Способ очистки внутренней поверхности труб

 

Изобретение относится к гидооабоазивной обработке внутренних поверхностей изделий , в частности к способам очистки труб малого диаметра. Цель изобретения - повыэффективности очистки и упрощение контроля за процессом очистки труб. Спо ,8ода-энергоноситыь I/ соб заключается в подаче потока гидроабразивной суспензии, состоящей из жидкостиэнергоносителя, например воды, и абразивосодержащей пульпы, в трубу 3. Причем в начальный момент процесса очистки компоненты суспензии подают в трубу раздельно: сначала по оси трубы струю жидкости-энергоносителя 4, а затем коаксиально ей поток 7 абразивосодержащей пульпы. После этого расход жидкости-энергоносителя увеличивают до момента возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков 8 компонентов суспензии. Момент возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков определяют по началу колебаний давления в потоке абразивосодержащей пульпы при помощи датчика давления 9. установленного в корпусе смесителя в. t з.п. ф-лы. 1 ил. Абраэивсодерлаща пульпа to С 3 К ю СА 6

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з В 24 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,/,

1 .1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Sîäà-знергоносигпиь Абразодсодержицаэ сдала

Ф

4вв

3еВ

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633268/08 (22) 06.01,89 (46) 07,01.92. Бюл, hk 1 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством

Института технической механики АН УССР (72) IO.Н.Головин, 8,А.Дрозд, В.И,иванов, В.С.Романов и И.Ю.Абрамович (53) 621.7.024.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 384652, кл. В 24 С 1/00, 1966. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ (57) Изобретение относится к гилооабоазивной обработке внутренних поверхностей изделий, s частности к способам очистки труб малого диаметра. Цель изобретения — повышение эффективности очистки и упрощение контроля за процессом очистки труб. Спо„„SU „„1703423 А1 соб заключается в подаче потока гидроабразивной суспенэии, состоящей из жидкостиэнергоносителя, например воды, и абразивосодержащей пульпы, в трубу 3.

Причем в начальный момент процесса очистки конпоненты суспензии подают в трубу раздельно: сначала по оси трубы струю жидкости-энергоносителя 4, а затем коаксиально ей поток 7 абразивосодержащей пульпы.

После этого расход жидкости-энергоносителя увеличивают до момента возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков 8 компонентов суспензии. Момент возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков определяют по началу колебаний давления в потоке абразивосодержащей пульпы при помощи датчика давления 9. установленного в корпусе смесителя 6. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1703423

15

25

35

45

55

Изобретение относится к гидроабразивной обработке внутренних поверхностей изделий, в частности к способам очистки труб малого диаметра.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки и упрощение контроля за процессом очистки труб.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Иэ коллектора 1 высокого давления через струеформирующее сопло 2 по оси очищаемой трубы 3 подают струю 4 жидкости-энергоносителя, например воды, небольшого расхода, а коаксиально ей из пульпопровода 5 через смвситель б подают кольцевой поток 7 абраэивосодержащей пульпы постоянного расхода. После подачи пульпы в трубу 3 расход жидкости-энергоносителя постепенно увеличивают посредством дросселя до момента возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков 8. Возникновение режима развитой кавитации определяют по началу колебаний давления в потоке абраэивосодержащей пульпы при помощи датчика 9 давления, установленного на корпусе смесителя, или по вибрациям очищаемой трубы

3 при помощи известных виброизмерительных приборов.

B результате возникновения режима развитой кавитации вокруг струи жидкостиэнергоносителя, после выхода ее иэ сопла

2, появляются кавитационные образования (каверны). Зародившись на границе раздела потоков жидкости-энергоносителя и пульпы, кавитационная каверна быстро растет, достигает максимального размера и захлопывается, вызывая гидроударное повышение давления, распространяющееся по длине очищаемой трубы. После захлопывания одной кавитационной каверны через доли секунды там же появляется и начинает расти следующая каверна и т.д. При таком кавитационном режиме течения смеситель в устройстве. реализующем способ, как бы становится генератором гидроударных колебаний (импульсов) давления и расхода в потоке жидкости.

Ударные волны, возникающие при захлопывании каждой каверны. со скоростью звука в гидроабразивной смеси распространяются по очищаемой трубе к. выходу из нее.

Частота кавитационных импульсов находится в пределах 50-2500 Гц и определяется геометрическими размерами сопла и внутренней полости смесителя, а также зависит от давления в потоках пульпы и энергоносителя и соотношения их расходов. С увеличением давления и расхода частота импульсов увеличивается.

Описанный режим течения соответствует режиму работы струйного насоса (эжектора) в режиме кавитационных колебаний.

