Способ очистки различных поверхностей изделий и устройство для его осуществления

 

Использование: очистка поверхностей изделий. Сущность изобретения: способ очистки внутренней поверхности изделий включает возбуждение пульсаций в потоке перекачиваемой моющей жидкости путем подачи в поток жидкости газа высокого давления и дросселирования газожидкостной смеси на выходе. В месте подачи газа в поток жидкости со стороны ее подачи устанавливают кавитатор. За него подают постоянный поток газа высокого давления и диаметр проходного сечения выходного дросселя изменяют. Устройство очистки поверхности изделий содержит системы подачи жидкости и сжатого газа с обратными клапанами, направляющий патрубок с двумя фланцами для подсоединения к промываемому изделию и системе подачи жидкости, а также выпускную трубу для подачи газа. Выпускная труба продлена внутрь трубопровода. Со стороны системы подачи жидкости на ней закреплен кавитатор. На выходе направляющего патрубка установлен дроссель в виде шайбы (сопла) с переменным диаметром проходного отверстия. К выходному фланцу направляющего патрубка за дросселем подсоединено промываемое изделие. При промывке трубопровода он может быть установлен после выходного трубопровода системы подачи жидкости и подсоединен к входному фланцу направляющего патрубка до места установки кавитатора. Кавитатор с выпускной трубой могут быть установлены непосредственно в промываемом трубопроводе, соединенном с системой подачи моющей жидкости, на его входе и выходе, соответственно. 2 с.п. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройство относятся к области коммунального хозяйства, машиностроения, химической, пищевой и др. промышленностям, а именно к средствам, применяемым для очистки внутренних поверхностей стенок трубопроводов и проточных емкостей, а также открытых поверхностей изделий от загрязнений и отложений.

При очистке стенок трубопроводов и емкостей используются различные способы и средства. В частности, известен способ очистки стенок трубопроводов и емкостей, включающий возбуждение пульсаций в потоке перекачиваемой моющей жидкости путем периодической подачи в поток жидкости газа высокого давления и дросселирования газожидкостной смеси на выходе [1] Данный способ не позволяет обеспечить амплитуды пульсаций, достаточные для эффективной очистки поверхностей, а также требует специального устройства для периодической подачи газа.

Данный способ реализуется в устройстве, содержащем системы подачи жидкости и периодической подачи сжатого газа с обратными клапанами, направляющий патрубок с двумя фланцами для подсоединения к очищаемому трубопроводу и системе подачи жидкости, а также выпускную трубу подачи газа высокого давления [2] Однако это устройство не позволяет создавать амплитуды пульсаций, обеспечивающие эффективную очистку стенок, а также содержит устройство для периодической подачи газа, усложняющее конструкцию.

Повышение амплитуды пульсаций в предлагаемом способе обеспечивается тем, что в месте ввода газа в поток жидкости со стороны ее подачи устанавливают кавитатор (плохо обтекаемое тело, за которым в потоке возникает отрывная зона), за него подают постоянный поток газа высокого давления, и подбирают (выбирают) диаметр проходного сечения выходного дросселя.

В устройстве повышение амплитуды пульсаций обеспечивается тем, что выпускная труба системы подачи газа удлинена и со стороны системы подачи жидкости на ней закреплен кавитатор, на выходе направляющего патрубка установлен дроссель, выполненный в виде шайбы с переменным диаметром проходного отверстия, а к его выходному фланцу после дросселя подсоединено промывное изделие (трубопровод или проточная емкость) или установлена очищаемая открытая поверхность. Промываемый трубопровод может быть также подсоединен к входному фланцу патрубка со стороны системы подачи жидкости. Кавитатор с выпускной трубой газа и выходной дроссель могут быть установлены непосредственно в начале и конце промываемого трубопровода, соединенного с системой подачи жидкости, соответственно. Простейший кавитатор может быть выполнен в форме кругового диска, устанавливаемого в трубопроводе перпендикулярно потоку жидкости.

