen gleich.Corresponding flow forms arise in vertical pipes; 2a (from left to right) the
Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 2b eine im Inneren eines vertikalen Rohres 1 herabrinnende Flüssigkeit, die, um eine geschlossene Flüssigkeits-Filmschicht zu erhalten, ringförmig am Rohrdurchmesser eingespeist werden sollte. Das Gas kann dabei auch entgegengesetzt dazu, also aufwärts, strömen, solange die Geschwindigkeit des Gases nicht zu gross wird, sodass keine Wellen das laminare Strömungsverhalten des Flüssigkeitsfilms ablösen. Ein solcher Rieselfilm 9 stellt natürlich auch eine Form von Ringströmen dar, allerdings ist hier die gegenseitige Beeinflussung von Gas- und Flüssigphase vergleichsweise gering.In contrast, FIG. 2b shows a liquid running down inside a
Für eine sparsame und doch effektive Rohrreinigung ist - bei Vergleich der verschiedenen Strömungsformen - sicherlich die Ringströmung vorzuziehen, der Spezialfall des Rieselfilms ist nur für vertikale bzw. wenig geneigte Rohre und sanfte Reinigungsvorgänge denkbar. Jedoch auch Pfropfen- 3 oder Schwall- 6 bzw. Schaumströmungen 8 wären für eine Rohrreinigung mit sparsameren Reinigungsflüssigkeits-Verbrauch einsetzbar.For economical and yet effective pipe cleaning - when comparing the different flow types - the ring flow is certainly preferable, the special case of trickling film is only conceivable for vertical or slightly inclined pipes and gentle cleaning processes. However, grafting 3 or gushing 6 or foam flows 8 could also be used for pipe cleaning with more economical cleaning fluid consumption.
Weiter unten werden anhand eines Beispiels die Verbrauchswerte für eine Reinigung mittels Ringströmung mit denen bei mit Flüssigkeit vollgefülltem Rohr verglichen.Below, an example is used to compare the consumption values for cleaning by means of a ring flow with those for a pipe filled with liquid.
In Fig. 3 sind verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie die Flüssigkeit in ein Rohr 1 eingespeist werden kann. Bei den in Fig. 3a und 3b dargestellten Fällen wird die Ausbildung einer Ringströmung begünstigt. Wird entsprechend Fig. 3b die Flüssigkeit über einen - hier als poröse Wand 10 - ausgebildeten - ringförmigen Einlass eingebracht, so können sowohl gleichgerichtet strömende als auch ungleichgereichtete strömende Ringströmungen entstehen. Eine Einspeisung der Flüssigkeit nach Fig. 3a allerdings, bei der die Flüssigkeit über eine Einlassdüse 11 in das Rohr 1 unter Druck eingespeist wird, ist besonders günstig. Da die Düse 11 gegen die Rohrachse 12 unter einem Winkel α (von vorzugsweise 45°) geneigt und/oder tangential in den Rohrumfang mündet, ist weniger Energie durch das Gas zur Erzeugung der Ringströmung aufzubringen; der Druckverlust entlang der Rohrleitung ist geringer.In Fig. 3 different possibilities are shown how the liquid can be fed into a
Auch bei den in Fig. 3c bzw. 3d dargestellten Einlassdüsen 11a bzw. 11b, die die Flüssigkeit im wesentlichen ins Rohrzentrum einspeisen, entsteht - bei entsprechender Gasgeschwindigkeit - eine Ringströmung. Allerdings wird in diesen Fällen der Gas"kern" im allgemeinen mitgerissene Flüssigkeit in dispergierter Form mit sich führen.In the case of the
In Fig. 4 ist das Diagramm von Baker dargestellt, aus dem ein sehr enger Bereich als erfindungsgemäss bevorzugt gelten kann, und nach den die Existenzbereiche der einzelnen Strömungsformen in horizontalen Rohren grob abgeschätzt werden können. Das auf rein empirischem Weg gewonnene Diagramm ist für Flüssigkeit-Gas-Phasen brauchbar, die dem Stoffpaar Luft-Wasser vergleichbar sind. Doch selbst im letzteren Fall werden erhebliche Abweichungen von diesem Diagramm beobachtet. Die Bereiche der einzelnen Strömungsformen sind in Fig. mit den Bezugszeichen entsprechend Fig. 1 bzw. 2 gekennzeichnet.4 shows the diagram of Baker, from which a very narrow range can be considered preferred according to the invention, and according to which the areas of existence of the individual flow forms in horizontal tubes can be roughly estimated. The diagram, which is obtained purely empirically, can be used for liquid-gas phases that are comparable to the air-water pair. But even in the latter case, significant deviations from this diagram are observed. The areas of the individual flow forms are identified in FIG. 1 by the reference numerals corresponding to FIGS. 1 and 2.
