УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОИМПУЛЬСНОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
GAS-PULSE CLEANING UNIT FOR HEATING SURFACES

Изобретение относится к установкам для очистки поверхностей нагрева от наружных отложений и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где существует проблема очистки теплообменных поверхностей.
Известна установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (патент RU № 2094728 C1, F28G 1/16) «Установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева», содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны, с патрубками подачи газа, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройством автоматического управления, датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, например электромагнитными клапанами, обеспечивающими автоматический режим их работы. Существенными недостатками приведенной установки для газоипульсной очистки поверхностей нагрева является:
- Необходимость в оснащении и техническом обслуживании специальных средств для подачи газа и воздуха;
- Невозможность использования различных горючих газов для ГИО в связи с трудностями получения оптимальной взрывной газовоздушной смеси;
- Невозможность поддержания оптимального соотношения газ-воздух для приготовления взрывной газовоздушной смеси в смесителях, обеспечивающего максимальную мощность генерируемых в импульсной камере волн;
- Стационарное размещение импульсных камер, ограничивающее эффективный диапазон очистки поверхностей нагрева ударными волнами.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (решение о выдаче патента по заявке №2004112530/12 МПК7, F28G 1/16 от 20 июня 2008 г.), содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны, с патрубками, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройство автоматического управления с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах перед смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, технологический блок с автономными источниками подачи газа и воздуха с регуляторами давления газа и воздуха с запорно-регулирующими клапанами, газовыми датчиками непрерывного контроля концентраций горючих газов, размещенными на смесителях, которые соединены соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха и электрическими цепями с устройством автоматического управления, обеспечивающими автоматический режим очистки поверхностей нагрева.
Существенным недостатком приведенной выше установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева является:
- Стационарная установка импульсных камер в значительной степени ограничивает диапазон воздействия ударных волн на очищающие поверхности нагрева и, как следствие, возникает необходимость в установке дополнительных импульсных камер для очистки поверхностей нагрева, что приводит к дополнительным материальным затратам.
Задачей заявленного технического решения является создание установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, в которой отсутствуют приведенные выше недостатки, повышается эффективность работы установки.
Поставленная задача достигается тем, что установка газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, содержит распределительный коллектор, импульсные камеры, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапана, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапана с патрубками, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройство автоматического управления с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах перед смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, технологический блок с автономными источниками подачи газа с регулятором давления газа и воздуха с запорно-регулирующими клапанами, газовыми датчиками непрерывного контроля концентраций горючих газов, размещенными на смесителях, которые соединены соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха и электрическими цепями с устройством автоматического управления, обеспечивающими автоматический режим очистки поверхностей нагрева.
Сопоставительный анализ изобретения и прототипа позволяет сделать вывод, что новым является то, что установка снабжена неподвижными шарнирными опорами, установленными на импульсных камерах, обеспечивающими изменения направлений импульсных камер в горизонтальном или вертикальном направлениях в ручном или автоматическом режимах, при этом импульсные камеры соединены с распределительным коллектором гибкими шлангами. Это обеспечивает изобретению соответствие критерию "новизна".
Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения "изобретательский уровень".
На чертеже представлена схема установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева.
Установка состоит из импульсных камер 1 сгорания с запальниками 2, установленными на неподвижных опорах 3, соединенных гибкими шлангами 4 подачи смеси от смесителей 5, установленных в технологическом блоке 6. Каждый смеситель 5 трубопроводами 7 соединен с автономным источником подачи газа 8 и трубопроводами 9 с распределительным коллектором 10, подключенным к автономному источнику подачи воздуха 11, размещенному в технологическом блоке 6. На автономном источнике подачи газа 8 установлен запорно-регулирующий клапан 12 (например, электромагнитный клапан), а на трубопроводе 7 подачи газа - запорно-регулирующие клапаны 13. На автономном источнике подачи воздуха 11 установлен запорно-регулирующий клапан 14 (например, электромагнитный клапан), а на трубопроводах 9 подачи воздуха к смесителям 5 установлены запорно-регулирующие клапаны 15 (например, электромагнитные клапаны), которые также размещены в технологическом блоке 6. На смесителях 5 размещены газовые датчики 16 непрерывного контроля концентрации горючих газов. Выхлопные сопла 17 импульсных камер 1 направлены на очищаемые поверхности нагрева 18. Установка снабжена устройством автоматического управления 19, которое размещено в технологическом блоке 6, датчиками 20 контроля взрывных импульсов и датчиками 21 температуры, размещенными на трубопроводах 4 за смесителями 5, снабженными газовыми датчиками 16 непрерывного контроля концентрации горючих газов, причем датчики 21 температуры установлены также за очищаемыми поверхностями нагрева 18. Устройство автоматического управления 19 соединено электрическими цепями 22 с датчиками 20 контроля взрывных импульсов и датчиками 21 температуры с периодически действующими запальниками 2 и запорно-регулирующими клапанами 12, 13, 14 и 15 и с газовыми датчиками 16 непрерывного контроля концентрации горючих газов.
Устройство работает следующим образом.
При повышении температуры отходящих дымовых газов за поверхностями нагрева 18 выше заданной от датчиков 21 температуры по электрическим цепям 22 поступает сигнал в устройство автоматического управления 19, которое размещено в технологическом блоке 6, из которого согласно заданному алгоритму работы по электрическим цепям 22 поступают сигналы на включение автономных источников подачи газа 8 и воздуха 11, запорно-регулирующих клапанов 12, 13, 14, 15 (например, электромагнитных клапанов), установленных на газовоздухопроводах 7, 9 и распределительном коллекторе 10. Из смесителей 5 с размещенными на них газовыми датчиками 16 непрерывного контроля концентраций горючих газов, соединенными соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа 8 и воздуха 11 и электрическими цепями 22 по трубопроводу 9 в импульсные камеры 1 подается газовоздушная смесь, которая периодически с определенной частотой воспламеняется от запальника 2, соединенного также электрическими цепями 22 с устройством автоматического управления 19. Сгорая, порция смеси создает в импульсных камерах 1 детонационный процесс, способствующий повышению давления продуктов сгорания, которые через выхлопные сопла 17 выбрасываются на очищаемые поверхности 18 нагрева. Изменение направления импульсных камер 1 относительно очищаемых поверхностей 18 нагрева как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях осуществляется в ручном или автоматическом режимах за счет установки импульсных камер 1 на неподвижных шарнирных опорах 3 и соединения их гибкими шлагами 4 со смесителем 5. Циклы сжигания газовоздушной смеси в импульсных камерах 1 происходят до тех пор, пока температура отходящих дымовых газов за очищаемыми поверхностями 18 нагрева не достигает оптимально заданной. При этом от датчиков 21 температуры, отходящих газов по электрическим цепям 22 поступает сигнал на устройство автоматического управления 19 и происходит отключение автономных источников подачи газа 8 и воздуха 11, запорно-регулирующих клапанов 12, 13, 14, 15, периодически действующих запальников 2 и газовых датчиков 16 непрерывного контроля концентраций горючих газов, при этом обеспечивается автоматический режим их работы.
Использование предлагаемой установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева по сравнению с прототипом позволяет максимально использовать мощность генерируемых импульсными камерами ударных волн на очищаемые поверхности нагрева за счет изменения направления углов атаки ударных волн как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, осуществляемых в ручном или автоматическом режимах, увеличить диапазон очистки поверхностей нагрева, уменьшить количество импульсных камер для очистки поверхностей нагрева, что существенно сократит затраты на собственные нужды.