УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК F28G7/00 

Изобретение относится к очистке изделий от наружных загрязнений, в частности к технике очистки поверхностей нагрева теплообменников от наружных отложений.

Известно устройство для акустической очистки поверхностей нагрева, содержащее ударную трубу с ответвлениями, запальник, командное устройство, пламяпровод.

Недостатками указанного устройства являются непроизводительные потери газовоздушной смеси из-за утечки ее через сопла, расположенные первыми по ходу газовоздушной смеси при заполнении ударной трубы. Причем потери будут тем больше, чем больше разнесены первое и последнее сопло вдоль ударной трубы и чем больше разрежение в полости теплообменника (газоходе). Вторым существенным недостатком является то, что плотность потока газовоздушной смеси по мере заполнения ударной трубы т.е. по мере прохождения последовательно ряда сопел будет уменьшаться, скорость потока будет падать и, как следствие этого, будет уменьшаться коэффициент заполнения объема ударной трубы газовоздушной смесью. Самый низкий коэффициент заполнения объема ударной трубы будет в районе последнего по ходу газовоздушной смеси сопла. Отсюда через последующие сопла будут генерироваться меньшие по величине импульсы, в сравнении с заданными (при полном заполнении объема ударной трубы газовоздушной смесью), что снижает эффективность очистки рассматриваемым устройством.

Наиболее близким к заявляемому является устройство содержащее ударные трубы с выходными участками, направленными навстречу друг другу, открывающимися в волновод с щелевым соплом, командное устройство. В каждой ударной трубе размещен запальник, управляемый командным устройством. Командное устройство путем изменения времени создания ударных волн осуществляет перемещение зоны соударения, вырабатываемых каждой трубой, тем самым достигается возможность воздействия на различные участки теплообменного аппарата.

Недостатком такого устройства наряду со сложностью организации гарантированного соударения в заданной точке волновода, так как инерционность срабатывания запальников (поджигания газовоздушной смеси) соизмерима со скоростью распространения ударной волны. Например, при скорости распространения детонационной волны 2000-2500 м/с и длине очищаемого изделия 10 м, чтобы соударение импульсов произошло на одном конце волновода одно из запальных устройств должно сработать (воспламенить газовоздушную смесь) раньше другого на 10/2/2000 = 0,0025 с. Недостатком также являются непроизводительные потери газовоздушной смеси из-за интенсивного выхода ее в поток охлаждаемых газов котла, так как для полного заполнения волновода газовоздушная смесь должна пройти по крайней мере половину его длины вдоль щелевого сопла, открытого в полость теплообменника. В качестве еще одного недостатка следует отметить потери (частичное рассеивание) энергии импульсов в щелевом сопле. Наибольшее воздействие на очищаемую поверхность оказывается в зоне соударения ударных волн (импульсов), но при движении ударных волн вдоль волновода происходит истечение части газов в щелевое сопло, что приводит к снижению энергии результирующего импульса при соударении. При разреженном расположении поверхностей нагрева, например, расположение ширмовых поверхностей нагрева на расстоянии 200-800 мм и более друг от друга, большая часть энергии ударных импульсов не используется, рассеиваясь в газоходе котла.

Целью изобретения является снижение непроизводительных потерь газовоздушной смеси, повышение эффективности газоимпульсной очистки за счет избирательного воздействия на участки поверхностей, подверженные наибольшему загрязнению.

Указанная цель достигается использованием газоплотного волновода с соплами, оснащенного механизмом избирательного перекрытия сопел импульсной камеры, включающий шиберы, привод и по меньшей мере один дискретно изменяемый пламяпровод, сопла укреплены подвижно, что обеспечивает возможность избирательного воздействия на участки очищаемых поверхностей. Импульсная камера оснащена блокиратором запальника, что повышает надежность эксплуатации устройства в целом. Шибер барабанного типа обеспечивает N вариантов перекрытия сопел
N≅ , где D_ш - диаметр барабана шибера, мм;
D_с - диаметр сопла, мм;
δ - толщина стенки сопла, мм.

