Способ удаления накипи


 


Владельцы патента RU 2495729:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к способу удаления накипи и может быть использовано как в промышленных, так и в бытовых условиях, например для удаления накипи из чайников или с «мокрой» части блоков цилиндров автотракторных двигателей или из других емкостей. В емкость заливают растворы моющих средств на кислотной основе и выдерживают определенное время с последующим нагревом. Емкость предварительно заполняют водой, затем воду доводят до кипения и охлаждают до температуры окружающей среды. Затем емкость охлаждают дальше до температуры ниже минус четыре градуса по Цельсию и наводят вибрацию в материале накипи. Затем нагревают емкость со льдом и повторно наводят вибрацию в материале емкости и удаляют воду вместе с кусочками накипи из емкости. Температуру охлаждения выбирают с учетом прочности материала емкости. Частота вибраций должна быть в первом случае равной частоте собственных колебаний материала накипи, а во втором - частоте собственных колебаний материала емкости. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности и качества удаления трудноудаляемых твердых отложений.

 

Изобретение относится к способам удаления с поверхностей различных металлических изделий твердых отложений, как в промышленных, так и в бытовых условиях, например, для удаления накипи из чайников или с «мокрой» части блоков цилиндров автотракторных двигателей или из других емкостей.

Известен способ [1, стр.82] очистки поверхностей с помощью растворов различных многокомпонентных синтетических моющих средств. Достоинством которых является то, что они не вызывают коррозию черных металлов, не оказывают вредного воздействия на кожу и одежду работающих. Детали, вымытые (очищенные) с помощью них не требуют последующего ополаскивания водой. Недостатком этих растворов является то, что они требуют нагрева для интенсификации процесса очистки, а это требует дополнительных затрат времени и энергии. Для повышения интенсивности и качества очистки часто применяют предварительное смачивание поверхности, например, предварительно заливают в очищаемую емкость раствор и выдерживают длительный период для лучшего смачивания загрязнений, что также снижает производительность процесса очистки. Установлено, что растворы синтетических моющих средств эффективны только при очистке легкоудаляемых загрязнений, например, с их помощью практически невозможно удалить такой вид загрязнения, как нагар, накипь и др.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является способ очистки изделий с помощью моющих средств на кислотной основе [2, стр.94], например, используют растворы на основе соляной, серной, фосфорной, хромовой, молочной, уксусной и лимонной кислот. Такой способ более эффективен, чем применение синтетических моющих средств, но также имеет свои существенные недостатки. Во-первых, любая кислота сама по себе опасна для работающих, особенно в производственных условиях, где довольно сложно соблюдать все требования безопасности при работе с различными опасными жидкостями. Во-вторых, моющие растворы на кислотной основе, вызывают коррозию черных и цветных металлов, поэтому, после очистки необходимо повторно промывать, например, раствором кальцинированной соды и тринатрийфосфата, или применять ингибирующие составы, что также увеличивает трудоемкость и стоимость процесса очистки.

Таким образом, недостатком существующих способов очистки поверхностей любых изделий является их низкая эффективность, значительная трудоемкость, и опасность для рабочего персонала, особенно при очистке трудноудаляемых загрязнений, типа накипи. К тому же, склонность к разрушению большинства изделий при применении моющих растворов, особенно на основе некоторых кислот, способствует снижению ресурса объекта очистки. Эти недостатки относятся непосредственно только к процессу очистки.

Известно, что накипь бывает трех видов: силикатная, карбонатная и смешанная. Поэтому, перед началом удаления накипи, традиционными способами, необходимо провести анализ для определения вида накипи, а затем подобрать соответствующий раствор, что является серьезной процедурой, требующей соответствующих препаратов для анализа, методики и знаний. Такой анализ в бытовых условиях практически невозможен. Поэтому, применение различных препаратов для удаления накипи типа «антинакипь», которые предлагаются для удаления накипи как в бытовых так и промышленных условиях, крайне неэффективно.

Целью изобретения является увеличение эффективности удаления с поверхности изделий твердых загрязнений, например, в виде накипи.

Сущность изобретения заключается в том, что в емкость, на «мокрой» поверхности которой образовалась накипь или другое твердое отложение, предварительно заполняют водой, потом воду доводят до кипения, затем емкость вместе с водой подвергается охлаждению до температуры окружающего воздуха. Затем дальше охлаждают до температуры ниже минус четыре градуса по Цельсию, пока вся вода в емкости не превратится в лед. Затем к монолитно замороженной массе [монолитная масса это - лед, твердое отложение (накипь) и емкость] наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний накипи.

Затем емкость с льдом повторно нагревают до тех пор, пока лед не растает до величины, чтобы его можно было удалить из емкости вместе с кусочками накипи. Так как теплопроводность воды, самой накипи и материала емкости отличаются, также коэффициенты температурного расширения льда, самой накипи и материала емкости также отличаются, то в процессе последовательного нагрева и охлаждения на границах контакта накипи с поверхностью емкости возникают напряжения, способствующие отрыву частиц накипи от поверхности емкости. Для большей интенсификации процесса отрыва частиц накипи от поверхности емкости, и саморазрушения накипи, после, как образовался сплошной лед в процессе охлаждения, наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний накипи. После того, как лед растаял, повторно наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала емкости, что позволяет оторвать оставшиеся частицы накипи от поверхности емкости.