Der Ausdruck
definiert. ρ sind die Dichtewerte, σ die Oberflächenspannung, und µ die Viskosität der Flüssigkeit. Die Indizes A und W bezeichnen die Werte für Luft bzw. Wasser; L und G, wie bereits oben angegeben, diejenigen für Flüssigkeit bzw. Gas.The expression
Are defined. ρ are the density values, σ the surface tension, and µ the viscosity of the liquid. The indices A and W denote the values for air and water, respectively; L and G, as already stated above, those for liquid and gas.
Bei einer ringförmigen Zweiphasenströmung durch vertikale Rohre macht sich der Einfluss der Gravitation nicht wie bei horizontalen Strömungen bemerkbar, dass nämlich die Ringdicken an der Rohrober- bzw. -unterseite um mehr als eine Grössenordnung variieren können. Die vertikale Ringströmung ist im wesentlichen stabil, während die horizontale Ringströmung grundsätzlich instabil ist. Demnach ist es wichtig, einen Betriebsbereich zu finden, der sowohl für horizontale als auch für vertikale Rohre - also für ein komplexes Rohrleitungssystem, in dem auch Krümmungen auftreten, - eine Ringströmung mit geringstmöglichem Flüssigkeitswasserstrom gewährleistet. Im Bereich 13, für den im Diagramm von Baker der einzuhaltende Wert für den Ausdruck der Abszisse zwischen 0.1 und 0.4 und der der Ordinate zwischen 2·10⁴ und 10⁵ beträgt, ergibt befriedigende Ergebnisse, sowohl für die Phasen Flüssigkeit/Gas mit einem in der oben angegebenen Grössenordnung, wobei diese Grenzen in Extremfällen auch über- bzw. unterschritten werden können, und zwar um wenigstens 10%, gegebenenfalls sogar um 20%.In the case of a ring-shaped two-phase flow through vertical pipes, the influence of gravity is not the same as with horizontal ones Currents noticeable, namely that the ring thicknesses on the pipe top or bottom can vary by more than an order of magnitude. The vertical ring flow is essentially stable, while the horizontal ring flow is fundamentally unstable. It is therefore important to find an operating area that guarantees an annular flow with the least possible liquid water flow for both horizontal and vertical pipes - i.e. for a complex piping system in which bends also occur. In
Die in Fig. 5 dargestellte Korrelation von Lockhart und Martinelli ermöglicht die Berechnung des Druckverlustes für Zweiphasenströmungen, wobei den einzelnen Kurven die Voraussetzung zugrunde liegt, dass die beiden Phasen voneinander unbeeinflusst durch die Rohrleitung strömen. Die Kurven 14a - d und 15a - d entsprechen dabei Flüssigkeiten bzw. Gasen mit turbulentem bis laminarem Strömungsverhalten. Die Abszisse des Diagramms entspricht dabei der Wurzel aus dem Verhältnis
wobei der Wert für den Druckabfall im Zähler bzw. Nenner dem wert entspricht, der sich einstellen würde, wenn nur Flüssigkeit bzw. nur Gas durch das Rohr strömen würde. An der Ordinate können die Wurzeln aus den Ausdrücken (Δp/Δℓ)ZP/(Δp/Δℓ) bzw. (Δp/Δℓ)ZP/(Δp/Δℓ)G, abgelesen werden. Die Werte für den Nenner sind dabei bekannt, es können demnach die Druckdegradieten für die Gas- bzw. Flüssigkeitsphase der Zweiphasenströmung (Index ZB) bestimmt werden.The correlation of Lockhart and Martinelli shown in FIG. 5 enables the pressure loss for two-phase flows to be calculated, the individual curves being based on the premise that the two phases flow through the pipeline unaffected by one another. Curves 14a-d and 15a-d correspond to liquids or gases with turbulent to laminar flow behavior. The abscissa of the diagram corresponds to the root of the relationship
where the value for the pressure drop in the numerator or denominator corresponds to the value that would occur if only liquid or only gas would flow through the pipe. The roots can be read on the ordinate from the expressions (Δp / Δℓ) ZP / (Δp / Δℓ) or (Δp / Δℓ) ZP / (Δp / Δℓ) G. The values for the denominator are known, so that the pressure degrades for the gas or liquid phase of the two-phase flow (index ZB) can be determined.
