устройство для очистки внутренней поверхности труб
Классы МПК: | B08B9/032 путем механического воздействия потока текучей среды, например сильным напором струи B08B9/053 движущихся вдоль труб с помощью текучей среды, например под давлением текучей среды или всасыванием |
Автор(ы): | Шишкин А.П., Кияшко В.П., Гурьянов В.В., Демьянов В.В., Рыбальченко Г.А. |
Патентообладатель(и): | ОАО "Газпром", ООО "Астраханьгазпром" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-12-08 публикация патента:
10.02.2001 |
Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения, в частности, к устройствам для очистки внутренней поверхности труб теплообменных аппаратов. В изобретении обеспечивается повышение качества очистки внутренней поверхности труб. Устройство представляет собой насадку, содержащую два сегмента, выполненных из половинок трубки, разрезанной вдоль образующей. Сегменты смещены относительно продольной оси насадки с эксцентриситетом
так, что образуются щели между парами кромок. Скрепленные между собой на торцах сегменты вводятся внутрь очищаемой трубки. Через штуцер в полость очищаемой трубки подается рабочая жидкость под давлением. Реактивное действие струи, вытекающей из щели между краями сегментов, заставляет сегменты вращаться вокруг собственной оси. Разность между скоростями потока, обтекающего кромки сегментов, приводит к завихрению и, как следствие, к возникновению ультразвуковых волн. Для вывода продуктов очистки насадка выполнена винтовой, что создает эффект негерметичного винтового насоса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
Формула изобретения
1. Устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее насос, соединенный при помощи гибких шлангов и резьбового штуцерного соединения с очищающей насадкой, отличающееся тем, что очищающая насадка содержит два сегмента, выполненных из двух половин трубки, разрезанной по диаметру вдоль образующей, скрепленных между собой на торцах при помощи штуцеров, установленных в подшипники скольжения, причем сегменты установлены относительно продольной оси с эксцентриситетом так, что между каждой закругленной кромкой одного из сегментов и заостренной кромкой другого образуются щелевые зазоры шириной 2![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/916.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/916.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения, в частности к устройствам для очистки внутренней поверхности труб теплообменных аппаратов. Для этих целей наиболее распространены в технике устройства, где используется промывка труб теплообменников с помощью высоконапорных струй. Известно устройство гидроструйной обработки отверстий / Шманев В.А. и др. Струйная гидроабразивная обработка деталей ГТД. - М.: Машиностроение, 1995 г. , стр. 84-85/. Конструктивно это устройство представляет собой аппарат, содержащий корпус с наконечником и активным соплом. Аппарат при помощи гибких шлангов соединен с насосом. Работает он следующим образом. Суспензия увлекается сжатым воздухом, подаваемым через сопло, и направляется через выходные отверстия в корпусе аппарата на обрабатываемую поверхность. Недостатками данного устройства являются быстрый гидроабразивный износ корпуса аппарата, ограниченность зоны обработки, недостаточная производительность, необходимость обеспечения дополнительными материалами, такими как рабочие суспензии и сжатый воздух. Наиболее близким заявляемому (прототипом) является устройство для внутренней очистки труб гидромониторами с помощью высоконапорных струй / Справочник. Ремонт речных судов. Ю.К. Аристов, Ф.Ф.Бенуа, А.А.Вышеславцев и др. ; под ред. А.Ф.Видецкого. - М.: Транспорт, 1988, стр. 253-257/. Устройство представляет собой гидравлический пистолет со сменными соплами и удлиненными насадками для выполнения различных видов работ. При помощи гибких шлангов происходит подключение к насосам. Рабочая жидкость под большим давлением через штуцер устройства подается внутрь очищаемой трубы. Очистка в данном случае происходит за счет высокой скорости рабочей жидкости, размывающей отложения на стенках труб. Недостатками устройства, выбранного в качестве прототипа, являются необходимость создания высоких давлений рабочих жидкостей (100 - 250 МПа), опасных для жизни обслуживающего персонала, невозможность с помощью гидродинамического способа качественной очистки труб большой протяженности (длиной более 5-6 м). Целью изобретения является повышение качества очистки внутренней поверхности труб. Для достижения поставленной цели предлагаемое устройство включает насос, который гибкими шлангами с помощью штуцерного соединения подключен к очищающей насадке, которая обеспечивает высокодисперсное дробление, рыхление с помощью кавитации, очистку микроструями от отложений на внутренних поверхностях труб теплообменников и является по сути кавитатором. Очищающая насадка представляет собой два сегмента, выполненных из разрезанной вдоль образующей трубки. Сегменты жестко закреплены по торцам и установлены в кольцевых канавках опорных штуцеров с эксцентриситетом относительно продольной оси. Диаметр окружности, описанной вокруг сегментов, вычисляется из условия кратности длины данной окружности к длине возникающих в кольцевом зазоре ультразвуковых полуволн. В результате такого расположения сегментов образуются щели между двумя парами кромок. Реактивное действие водяной струи, вытекающей из щели между краями сегментов, заставляет сегменты вращаться вокруг собственной оси. Разность между относительными скоростями потоков, обтекающих сегменты, приводит к завихрению. При высоких скоростях потока возникают условия для кавитации, которая усиливается за счет ультразвуковых волн. На фиг. 1 и 2 изображены фронтальная и боковая проекции устройства для очистки внутренней поверхности труб; на фиг. 3 - поперечное сечение насадки (кавитатора). Устройство состоит из следующих деталей и элементов: сегмент трубчатый цилиндрический 1; штуцер опорный входной 2; штуцер опорный выходной 3; выточка-канавка кольцевая 4; шайба уплотнительная торцевая 5; пружина 6; гайка регулировки уплотнения 7; соединение входное штуцерное 8; навивка винтовая (или выточка) 9; трубка теплообменника 10; решетка трубная теплообменника 11; гайка-фиксатор 12; шайба 13. Для наглядности на фиг. 1 и 2 показано взаимное расположение трубной решетки и предлагаемого устройства очистки. Пример. Конструктивно устройство состоит из 2-х сегментов 1, представляющих собой половины трубки (сегменты) с толщиной стенки![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/916.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162063/8776.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/916.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/916.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162754/2162754-2t.gif)
где C0 - скорость звука, f - частота звуковых колебаний. Длина стоячей УЗ волны
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/955.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/955.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162138/960.gif)
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
где
![устройство для очистки внутренней поверхности труб, патент № 2162754](/images/patents/309/2162034/949.gif)
Класс B08B9/032 путем механического воздействия потока текучей среды, например сильным напором струи
Класс B08B9/053 движущихся вдоль труб с помощью текучей среды, например под давлением текучей среды или всасыванием