Температура охлаждения должна быть ниже, чем минус четыре градуса по Цельсию, но такой, чтобы не было разрыва материала емкости из-за сильного увеличения объема льда в процессе охлаждения. То есть, температуру охлаждения необходимо выбирать в зависимости от материала емкости так, чтобы создать максимальные касательные напряжения на месте контакта накипи с поверхностью емкости, в то же время, чтобы не было разрыва материала емкости от чрезмерного увеличения объема льда. Таким образом, даже простой нагрев воды, заполненой в очищаемую емкость с последующими охлаждением и нагревом дают эффект отрыва твердых отложений от стенок емкости. Наведение вибрации с частотой, равной собственной частоте колебаний накипи или другого твердого отложения сначала в материале накипи, а потом в материале емкости, кардинально повышают эффективность саморазрушения твердого отложения и его отрыва от поверхности емкости. В процессе замораживания воды слой накипи испытывает давление со стороны льда и со стороны внутренней поверхности емкости, то есть испытывает механическое сжатие, что позволяет подвести к нему резонансную частоту.

Физический смысл данного способа заключается в следующем.

1. При быстром нагреве поверхности металлической емкости (со стороны без накипи) за счет различий коэффициентов линейного расширения металла изделия и накипи в зоне контакта возникают касательные напряжения, вызывающие сдвиг микрообъемов материала изделия относительно слоя накипи, способствуя разрушению адгезионных связей между поверхностями изделия и накипи.

2. Наложение вибрации резонансной частоты способствует повышению амплитуды колебаний касательного напряжения в зоне контакта поверхности изделия с накипью.

3. Смачивание накипи с последующим замораживанием способствует повышению перепада температур в зоне контакта поверхности изделия с накипью при последующем нагреве изделия, что в свою очередь будет способствовать увеличению сдвигового напряжения между поверхностями.

Лабораторные испытания показали эффективность и реализуемость предложенного способа.

Удаление твердых отложений, например, накипи с поверхности изделий (емкости) осуществляется в следующей последовательности. Предварительно заполняется емкость водой, затем вода доводится до кипения. Потом источник тепла выключается, и емкость с водой подвергается охлаждению до температуры окружающего воздуха. Затем, емкость с водой охлаждается до температуры ниже минус четыре градуса, но так, чтобы не было разрушения материала емкости от увеличения объема льда, то есть, температуру охлаждения выбирают с учетом прочности материала емкости. Наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала накипи для повышения эффективности отрыва частиц накипи от внутренней поверхности емкости.

Затем емкость с льдом быстро нагревают и повторно наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала емкости для окончательного отрыва частиц накипи от внутренней поверхности емкости.

Вибрацию можно наводить разными способами, например, устанавливая емкость на вибрационный стол, или же, молотком по местам, где толщина накипи наибольшая разной силой и разной частотой ударов. При этом, материал молотка должен иметь меньшую твердость, чем твердость материала емкости во избежание деформации поверхности емкости от ударов, сила удара должна исключить также деформацию.

Технический эффект достигается за счет физических явлений, возникающих в зоне контакта льда с поверхностью накипи и в зоне контакта поверхности накипи с внутренней «мокрой» поверхностью емкости, с которой удаляется накипь в процессе нагревания и охлаждения, а также из-за вибрации, которая наводится в материале емкости сначала после охлаждения, затем - после нагрева, тем самым повышается эффективность и качество удаления трудноудалимых твердых отложений типа «накипь» с поверхности изделий.

Источники информации

1. Техническое обслуживание и ремонт машин. /И.Е. Ульман, Г.С. Игнатьев, В.А. Борисенко и др.; Под общ. ред. И.Е. Ульмана. - М.: Агропромиздат, 1990. - 399 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для с.-х. техникумов). ISBN 5 - 1- - 000814 - 8.

2. Савченко В.И. Ремонт техники в колхозах и совхозах. М., Россельхозиздат, 1975. 216 с. ил.

Способ удаления накипи с внутренней «мокрой» поверхности различных металлических емкостей для жидкости, например емкости для воды, заключающийся в том, что в емкость заливают растворы моющих средств на кислотной основе, выдерживают определенное время с последующим нагревом, отличающийся тем, что емкость предварительно заполняют водой, затем воду доводят до кипения, охлаждают до температуры окружающей среды, затем охлаждают дальше до температуры ниже минус четыре градуса по Цельсию, наводят вибрацию в материале накипи, затем нагревают емкость со льдом и повторно наводят вибрацию в материале емкости и удаляют воду вместе с кусочками накипи из емкости, причем температуру охлаждения выбирают с учетом прочности материала емкости, частота вибраций должна быть в первом случае равной частоте собственных колебаний материала накипи, а во втором - частоте собственных колебаний материала емкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве подогревателя сетевой и горячей воды. .

