Устройство для очистки наружной поверхности трубчатых теплообменников Советский патент 1982 года по МПК F28G7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

1

Изобретение относится к устройствам для наружной очистки поверхности трубчатых теплообменных аппаратов преимущественно в котельных агрегатах.

Известно устройство, для очистки наружных поверхностей трубчатых ширмовых теплообменников, содержащее порщневой генератор колебаний со штоком, основную и дополнительную вибропередающие штанги с упорами, установленными с возможностью взаимодействия с вибропередающими поясами, смонтированных на щирмах теплообменника, виброгасящие пояса, причем вибропередающая основная штанга выполнена в виде двухрожковой вилки, а дополнительная штанга размещена между ее рожками и соединена со щтоком щарнирно 1.

Известно устройство для очистки наружных поверхностей трубчатых теплообменников, содержащее ударный узел, вибропередающие штанги и системы подачи сжатого воздуха 2.

Недостатками известных устройств являются сложность и ограниченная работоспособность ввиду использования в качестве генератора колебаний поршневого ударника.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности его. в работе.

Поставленная цель достигается тем, что оно имеет Т-образную тягу, концы которой

5 щарнирно связаны с вибропередающими штангами, а ударный узел состоит из двуплечего рычага с ударниками, размещенными на его концах, наковален, установленных на вибропередающих штангах и клапанов,

Q при этом система подачи сжатого воздуха связана с полостями манжет клапанов, а ось двуплечего рычага смонтирована на основании Т-образной тяги.

Такое решение позволяет упростить конструкцию за счет отказа от поршйевого ударного узла с ограниченными моторесурсами сложными и дорогостоящими в изготовлении. Применение манжетно-клапанного ударного узла позволяет упростить конструкцию, снизить стоимость изготовления потому, что

2Р сокращается количество деталей, не требуется точная обработка их и нет необходимости применения дорогостоящих материалов. Кроме того, данная конструкция ударного узла практически не имеет ограничений по весу ударника, что позволяет резко повысить передаваемую ударом мощность и увеличить надежность за счет снижения скоростей соударений. Шарнирно-рычажная компоновка ударных узлов на трубчатом теплообменнике позволяет с одинаковой интенсивностью производить колебания всех труб, динамически замкнуть систему и заставить реакцию производить полезную работу. Все это позволяет упростить конструкцию и повысить надежность работы. На чертеже приведена принципиальная схема устройства для очистки наружной поверхности трубчатых теплообменников. Устройство состоит из верхней 1 и нижней 2 вибротзередающей штанги (название верхняя и нижняя принято условно). Верхняя 1 и нижняя 2 вибропередающие штанги идентичны и присоединены к соответствующим группам 3 .и 4 труб теплообменного аппарата. Верхняя 1 и нижняя 2 вибропередающие штанги заканчиваются наковальнями 5 и 6 с фланцами 7 и 8. Верхняя 1 и нижняя 2 вибропередающие штанги соединены между собой с помощью шарниров 9 и 10 Т-образной тяги 11 с основанием 12. На основании 12 шарнирно установлен двуплечий рычаг 13 с ударниками 14 и 15 на концах. Для привода двуплечего рычага 13 в колебательное движение между ударниками 14 и 15 и наковальнями 5 и 6 с фланцами 7 и 8 вибропередающих штанг 1 и 2 размещены клапаны с манжетами 16 и 17. Клапаны с манжетами 16 и 17 изготовлены из эластичного упругого материала, например кордовой резины, способны упруго деформироваться на конструктивно заданную величину. Манжеты-клапаны 16 и 17 соответственно закреплены на ударниках 14 и 15 с помощью колец и свободные внутренние поверхности имеют герметизирующие пояски 18 и 19. С помощью герметизирующих поясков 18 и 19 между ударниками 14 и 15, фланцами 7 и 8 периодически образуются силовые полости 20 и 21. Силовые полости 20 и 21 каналами 22 и 23 в ударных телах 14 и 15 посредством щлангов 24 и 25 соединены воздухораспределительным клапаном 26. Воздухораспределительный клапан 26 состоит из корпуса 27, в котором выполнен кольцевой воздухоподводящий канал 28, герметизирующие пояски 29 и 30, верхняя 31 и нижняя 32 подклапанные полости. В корпусе 27 подвижно установлен клапан 33. Воздухораспределительный клапан 26 с по1У10щью щланга 34 соединен с системой подачи сжатого воздуха. Верхний 14 и нижний 15 ударники могут быть снабжены деталями для изменения их веса, например, присоединяемыми дополнительными добавочными грузами 35. Устройство для очистки наружной поверхности трубчатых теплообменных аппаратов работает следующим образом. Допустим, что верхний ударник 14 имеет несколько больший вес за счет дополнительного добавочного груза 35, и поэтому двуплечий рычаг 13 за счет оси на основании 12 наклонен на некроторый угол и клапан с манжетой 16 своим уплотнительным пояском 18 прижат к фланцу 7, образуя замкнутую силовую полость 20. При включении сжатого воздуха (энергоносителя) из магистрали через щланг 34 поступает в воздухораспределительный клапан 26 его кольцевой воздухоподводящий канал 28. В верхней подклапанной полости 31 начинает накапливаться воздух потому, что она соединена через щланг 24, канал 22 с верхней силовой полостью 20 в это время замкнутой, а в нижней подклапанной полости 32 сжатый воздух свободно проходит через шланг 25, канал 23 в нижнюю незамкнутую силовую полость 21 и в атмосферу. За счет разности давлений клапан 33 прижмется к нижним герметизирующим пояскам 30 и перекроет выход сжатого воздуха через открытую силовую полость 21. Весь поступающий из магистрали воздух через кольцевой воздухоподводящий канал 28, верхнюю подклапанную полость 31, шланг 24, канал 22 начинает поступать в силовую полость 20. За счет разности давлений с помощью герметизирующего пояска 18 произойдет полная герметизация силовой полости 20. Поступающий из магистрали воздух через фланец 7 воздействует на верхнюю вибропередающую штангу 1, изгибая группу труб 3. В то же время верхний ударник 14 за счет поступающего сжатого воздуха начнет двигаться вправо, набирая скорость, так как верхний ударник 14 соединен с нижним ударником 15 с помощью двуплечего рычага 13 посредством оси, то нижний ударник 15 начнет двигаться влево, также набирая скорость, и система подвижных грузов начнет запасать энергию в виде движущихся тел. Верхняя манжета-клапан 16 деформируется и вытягивается на определенную конструктивно заданную величину. После того как она будет сдеформирована на заданную величину, герметизирующий поясок 18 отойдет от верхнего фланца 7 и из разгерметизированной полости 20 начнет выходить отработанный воздух. Верхний 14 и нижний 15 ударники движутся по инерции до соударения ударника 15 с нижней наковальней 6 вибропередающей щтанги 2. Ударный импульс по нижней вибропередающей щтанге 2 передается группе труб 4, сотрясая и очищая их от нагара. С небольщим опережением перед соударением ударника 15 с наковальней 6 происходит касание нижнего уплотнительного пояска 19 манжеты-клапана 17 с фланцем 8 и произойдет загерметизация нижней силовой полости 21.