Установка кавитатора в поток жидкости со стороны ее ввода, подача за него постоянного потока газа высокого давления и выбор диаметра проходного сечения выходного дросселя обеспечивают формирование за кавитатором присоединенной искусственной газовой каверны с четко выраженной границей раздела фаз газ-жидкость, замыкающейся на выходном дросселе. Это кавитационное образование является неустойчивым и обеспечивает возбуждение автоколебаний в системе с частотой и большой амплитудой, зависящими от длины каверны, величины проходного отверстия дросселя, расходов и давлений газа и жидкости. Подбор (изменение) проходного сечения дросселя позволяет обеспечить максимально возможную амплитуду пульсаций давления и расхода фаз в истекающем через отверстие замыкающего дросселя двухфазном газожидкостном потоке, в потоке жидкости на входе кавитатора, а также в пристенной зоне на участке существования самой каверны от кавитатора до выходного дросселя.

Истекающий через замыкающий дроссель пульсирующий двухфазный поток может быть использован как для очистки внутренней поверхности подключенного (возможно с зазором) к выходному фланцу патрубка за дросселем (соплом) промываемого трубопровода или проточной емкостей, так и открытой загрязненной поверхности, на которую вытекает пульсирующий двухфазный поток (струя).

Возбужденные колебания давления и расхода в потоке моющей жидкости, протекающей в подсоединенном на входе патрубка перед кавитатором со стороны системы подачи жидкости очищаемом трубопроводе обеспечивают его промывку потоком пульсирующей чисто капельной жидкостью.

Пульсации давления и расхода в потоке на стенке трубопровода вокруг каверны могут также обеспечивать очистку стенок промываемого трубопровода, на входе которого непосредственно устанавливают кавитатор с выпускной трубой системы подачи газа, а на выходе выходной дроссель.

В устройстве удлинение выпускной трубы системы подачи газа и закрепление на ней кавитатора со стороны ввода жидкости, подача за него постоянного потока газа высокого давления и выбор диаметра проходного сечения выходного дросселя обеспечивают формирование ограниченной вентилируемой газовой каверны с четко выраженной границей раздела фаз газ-жидкость на участке от кавитатора до выходного дросселя, которая является неустойчивой и возбуждает автоколебания в системе с большими амплитудами, соизмеримыми со средними значениями давления и расхода фаз в системе, соответственно.

Подсоединение (возможно с зазором) к выходному фланцу направляющего патрубка после выходного дросселя промываемого трубопровода или проточной емкости или установка за выходным дросселем открытой очищаемой поверхности позволяет промывать эти изделия пульсирующим двухфазным потоком (струей).

Подсоединение промываемого трубопровода к фланцу направляющего патрубка со стороны системы подачи жидкости обеспечивает его очистку пульсирующим потоком капельной жидкостью за счет того же механизма возбуждения автоколебаний в системе Установка кавитатора непосредственно на входе промываемого трубопровода, а выходного дросселя в его конце обеспечивает промывку стенок трубопровода при пульсациях давления и расхода в потоке жидкости, окружающем каверну. В этом случае развитая искусственная каверна образуется непосредственно в промываемом трубопроводе на участке от кавитатора до выходного дросселя.

Простейшей формой кавитатора является его исполнение в виде круговой шайбы, установленной внутри направляющего патрубка перпендикулярно потоку жидкости.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ при присоединении очищаемых изделий (трубопровода, проточной емкости, открытой поверхности) за выходным дросселем при их промывке пульсирующим двухфазным потоком (струей).

На фиг. 2 изображено устройство, реализующее способ при подсоединении очищаемого трубопровода перед кавитатором со стороны системы подачи моющей жидкости при промывке трубопровода пульсирующим потоком капельной жидкости.

На фиг.3 изображено устройство, реализующее способ, при установке выходной трубы системы подачи газа с закрепленными на ней кавитатором на входе промываемого трубопровода, а выходного дросселя в его конце.