Изобретение относится к области волновой техники и может быть использовано для удаления солей и прочих отложений с поверхностей различного оборудования. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водовоздушных теплообменниках, орошаемых водой для очистки поверхностей нагрева. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплообменной аппаратуре для удаления загрязнений с поверхности теплообмена. .

Изобретение относится к области защиты и очистки оборудования от солеотложений и обеспечивает повышение эффективности очистки за счет исключения «паразитного» эффекта разогрева ферромагнитного сердечника электромагнитного преобразователя, увеличения магнитострикционного эффекта в сердечнике при работе и расширения диапазона воздействия.

Изобретение относится к устройствам для получения и возбуждения колебаний широкого спектра частот и амплитуд и может использоваться для интенсификации процесса теплообмена и предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры.

Изобретение относится к гидродинамическим способам очистки внутренней поверхности трубок водо-воздушных или водо-водяных секций или радиаторов, применяемых в системах охлаждения энергетических установок, от общего загрязнения и твердого слоя накипи.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки наружных поверхностей нагрева от зольных и сажистых отложений и внутренних - от накипи.

Изобретение относится к области энерготехнологии, а непосредственно к способу автоматической газоимпульсной очистки поверхностей нагрева. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для защиты и очистки от первичной накипи ферромагнитных поверхностей теплообмена, контактирующих с водой, например оболочек трубчатых водонагревателей, труб котлов и теплообменников различного назначения.

Изобретение относится к моечной машине. Моечная машина для бутылок или подобных сосудов (2) с транспортной системой сосудов с ячейками (5) для сосудов, причем ячейки (5) образуют группу ячеек с образованием замыкающей петли, с одной зоной обработки (1), мимо которой сосуды (2) движутся с помощью транспортной системы при опрыскивании, а также со структурой скольжения или решеткой (9) скольжения с одной поверхностью (13, 13c) скольжения для сосудов (2) в зоне (1) обработки под траекторией движения ячеек (5) для сосудов, причем поверхность (13, 13c) скольжения взаимодействует с донной частью сосудов, и одна поверхность (13, 13c) скольжения образована в виде открытой и/или выступающей вверх над смежными областями структуры скольжения или решеткой (9) скольжения кромки скольжения или планки скольжения, при этом одна образующая поверхность (13, 13с) скольжения, деталь (12, 12a-12c) скольжения, с возможностью разъема закреплена на структуре скольжения или решетке (9) и изготовлена из синтетического материала.
Изобретение относится к способу очистки технологической аппаратуры, в частности мембранных фильтров, и может быть использовано в пищевой промышленности и на установках очистки сточных вод.

Изобретение относится к очистке труб в технологическом потоке, а точнее, для промывки внутренней поверхности труб от окалины и шлама, также для обезжиривания внутренней поверхности труб переменной длины, а именно от 6 до 14 м.
Изобретение относится к средствам, предназначенным для разрушения сводов и перемычек из слежавшегося сыпучего материала, образовавшихся в различных, в том числе труднодоступных местах емкостей.

Изобретение относится к области водоснабжения и касается дезинфекции и промывки трубопроводов питьевой воды, которые необходимо производить для восстановления работы трубопроводов после ликвидации аварии.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке процесса безопасной чистки оборудования на линии загрузки порошкообразного взрывчатого вещества (ВВ) в смесительное оборудование.

Изобретение относится к устройству для обработки емкостей согласно п.1 и способу эксплуатации устройства согласно п.8 формулы изобретения. .

Изобретение относится к области очистки и касается устройства и способа для непрерывной мойки емкостей, изготовленных из пластика, а также для удаления загрязнителей и этикеток с их поверхности.

Изобретение относится к технологии чистки и предотвращения загрязнений резервуаров, более конкретно к способу исследования процесса очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов, и может найти применение в нефтяной и связанных с ней отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков известных технических решений и повышение эффективности исследований процесса вакуумной очистки горизонтальных нефтеналивных резервуаров от остатков нефтепродуктов в условиях изменяемой площади зеркала нефтеотходов. Дополнительным результатом является повышение точности измерения расхода при удалении нефтеотходов переменного состава при различной температуре. Указанный технический результат достигается тем, что в способе исследования процесса очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов, включающем подачу в резервуар моющего раствора и вывод остаточных загрязнений, согласно изобретению, макет очищаемого резервуара тарируют технической водой, после ее удаления заполняют рабочей жидкостью в виде имитатора остатков нефтепродуктов, затем перекачивают рабочую жидкость при заданной температуре в вакуумируемую сборную емкость через соединительный трубопровод с фиксированным гидравлическим сопротивлением и регистрируют параметры очистки по времени и уровню рабочей жидкости в резервуаре и сборной емкости. Кроме того, в качестве рабочей жидкости может использоваться имитатор остатков нефтепродуктов следующего состава, % масс.: котельное топливо 25 дизельное топливо летнее 5 песок кварцевый фракции менее 0,5 мм 3 песок кварцевый фракции 0,5-1 мм 3 песок кварцевый фракции свыше 1 мм 1 оксид железа порошковый 3 водный раствор моющего средства «Лабомид-101» остальное 1 ил.
Наверх