专利名称：解堵式清管器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有解堵功能的管道清洗设备，它把常规的清管器和脉冲等离子体发生装置组合为一体，组成一种新型的解堵式清管器。
背景技术：
目前使用的管道清洗技术主要有清管器技术、高压水射流技术和化学清洗技术三种。这三种清洗技术的作业范围不同，各自的优缺点也不同。清管器技术具有可以实现长距离各类管线的在线清洗，对管线无损伤、无腐蚀等优点，但是如果遇到管道严重结垢或堵塞时，就无法进行正常的清洗作业，也就是说，常规的清管器没有解堵的能力；化学清洗技术可以清洗任意直径的管线，但是没有办法清洗完全堵塞的管道；高压水射流技术可以清洗管道内部严重结垢或堵塞的管道，但是高压水射流技术一次清洗的管道长度不太可能超过150米，即不能进行长距离不停输的管道清洗作业。脉冲等离子体发生装置具有解堵能力，近年来已被应用于油水井的疏通。由于长距离供电的困难，限制了这项技术的应用范围。
发明内容
为了使清管器在管道被堵塞时也能正常运行，本实用新型提供了一种解堵式清管器。该清管器不但能进行正常的管道清洗作业，而且能在管道堵塞时予以解除。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是将脉冲等离子体发生装置(以下简称发生装置)与清管器结为一体。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。除放电单元外，其余部件全部密封在一圆筒中。圆筒为发生装置的壳体，同时也是清管器的骨架，可以承受至少10Mpa的压力。放电单元是一个带有反射面的火花隙，安装在清管器的前端。火花隙由一对放电电极构成，可以在液体介质中放电产生脉冲等离子体，从而引发强大的冲击波。冲击波产生的冲击力对于污垢和堵塞物的清除作用与高压水射流技术相比有某些相似之处。但因前者产生的冲击力远远大于后者，因此对于污垢和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。反射面用于反射后向冲击波，反射后的后向冲击波加强了对于清管器前方管道堵塞物的冲击作用。发生装置的启动由传感器进行控制。
图1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。
具体实施方案在本实施例中结合附图选取用于清洗管道内径为40cm的解堵式清管器来进一步阐明本实用新型的具体结构和工作模式。
图1为解堵式清管器的结构示意图。
如图1所示，脉冲等离子体发生装置由传感器(10)、电池组(9)、充电单元(8)、高电压储能电容器(7)、场畸变隔离开关(4)和放电单元(1，2)构成，除放电单元(1，2)外，其余部分装在一个坚固的圆筒内。考虑到清管器的清管功能，圆筒的直径不大于清管器直径的1/2，两者的轴线重合。圆筒的外部可按照清管器的骨架的具体结构来设计制作，同时为了放置体积较大的高电压储能电容器，在壳体的中部稍有鼓起。根据电气的和电子学的技术要求，具体设计圆筒的内部结构和安排上述发生装置的五个部分。放电单元(1，2)安装于壳体(6)的前端，是一个带有反射面的火花隙(1)。火花隙(1)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。放电单元的反射面一般用旋转椭球反射面(必要时也可以用椭圆柱反射面)，具有定向和汇聚其能量的作用。火花隙在此空间位置上产生的脉冲等离子体的中心部分应处于旋转椭球反射面的焦点处。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。
发生装置由传感器启动。运转程序如下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，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(1，2)的火花隙(1)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。从启动到放电的全过程所需要的时间大约为30秒。发生装置的启动时机通过预设传感器(10)的工作点来选定。
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，直至开始下一个清堵作业。
解堵式清管器在清管过程当中，可能需要多次启动发生装置进行清垢、解堵。其放电次数的多少取决于具体管道的结垢情况。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。
当管道内径为40cm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的锂电池或镍铬电池即为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，其特征是将脉冲等离子体发生装置与清管器结为一体。
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供电电源是安装在其上的电池组。
3.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反射面的火花隙，反射面可以是旋转椭球反射面，也可以是椭圆柱反射面。
4.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壳体是清管器的骨架。
5.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壳体四周加装承重轮。
6.根据权利1所述的解堵式清管器，其特征是用安装在清管器中的传感器启动脉冲等离子体发生装置的运行。
专利摘要本实用新型涉及一种用于管道清洗的解堵式清管器。它将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、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。脉冲等离子体发生装置的供电电源是电池组。放电单元是一个带有反射面的火花隙，置于清管器前端。反射面具有反射冲击波和汇聚其能量的作用。本实用新型的优点是当清管器运行过程中遇到严重结垢或管道被污垢堵塞而速度减慢时，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，有效消除管道内堵塞和严重结垢，提高清洗效率，扩大清管器的作业范围。
文档编号B08B9/02GK2738908SQ20042004944
公开日2005年11月9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