Пневмоимпульсный генератор для очистки поверхностей

 

Использование: в теплоэнергетике. Сущность изобретения: повышение эффективности пневмоимпульсного генератора для очистки золовых и шлаковых отложений за счет образования ударных волн в выходящей струе газа, что обеспечивает рациональным выбором соотношения между объемом управляющей полости и площадью разгрузочного канала. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для импульсной очистки наружных поверхностей теплообменников от золовых и шлаковых отложений и может быть использо- вано в теплоэнергетике.

Известно устройство пневмоимпульсного генератора, выбранного за прототип, в котором движение запорного органа происходит за счет сброса воздуха из управляющей полости через разгрузочный канал, перекрытый запорным поршнем, диаметр которого в 3-4 раза больше диаметра разгрузочного канала.

При таком соотношении достигается поставленная цель - быстрое открытие разгрузочного канала и соответственно повышение надежности и уменьшение потребляемой мощности пневмопривода генератора. Однако здесь не рассматривается задача повышения эффективности очистки поверхностей путем обеспечения достаточного быстродействия запорного органа генератора.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности пневмоимпульсного генератора для очистки золовых и шлаковых отложений за счет образования ударных волн в выходящей струе газа, что обеспечивается рациональным выбором соотношения между объемом управляющей полости и площадью разгрузочного канала.

На чертеже изображен общий вид пневмоимпульсного генератора.

Пневмоимпульсный генератор содержит корпус 1, встроенный в корпус выхлопной ствол 2, запорный орган 3 мембранного типа, расположенный над входным отверстием ствола 2 и делящий корпус 1 на накопительную 4 и управляющую 5 полости, соединенные с источником сжатого газа трубопроводами 6 и 7 соответственно.

Управляющая полость 5 содержит разгрузочный канал 8 со сбросным клапаном 9 и запорным поршнем 10, перекрывающим разгрузочный канал 8. Поршень 10 поджат пружиной 11 к седлу, выполненному по периметру разгрузочного канала 8. Клапан 9 имеет сбросные отверстия 12, суммарная площадь который равна или больше площади разгрузочного канала 8. В качестве рабочего газа может использоваться воздух азот, пар и др.

Соотношение между площадью разгрузочного канала и объемом управляющей полости 5 выбирают из необходимого условия формирования ударной волны в данном устройстве, которое заключается в выполнении соотношения ≅ (0,005-0,010)·a (0,005 - 0,010) ˙ а, где а - скорость звука накапливаемого газа.

В случае невыполнения указанного условия ударная волна не образуется и очистка поверхностей происходит под действием более слабого струйного течения, что приводит к снижению эффективности работы устройства.

Пневмоимпульсный генератор работает следующим образом.

В исходном положении разгрузочный канал 8 перекрыт поршнем 10 под действием пружины 11. Рабочий газ поступает в полости 4, 5, причем из-за разницы площадей трубопроводов 6 и 7 полость 5 заполняется быстрее, чем полость 4, что обеспечивает прижатие запорного органа 3 к входному отверстию ствола 2 и надежное его закрытие. При достижении заданного давления в управляющей полости 5 на поршень 10 действует сила от давления газа, превышающая силу действия пружины, и поршень 10 начинает отрываться от седла.

В этот момент площадь воздействия давления газа, возрастает и сила, действующая на поршень 10, резко увеличивается, что приводит к ускоренному движению поршня.

В процессе движения поршень 10 открывает сбросные отверстия 12 и рабочий газ из полости 5 через разгрузочный канал 8 и сбросные отверстия 12 сбрасывается в атмосферу. В результате возникшей разности давлений в полостях 4 и 5 мембрана с запорным органом 3 перемещается в сторону управляющей полости 5, обеспечивая импульсный выброс газа из накопительной полости 4 через ствол 2 с образованием ударных волн, действующих на очищаемую поверхность. После вытекания газа поршень 10 под действием пружины 11 возвращается в исходное положение, перекрывая разгрузочный канал 8. Мембрана 3 прижимается к стволу 2 под действием давления поступающего газа.

Затем процесс повторяют.

В настоящее время разработан пневмоимпульсный генератор со следующими параметрами: объем управляющей полости 2,117˙10^-4 м³, площадь разгрузочного канала 1,767˙10^-4 м², рабочий газ воздух а = 340 м/с, диаметр выхлопного ствола 0,04 м. Испытания генератора показали, что время открытия выхлопного ствола составляет 0,004 - 0,005 с и на расстоянии 1 м от среза ствола формируется четко выраженная ударная волна.

Формула изобретения

ПНЕВМОИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ от отложений, содержащий корпус, размещенный в корпусе выхлопной ствол, запорный орган, установленный в корпусе над входным отверстием ствола с возможностью разделения корпуса на накопительную и управляющую камеры, при этом в стволе управляющей камеры выполнен разгрузочный канал со сбросным клапаном, имеющим сбросные отверстия, отличающийся тем, что объем управляющей полости и площадь разгрузочного канала определяют соотношением V/F ≅ (0,005 - 0,01)·a, где V - объем управляющей полости; F - площадь разгрузочного канала; a - скорость звука рабочего газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1