Das in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt den für einen ausgewählten Betriebspunkt 16 im Baker-Diagramm (Fig. 4) berechneten Massenstrom GL für Wasser bei verschiedenen Rohrdurchmessern.The diagram shown in FIG. 6 shows the mass flow G L calculated for a selected
Die grundsätzlich als instabil zu betrachtende, horizontale Ringströmung erweist sich als wesentlich stabiler, wenn das horizontale Rohr nach einem vertikalen Rohrabschnitt durchströmt wird; längere horizontale Rohrabschnitte sollten demnach nach vertikalen Rohrabschnitten durchströmt werden können, was bei der Auslegung eines auf die erfindungsgemässe Art zu reinigenden Rohrleitungssystem beachtet werden sollte.The horizontal ring flow, which is fundamentally to be regarded as unstable, proves to be substantially more stable if the horizontal pipe is flowed through after a vertical pipe section; longer horizontal pipe sections should therefore be able to flow through according to vertical pipe sections, which should be taken into account when designing a pipe system to be cleaned in the manner according to the invention.
Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Anlage zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Förderrohrleitung 101 (die dem Rohr 1 der Fig. 1 bis 3 entspricht), in die normalerweise Fördergut aus einem Aufgabebehälter 17 in bekannter Weise in einem Anfangsabschnitt 201 eingespeist wird. Dieser Anfangsabschnitt 201 ist an einen nicht Förderaufgaben dienenden Leitungsabschnitt 301 mit einem Gebläse 18 als Druckgasquelle (im allgemeinen Druckluftquelle, wenn nicht aus besonderen Gründen ein anderes Gas, wie Inertgas verwendet wird) angeschlossen. Die Förderung erfolgt dabei über einen Steilabschnitt 401 und eine, lediglich schematisch angedeutete Rohrweiche 19 bis in einen Abscheider (Zyklon) 20.FIG. 7 shows a simplified system for carrying out the method, with a conveying pipeline 101 (which corresponds to the
Soll nun die Förderleitung 101 gereinigt werden, so wird die Rohrweiche 19 derart umgestellt, dass die Reinigungsflüssigkeit (Wasser, Reinigungs- bzw. Lösungsmittel od.dgl.) einem Abscheider 21 zugeführt wird. Beide Abscheider 20, 21 sind über Abzugleitungen 22 mit einem nicht dargestellten Gasabzug verbunden, der gegebenenfalls beiden Abscheidern 20, 21 gemeinsam sein kann und erforderlichenfalls auch ein Sauggebläse aufweist. Das Druckgebläse 18, gegebenenfalls zusammen mit solchen Sauggebläsen, ist jedenfalls so ausgebildet und dimensioniert, dass sich die oben erläuterte Zwei-Phasen-Strömung einstellt.If the
Nach Umschalten der Rohrweiche 19 wird eine mit einem Flüssigkeits vorrat 23 verbundene Pumpe 24 in Tätigkeit gesetzt, die an einer, zweckmässig im Anfangsbereich 201 liegenden Stelle, die Reinigungsflüssigkeit in die Rohrleitung 101 in der oben geschilderten Weise pumpt. Es ist ersichtlich, dass die Verbindung der Pumpe 24 über eine Zufuhrleitung 111 an einer Stelle vorgesehen ist, die nach der Einmündung des vom Behälter 17 abgehenden Zufuhrkrümmers 26 (nur strich-Punktiert angedeutet) liegt, doch kann es wünschenswert sein, die Einmündung der Leitung 111 vor dem Krümmer 26 vorzusehen. Nach dem Stande der Technik ist es bekannt, mehrere Stichleitungen, über die Länge der Förderleitung 101 verteilt, in diese einmünden zu lassen, und so wäre es auch möglich, mehrere Leitungen 111 vorzusehen, die von der Flüssigkeitsquelle 23, 24 gespeist werden, und die an verschiedenen Stellen der Leitung 101 einmünden. Im allgemeinen wird dies aber nicht erwünscht sein, da dies einerseits zu einem höheren Aufwand führt, anderseits, die in der Leitung 101 enthaltene Flüssigkeitsmenge mit zunehmender Länge der Leitung 101 nur vergrössert. Denkbar wäre eine solche Lösung nur bei sehr stark schmutzenden Gütern, bei denen die Reinigungsflüssigkeit rasch eine gesättigte Lösung bildet, die dann zu weiterer Reinigungsarbeit nicht ohne weiteres tauglich ist. Für den Normalfall aber ist es bevorzugt, wenn nur eine einzige Leitung 111 (mit einer Düse 11 gemäss Fig. 1-3) für die Flüssigkeitszufuhr vorhanden ist.After switching the
