Устройство для предотвращения образования накипи Советский патент 1981 года по МПК F28G7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

НАКИПИ

Изобретение относится к устройствам для получения механических колебаний высокой частоты (вибрации) с помощью энергии сжатого .воздуха, при меняемым для интенсификации тепломас сообменных процессов и предотвращения отложений в тепломассообменнойа аппаратуре и трубопроводах. Известно устройство для получейия механических колебаний высокой часто ты (вибрации), содержащее обойму, обкатываемую шариком, патрубок для подвода сжатого газа и сопла для фор мирования струи выходящего из патруб ка газа (1. Недостатком этого устройства является то, что оно создает непре1«в{ше колебания одной определенной час тоты, поэтому в- них невозможно получить резкие импульсные ударные колебания периодического действия. Известно также устройство для пре дотвращения образования накипи, соде жащее обойму, выполненную в виде полого усеченного конуса, большое осно вание которого направлено вверх и закрыто крышкой, сопла для подачи сжатого газа и размещенные внутри обоймы шарик и втулку {2. достоинство этого устройства заклюлючается в том, что непрерывная вибрация в нем сопровождается импульсными, периодическими встряхивающими ударами. Однако шарик в своем восходящем быстром круговом движении наносит лобовой удар в зоне приварки волновода к обойме. Удар стального закрепленного шарика по стгильной обойме (из-за упругости металла) сопровождается отскоком в обратною сторону. Теперь шарик движется, теряя скорость, по исходящей траектории навстречу касательно входящей струе газа, которая останавливает его движение, а затем вновь раскручивает его до следующего удара . Следовательно, цикл движения шарика включает разгон до максимальной скорости, удар, обратное движение, остановку и далее повторение. На разгон и тогииоженив шарика тратится значительная часть энергии воздушного потока. Йэвестно также, что механизьвл с непрерывным движением значительно экономичнее механизмов с возвратно-поступательным движением. Другим недостатком лобового удара шарика является то, что с учетом

большой скорости закаленного стального шарика (до 200 м/с) в момент удара возникает интенсивное искрение и вынос, искр воздухом в помещение, где установлено устройство. Источником искрения в обойме является также расположенное на внутрен-ней стенке обоймы отверстие-сопло для выхода газа, на уступ которого шаоик наталкиваясь, создает значительное искрение.

Цель изобретения - повышение эффетивности в работе.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее коническую обойму, большее основание которой имеет крышку, сопла для подачи рабочего агента, втулку и шарик, размещенный внутри обоймы, имеет диск, планку, размещенную в верхней части обоймы под углом к внутренней стенке, и труку, расположенную внутри втулки и укрепленную на крышке обоймы, при этом втулка установлена с зазором к Kptmiке обоймы и разделена посредством диска на две части, верхняя из которых жестко связана с трубкой, нижняя сообщена с нагнетательным патрубком, а сопла выполнены в виде нижней части втулки.

В предлагаемой конструкции шарик в своем движении совершает непрерывное безостановочное спиральное движение вверх-вниз. Восходящая спираль движения шарика осуществляется за счет силы давления струи воздуха и возникающей при круговом движении центробежной силы. Нисходящая спирал движейия совпадает по направлению с первоначальным направлением и начинается после удара шарика о наклонную планку. Это движение происходит под действием инерции шарика и силы тяжести.

На фиг. 1изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 2.

Пневматический вибратор содержит обойму 1, выполненную в виде полого усеченного конуса, большое основание которого направлено Вверх и крышкой 2, сопла 3 для подачи сжатог газа и размещенные внутри обоймы втулку 4 .и шарик 5. У основания обоймы 1 наклонно к ее стенке прикреплена планка 6, а втулка имеет высоту меньше, чем расстояние между дном и крышкой и разделена диском 7 на две части. Нижний конец втулки 4 герметично прикреплен к дну обоймы. Верхний конец втулки 4 .жёстко связан через ребра 8 с трубой 9, нижний конец которой введен в полость втулки ,4, Верхний конец трубы 9 находится „ з.а прейелами полости обойма 1 и снабжен резьбой, на которой навинчена гайка 10, прижиманлцая крышку 2 к обойме ,1.

Для подвода сжатого газа предусмотрен патрубок 11. Волновод 12 служит для передачи вибрации обрабатываемому объекту.

