Устройство для очистки трубок теплообменных аппаратов от накипи электрическими импульсными разрядами

 

Изобретение относится к области очистки теплообменных аппаратов, бойлеров, нагревательных камер опреснителей, трубопроводов, отливок и любых поверхностей электрическими импульсными разрядами в жидкости. Устройство позволяет повысить качество очистки трубок. Устройство имеет высоковольтный электрод, соединенный электрически с токопроводом, и заземленный электрод, выполненный в виде надетой на изолятор высоковольтного электрода цилиндрической пружины сжатия. Последняя выступает за край высоковольтного электрода. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области очистки теплообменных аппаратов, бойлеров, нагревательных камер опреснителей, трубопроводов, отливок и любых поверхностей электрическими импульсными разрядами в жидкости.

Известно устройство для очистки труб от накипи (Л.А. Юткин "Электрогидравлический эффект" М., 1995 г., с. 22), в котором импульс напряжения подается на высоковольтный электрод, который вращается в трубке, заполненной водой. Электрические разряды формируются в воде между высоковольтными электродами и стенкой трубки.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, наличие вращающихся узлов, а также сложность применения для типовых трубных пучков бойлеров, имеющих внутренний диаметр менее 20 мм.

Наиболее близким по конструкции и достигаемому результату к предложенному нами устройству является электрогидравлическое устройство для очистки трубок, выбранное за прототип (а.с. СССР 1768333, МПК B 08 B 9/04, опубл. 15.10.92 г. ). Устройство содержит генератор импульсов тока с источником питания, связанные с ним электроды, один из которых выполнен в виде оголенной жилы на рабочем конце кабеля, имеющего канавки на наружной поверхности изоляции и систему подачи рабочей жидкости в зону очистки, причем канавки образованы кольцевыми и соединяющими их продольными пазами. Продольные канавки выполнены со смещением одна относительно другой, а кольцевые канавки расположены с шагом, величина которого не превышает толщины изоляции.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и то, что канал разряда замыкается всегда на стенку трубки, оставляя после себя следы электрической эрозии - питтинги, которые помимо прямого разрушающего действия на стенку трубки также являются центрами образования накипи.

Основной технической задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции, повышение качества очистки трубок и защита самих трубок от электрической эрозии, появляющейся при ориентации канала разряда на стенку трубки, в основном за счет использования в качестве заземленного электрода цилиндрической пружины сжатия. Благодаря тому, что заземленная цилиндрическая пружина сжатия надета на высоковольтный электрод и выступает за его край, обеспечивается постоянный разрядный промежуток и количество энергии выделяемой в нем. Кроме того, обрабатываемая поверхность защищается от случайного разряда на нее.

Основная техническая задача достигается тем, что в устройстве для очистки трубок теплообменных аппаратов от накипи электрическими импульсными разрядами в жидкости, содержащем помещенные в изолятор высоковольтный электрод, электрически соединенный с ним токовод, заземленный электрод и согласно предложенному решению заземленный электрод выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия, надетой на изолятор высоковольтного электрода и выступающий за край последнего.

Кроме того, целесообразно в качестве токопровода и изолятора применять коаксиальный одножильный кабель, в рабочий конец которого на изоляцию жилы кабеля под оплетку навернута токопроводящая втулка, к которой прикреплена заземленная пружина сжатия, причем втулка выполнена с наружной и внутренней резьбой.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаком, тождественные всем признакам заявляемого устройства, отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявляемого изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На приведенных чертежах (фиг. 1 и 2) представлена конструкция предложенного устройства для очистки труб теплообменника.

Устройство (по п. 1 формулы изобретения фиг. 1) содержит высоковольтный электрод 1, помещенный в изолятор 2. Высоковольтный электрод 1 соединяется с тоководом 3. На изолятор 2 одет заземленный электрод 4, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия. Весь этот узел вставляется в очищенную трубку 5. На фиг. 2 приведено предложенное нами устройство (по п. 2 формулы изобретения) в котором в качестве высоковольтного электрода, его изоляции и токовода применен коаксиальный одножильный кабель 6, в рабочий конец которого на изоляцию жилы кабеля под оплетку навернута токопроводящая втулка 7, к которой прикреплена цилиндрическая пружина сжатия, причем втулка выполнена с наружной и внутренней резьбой. Этот узел вставлен в очищаемую трубку.

Работа устройства для очистки трубок электрическими импульсными разрядами осуществляется следующим образом. В латунную трубку 5 с внутренним диаметров 17 мм и толщиной стенки 1 мм с одной стороны поступает вода. На высоковольтный электрод по токопроводу 3 подается импульсное напряжение с амплитудой до 10 кВ, происходит электрический разряд на заземленный электрод 4, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия. В результате электрического разряда образуются ударные волны, которые воздействуют на накипь и отбивают ее от стенки трубки. Образовавшийся шлам выносится наружу потоком воды. Если проходное отверстие в накипи мало, заземленный электрод 4 упирается в препятствие, цилиндрическая пружина сжимается, при этом рабочий конец высоковольтного электрода 1 и следовательно канал разряда смещается в сторону препятствия, что увеличивает воздействие ударной волны на нее. После того, как накипь разрушена, пружина разжимается, и устройство продолжает работать в первоначальном режиме.

Использование коаксиального одножильного кабеля позволяет упростить конструкцию устройства, а также использовать его многократно. По мере разрушения рабочего конца коаксиального одножильного кабеля под действием электрических разрядов и ударных волн, токопроводящую втулку 6 с прикрепленной к ней цилиндрической пружиной сжатия наворачивают дальше на изоляцию жилы кабеля.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки трубок теплообменных аппаратов от накипи электрическими импульсными разрядами в жидкости, содержащее помещенные в изолятор высоковольтный электрод, электрически соединенный с ним токопровод и заземленный электрод, отличающееся тем, что заземленный электрод выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия, надетой на изолятор высоковольтного электрода и выступающей за край последнего.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве токопровода и изолятора применен коаксиальный одножильный кабель, в рабочий конец которого на изоляцию жилы кабеля под оплетку навернута токопроводящая втулка, к которой прикреплена заземленная цилиндрическая пружина сжатия, причем втулка выполнена с наружной и внутренней резьбой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2