Es ist verständlich, dass es denkbar wäre, im senkrechten Abschnitt der Rohrleitung 101 die Flüssigkeit auch entgegengesetzt zur Gasströmungsrichtung fliessen zu lassen, in welchem Falle die Anordnung der Abscheider entsprechend zu ändern wäre.It is understandable that it would be conceivable to have the liquid flow in the vertical section of the
Damit das beschriebene Reinigungsverfahren einwandfrei funktioniert, muss darauf geachtet werden, dass bei den Flanschverbindungen zwischen den einzelnen Rohrabschnitten keine Vorsprünge in den Rohrinnenraum hineinragen. Es sollten möglichst glatte Innenwandungen durchströmt werden. Starke Krümmungen und abrupte Änderungen des Rohrdurchmessers sind ebenfalls zu vermeiden. Andernfalls besteht die Möglichkeit - wenn auch nicht mit der gleichen Effektivität - den Rohrreinigungsprozess abwechselnd in zwei Richtungen ablaufen zu lassen.In order for the cleaning process described to work properly, it must be ensured that no projections protrude into the interior of the pipe in the flange connections between the individual pipe sections. The flow should be as smooth as possible inside walls. Strong bends and abrupt changes in the pipe diameter should also be avoided. Otherwise there is the possibility - albeit not with the same effectiveness - of having the pipe cleaning process alternate in two directions.
Nachstehend werden zwei Beispiele für die Durchführung des Verfahrens angegeben.Two examples of the implementation of the method are given below.
Rohrlänge 25m; Luftdruck: 1,3 bar (Druckbetrieb)
Rohrdurchmesser 65 mm
Luftgeschwindigkeit: bis zu 60 m/sec
- Flüssigkeitsverbrauch (Wasser) :
- 30 l in 10 min. (bei vollgefülltem Rohr wären dazu vergleichsweise ca. 80'000 l nötig)
Pipe diameter 65 mm
Air speed: up to 60 m / sec
- Liquid consumption (water):
- 30 l in 10 min. (comparatively about 80,000 l would be necessary for a full pipe)
Saugbetrieb
- Rohrdurchmesser:
- 80 mm
bei Rohrlängen über 50 m (abhängig auch von der Rohrqualität hinsichtlich der sich ergebenden Verlustreibung, allfällige Dichteverluste, etc.) muss Luft zugesetzt werden, da sonst die Luftdichte zu stark gesunken.
- Pipe diameter:
- 80 mm
with pipe lengths over 50 m (depending on the pipe quality with regard to the resulting loss of friction, possible loss of density, etc.) air must be added, otherwise the air density will drop too much.
Claims (10)
zwischen 0.1 und 0.4, vorzugsweise zwischen 0.15 und 0.3, und der Wert des Ausdrucks
zwischen 2·10⁴ und 10⁵, vorzugsweise zwischen 3·10⁴ und 8·10⁴ liegt, wobei GL und GG jeweils der Massenstrom für Flüssigkeit bzw. Gas in lb/h ft² sind, und die Parameter lambda und psi durch
between 0.1 and 0.4, preferably between 0.15 and 0.3, and the value of the expression
is between 2 · 10⁴ and 10⁵, preferably between 3 · 10⁴ and 8 · 10⁴, where G L and G G are respectively the mass flow for liquid and gas in lb / h ft², and the parameters lambda and psi
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3947/90 | 1990-12-13 | ||
CH394790 | 1990-12-13 |
Publications (1)
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