За счет разности давлений в подклапанных полостях 31 и 32 клапан 33 перебросится к уплотнительным пояскам 29, перекроет поступление сжатого воздуха в верхнюю силовую полость 20 и откроет его поступление в нижнюю силовую-полость 21.

Под действием поступающего сжатого воздуха в нижнюю силовую полость 21 через фланец 8 производится дальнейшее воздействие на вибропередающую штангу 2, стряхивая нагар с группы труб 4. Так же под действием поступающего воздуха нижний ударник начнет двигаться вправо, а связанный с ним верхний ударник - двигаться влево. Через некоторое время, когда деформация манжеты-клапана 17 достигнет конструктивно заданных размеров, уплотнительный поясок 19 оторвется от фланца 8 и из нижней силовой полости 21 начнет выходить отработанный воздух. Пройдя по инерции, верхний ударник 14 нанесет удар по наковальне 6, импульс от удара передастся через верхнюю вибропередающую щтангу 1 группе труб 3, очишая их от нагара. С небольшим опережением перед соударением верхнего ударника 14 по наковальне 6 произойдет загерметизация силовой полости 20, что вызовет переброс клапана 33, прекратится подача сжатого воздуха в нижнюю силовую полость 21 и весь воздух поступает в верхнюю силовую полость 20, и цикл повторится.

Так по наковальням 5 и 6 наносятся удары нижним 15 и верхним 14 ударными телами, импульсы от которых через вибропередающие штанги 1 и 2 передаются группам труб 4 и 3, производя их сотрясение, тем самым очищая наружную поверхность от нагара.

Проведенными исследованиями установлено, что мощность устройства зависит от веса ударников, давления энергоносителя в сети, размеров манжеты-клапана, хода манжеты-клапана под давлением. С увеличением веса ударников расте.т ударная мощность устройства, поэтому предлагаются сменные дополнительные добавочные грузы.

Уменьшая или увеличивая вес ударников, можно регулировать мощность устройства в широких пределах. Кроме того, мощность устройства легко и плавно регулируется давлением подаваемого энергоносителя. Все

это позволяет легко в процессе работы подбирать оптимальный режим в зависимости от условий работы, 4to весьма необходимо при очистке наружных поверхностей трубчатых теплообменных аппаратов.

Простота конструкции, надежность работы и легкая регулируемость мощности позволят предлагаемому устройству найти широкое применение для очистки наружной поверхности трубчатых теплообменных аппаратов.

Предварительные расчеты показывают, что себестоимость изготовления предлагаемого устройства в три раза ниже, чем у известного, а эксплуатационные показатели выще за счет надежности работы и регулируемости.

Формула изобретения

Устройство для очистки наружной поверхности трубчатых теплообменников, содержащее ударный узел, вибропередающие штанги и систему подачи сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения надежности его в работе, оно имеет Т-образную тягу, концы которой шарнирно связаны с вибропередающими штангами, а ударный узел состоит из двуплечего рычага с ударниками, размещенными на его концах, наковален, установленных на вибропередающих щтангах и клапанов, при этом система подачи сжатого воздуха связана с полостями манжет клапанов, а ось двуплечего рычага смонтирована на основании Т-образной тяги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.-r.

1;.%.,

74 7/ y,//)- /cf