8 результате работы в таком режиме еще до выхода иэ смесителя происходит полное смешение жидкости-энергоносителя и абразивосодержащей пульпы, а по длине очищаемой трубы непрерывно следуют колебания (импульсы) давления и расхода, Благодаря последнему абразивные частицы . производят микрофреэерование, присущее гидроабразивной обработке. и обусловленное движением (с кольцеванием) абразивного материала по внутренней поверхности очищаемой трубы. Кроме того, из-за непрерывно следующих друг за другом импульсов давления и расхода каждой абразивной частице дополнительно сообщается кинетическая энергия в радиальноМ направлении трубы, В результате этого частицы абразива совершают движение в направлениях, не совпадающих с осью трубы. Такое сложное движение абразивных частиц приводит к изменению угла встречи (атаки) их с очищаемой поверхностью, в связи с чем угол встречи отличный от нуля. Следствием этого будет интенсификация процесса очистки, выражающаяся в существенном повышении прбизводительности процесса очистки и равномерности очистки по всей длине трубы r&K как возникающие в смесителе 6 гидроударные импульсы ввиду несжимаемой жидкой среды гидроабразивной суспенэии распространяются в ней со скоростью звука до выхода из трубы.

В устройстве, реализующем предлагаемый способ очистки, режим развитой кавитации обеспечивается следующим образом.

Расход абраэивосодержащей пульпы и максимальный расход жидкости-энергоносителя выбирают примерно равными. Это необходимо для обеспечения оптимальной концентрации абразива в потоке после смешения пульпы и энергоносителя.

Площадь выходного сечения сопла 2 выбирают такой, чтобы скорость струи жидкости-энергоносителя Ч„на срезе сопла 2 при ее максимальном расходе была в 10-25 раэ выше скорости подсасываемой абраэивосодержащей пульпы Ч, Далее в трубу подают небольшой расход жидкости-энергоносителя (20-25 от его максимального значения), а затем плавно (в течение 2-5 с) увеличивают расход энергоносителя до максимума. В этом случае, после выхода на режим, очищаемая труба сразу же издает специфичный кавитационный шум, а датчик давления регистрирует пульсации давления, которые можно наблюдать, например, на экране осю

1703423

Составитель В.Красов

Техред М,Моргентал Корректор Н.Король

Редактор О, Головач

Заказ 27 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 циллографа. Предел, до которого необходимо поднимать расход энергоносителя, чтобы получить режим развитой кввитации. определяется скоростью истечения струи

V . Чем выше скорость последней, тем выше степень развития кавитации. Однако соотношение скоростей Чж/Чп не может быть бесконечным иэ-за черезмерно больших потерь энергии жидкости-энергоносителя и лежит в укаэанном оптимальном диапазоне, который при стабильных конструктивных параметрах (диаметр сопла. размеры камеры смешения) может контролироваться по давлению в системе подачи пульпы и энергоносителя, Течение в режиме развитой кавитации можЕт также контролироваться акустическим вибрационным, ультразвуковым, опти еским и другими методами.

Пример. Производят гидроабраэивную очистку внутренней поверхности труб диаметром 25 мм и длиной 600 мм.

Через пульпопровод и гидроциклон подают пульпу с помощью гидроэлеватора.

Объемная концентрация пульпы 40ф>. Давление на входе гидрозлеватора 0.6 МПа. Через сопло подают воду-энергоноситель под давлением 3 МПа, которое постепенно повышено до 14 МПа. Колебания давления регистрируются датчиком давления ДДИ-20.

Время очистки трубы 1-2 мин. Производительность очистки труб по сравнению с традиционным методом очистки путем прокачки пульпы через полость трубы увеличивается в 10 — 20 раз.

После полной очистки трубы подача абраэивосодержащей пульпы в смеситель прекращается, и струя чистой жидкостиэнергоносителя удаляет остатки шламаэнергоносителя и абразива иэ полости трубы, Подача жидкости-энергоносителя первый в трубу в начальный момент ее очистки

5 исключает возможность попадания частиц абразива вместе с пульпой в коллектор энергоносителя, что может привести к ускоренному износу сопла 2 и нарушению режима работы устройства. реализующего

10 способ очистки труб. При подаче в очищаемую трубу жидкости-энергоносителя с полной величиной расхода приводит к тому, что еще до подачи абразивосодержащей пульпы в смеситель 6 ее коллектор (пульпопро15 вод) заполнен высоконапорной струей энергоносителя, что приводит к резкому увеличению времени выхода устройства на нормальный режим работы, 20 Формула изобретения

Способ очистки внутренней поверхности труб преимущественно малого диаметра, при котором в трубу подают поток гидроабразивной суспензии, состоящей из

25 жидкости-энергоносителя и абразивосодержащей пульпы, отличающийся тем. что. с целью повышения эффективности очистки, в начале обработки компоненты гидроабразивной суспензии подают в трубу раздельно, причем сначала подают струю кидкости-энергоносителя по оси трубы, а затем коаксиально ей — поток абраэивосодержащей пульпы, после чего расход жидкости-энергоносителя увеличивают до

35 момента возникновения режима развитой кавитации на границе раздела потоков упомянутых компонентов гидроабразивной суспензии.