Устройство содержит емкость 1 с обратными клапанами 2 и линией подачи моющей жидкости 3, газовый ресивер 4, установленный на направляющем патрубке 5, имеющем входной фланец 8 и выходной фланец 9, выпускную трубу подачи газа 6, кавитатор 7, дроссель 10 с регулируемым проходным отверстием 11, очищаемые изделия: 12 трубопровод, 13 проточная емкость, 14 открытая поверхность. За кавитатором на фиг.1, 2, 3 показана развитая газовая каверна 15, замыкающаяся на выходном дросселе 10. Направления течения потоков указаны стрелками.

Устройство работает следующим образом.

Из емкости 1 через линию подачи моющей жидкости 3 жидкость поступает через вход направляющего патрубка 5 на вход кавитатора 7, за который через выпускную трубу 6 подается постоянный поток газа высокого давления, и в результате за кавитатором образуется присоединенная вентилируемая каверна, замыкающаяся на дросселе 10, через который истекает двухфазный газожидкостной поток. В силу собственной внутренней неустойчивости гидросистемы с ограниченной вентилируемой газовой каверной 15 в ней возникают автоколебания, характеризующиеся значительными пульсациями давления и расхода жидкости на входе кавитатора, газа в каверне за кавитатором и жидкости, окружающей каверну на стенке направляющего патрубка 5, а также двухфазного потока за выходным дросселем 10. Регулирование характеристик данного автоколебательного процесса возможно за счет изменения проходного сечения дросселя, формы кавитатора, изменением расхода и давления рабочих тел в системах их подачи.

Для промывки трубопровода 12 или проточной емкости 13 двухфазным потоком их подсоединяют, возможно с зазором, к выходному фланцу направляющего патрубка 5 за дросселем 10, через который истекает пульсирующий двухфазный поток, фиг.1.

Для очистки открытых поверхностей пульсирующую двухфазную струю, истекающую через выходной дроссель 10 (шайбу, сопло), направляют в нужное место на очищаемой поверхности, фиг.1.

При необходимости промывки трубопровода потоком однофазной жидкости его включают после системы подачи однофазной жидкости его включают после системы подачи моющей жидкости и подсоединяют к фланцу 8 на входе направляющего патрубка 5 перед кавитатором 7, фиг.2.

Установка кавитатора 7, закрепленного на выпускной трубе 6, непосредственно на входе промываемого трубопровода 12, а выходного дросселя на его выходе, также обеспечивают его очистку пульсирующим потоком, фиг.3.

Формула изобретения

1. Способ очистки различных поверхностей изделий, включающий возбуждение пульсаций в потоке перекачиваемой моющей жидкости путем подачи в поток жидкости газа высокого давления и дросселирования газожидкостной смеси на выходе, отличающийся тем, что в месте подачи газа в поток жидкости со стороны ее подачи устанавливают кавитатор, за ним подают постоянный поток газа высокого давления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулируют амплитуду пульсаций путем изменения проходного сечения дросселя.

3. Устройство для очистки различных поверхностей изделий, содержащее системы подачи жидкости и газа с обратными клапанами, направляющий патрубок с двумя фланцами для подсоединения к промываемому изделию и системе подачи жидкости, а также выпускную трубу для подачи газа, отличающееся тем, что оно снабжено кавитатором, а выпускная труба имеет удлинение для размещения на нем со стороны подачи моющей жидкости кавитатора, а на выходе направляющего патрубка установлен дроссель в виде шайбы с переменным диаметром проходного сечения.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что для очистки поверхности изделий двухфазным потоком очищаемое изделие установлено за дросселем.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что при очистке трубопровода кавитатор с выпускной трубой установлены непосредственно в очищаемом трубопроводе.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что при очистке трубопровода однофазным потоком жидкости трубопровод установлен на входе направляющего патрубка перед кавитатором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3