Это обеспечивает N вариантов работы импульсной камеры.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При анализе других известных технических решений существенные признаки, такие как: применение газоплотного волновода с механизмом избирательного перекрытия сопел, привод этого механизма в действие рабочей газовоздушной смесью - не были обнаружены, что позволяет сделать вывод о "существенных отличиях заявляемого устройства.

На фиг. 1 схематично показано заявляемое устройство; на фиг.2 - разрез А-А импульсной камеры на фиг.1; на фиг.3 - развертка шибера импульсной камеры.

Устройство для очистки наружных поверхностей изделий содержит смеситель 1 с запальником 2 и управляющим устройством (командным устройством) 3, пламяпроводы неизменной 4 и переменной 5 длины, оснащенные участками пламяпроводов с вентилями 6, 7 и 8, присоединенные к волноводу 9 с противоположных торцов. В волноводе 9 выполнены отверстия 10. На волноводе 9 шарнирно укреплен шибер 11 барабанного типа с отбортованными отверстиями 12, соединенный с приводом 13. Сопла 14, 15 и 16 укреплены на траверсе 17, шарнирно соединенной с кулисным механизмом привода шибера 13.

Работает заявляемое устройство следующим образом. По решению оператора, принимаемому из условий загрязнения очищаемых поверхностей нагрева, расположенных в зонах воздействия сопел 14-16 (или большего числа сопел), с помощью вентилей 6-8 и установки шибера в положение, соответствующее открытию сопел против поверхностей, подлежащих очистке, посредством привода 13, реализуется один из вариантов подачи импульсов (ударных волн). В процессе установки шибера 11 в рабочее положение путем вращения его от привода 13 сопла 14-16, укрепленные на траверсе 17, рассоединяются с отбортованными отверстиями 12 шибера 11, например, кулисным механизмом привода. После того, как шибер займет рабочее положение, сопла 14-16 снова воссоединяются с отверстиями 12. На время установки шибера в рабочую позицию блокиратор (на чертеже не показан) отключает запальник 2. По завершении настройки, газовоздушная смесь из смесителя 1 по сигналу командного устройства 3 по пламяпроводам 4 и 5 (через участок с одним из открытых вентилей 6-8) подается к волноводу 9. Заполнение волновода 9 импульсной камеры производится по времени. По истечении времени заполнения импульсной камеры по сигналу командного устройства запальник 2 поджигает газовоздушную смесь. Ударные импульсы по пламяпроводам 4 и 5 направляются в волновод 9, в котором генерируется рабочий импульс. Место соударения импульсов в волноводе 9 определяется длиной пламяпроводов 4 и 5. При открытом вентиле 6 место соударения импульсов будет в сечении сопла 16, при открытом вентиле 8 - в сечении сопла 14. При работе (генерировании импульсов) двумя или более соплами одновременно вентили 6-8 закрыты, заполнение импульсной камеры производится по пламяпроводу 4 примерно вдвое дольше по продолжительности.

Использование заявляемого устройства позволит повысить эффективность очистки поверхности изделий, снизить рассеивание энергии ударного импульса, непроизводительные потери газовоздушной среды, расширить функциональные возможности устройства, его управляемость.

Сущность изобретения: устройство содержит смеситель 1, запальник 2, блок управления 3, пламяпроводы 4, 5, вентили 6, 7, 8, волновод 9, отверстия 10, шибер 11, привод 13. 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащее импульсную камеру, включающую волновод, подключенный к соплам, соединенный с двух сторон через пламепроводы со смесителем, запальник, подключенный к выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, волновод импульсной камеры снабжен механизмом избирательного перекрытия сопл в виде не менее чем одного шибера, соединенного с приводом, и по меньшей мере в одном из пламепроводов установлены байпасные участки с вентилями, при этом блок управления связан с приводом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм избирательного перекрытия сопл выполнен в виде шибера барабанного типа, число вариантов перекрытия сопл которого равно
N≅ ,
где D_ш - диаметр барабанного шибера, мм;
D_с - диаметр сопла, мм;
δ - толщина стенки сопла, мм. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что сопла установлены с возможностью перемещения относительно отверстий шибера.