Пневматический вибратор работает следующим образом.

Сжатый воздух подается- через патрубок 11 в нижнюю часть втулки 4 и через тангенциальные отверстия-сопла 3 выходит в полость обоймы 1, приводя в быстрое круговое движение шарик 5, Так как обойма 1 имеет коничекую форму, то шарик 5 по мере нарастания скорости по восходящей спирали поднимается вверх. Быстрое вращение неуравновешенной массы (шарика) приводит к возникновению высокочастотной вибрации обоймы 1, а тем самым волновода 12, которая передается технологическому аппарату или трубопроводу. Шарик 5 в своем спиральном подъеме достигает наклонной планки бис большой скоростью ударяет по ней, вызывая дополнительное импульсное возмущанжцее колебание, которое через волновод 12 передается обрабатываемому объекту. После удара шарика 5 о наклонную планку 6 он скатывается вниз на дно обоймы 1, где, вновь раскручивается струей газа, т, е. цикл движения повторяется. Воздух, тангенциально выходящий из сопел 3, после сообщения шарику.5 движения поднимается вверх, проходит вдоль крышки 2 и, делая поворот, направляется в полость втулки 4 вниз, по кольцевому каналу между втулкой 4 и трубой 9 доходит до разделяющего диска 7 и разворачиваясь, выходит из устройства через центральную трубу 9

Таким образом, при такой работе устройства.значительно уменьшаются непроизводительные затраты энергии, так как шарик движется в одном напралении и энергия необходима лишь на поддержание этого движения. При этом исключгиотся затраты энергии на торможение и на остановку шарика и последукяций разгон его от нулевой скорости до максимальной.

В предлагаемом решении при таком движении значительно уменьшены условия, способствующие образованию искр при работе. В момент удара шарика о наклонную планку искры направлены вниз по направлению движения шарика. .Отсюда для вылета их вверх требуется разворот почти на180 , что затруднительно. Кроме того, место образования искр прикрыто планкой и прямой вынос их вверх исключен.

В предлагаемом устройстве тангенциальные отверстия-сопла для выхода газа размещены на нижней части центральной втулки, обойма при этом не имеет таких отверстий-сопл. Отсюда стенка обоймы представляет гладкую поверхность без впадин и выступов, jTj е. в предлагаемом устройстве ис1ключены потери энергии движения шарика при его ударах на выступах отверстий-сопл как это имело место в известном, что также повышает эффективность предлагаемого устройства.

Отсутствие тангенциальных отверстий на обойме исключило мощний источник искрообраэЬвания, который имел место в известном устройстве, так как шарик.в нем наскакивал с большой скоростью на выступ отверстиявызываяинтенсивное искрение.

Таким образом, в предлагаемом устройстве повышена эффективность работы и в значительной мере исключены ПРИЧИНЫ искрообразования.

Кроме того, для полного предупреждения выноса искр за предедш устройства в его верхней части предусмотрен специальный лабиринт. Для этого верхняя часть втулки имеет кольцевой зазор с крышкой, а в полость втулку введена труба, которая пропущена через крышку. Отходящий из вибратора воздух проходит вдоль крышки и, совершая поворот, входит в полость втулки вниз, продолжая охлаждаться до разделяющего диска и виовь совершает поворот и через центральную трубу уходит вверх за пределы вибратора. Повороты и охлаждение на таком длинном пути движения искр приводит к полному их гашению. Следовательно предлагаемое устройство возможно использовать на производствах со взрывоопасными и пожароопасными условиями эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения образования накипи, содержащее нагнетательный патрубок, укрепленную на конце волновода коническую обойму, большее основание которой имеет крышку, сопла для подачи рабочего агента, втулку и шарик, размещенный внутри обоймы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, оно имеет диск, планку, размещенную в верхней части обоймы -под углом к внутренней стенке, и трубку, расположенную внутри втулки и укрепленную на крышке , при этом втулка установлена с зазором к крышке обоймы и разделена посредством диска на две части, верхняя из которых жестко связана с трубкой, нижняя сообщена с нагнетательным патрубком, а сопла выполнены в виде нижней части втулки.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

ю

i/

/

е

Фаг,1

jLl

Фие.3

iPut.Z

SB