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.
Известно устройство для очистки трубок, которое 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 [1]. 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.
Наиболее близким по конструкции и достигаемому результату к предложенному устройству является 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, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия, надетой на изолятор высоковольтного электрода и выступающей за край последнего [2]. При этом в качестве токопровода и изолятора применен коаксиальный одножильный кабель.
Недостатком данного устройства является невысокое качество, а также небольшая скорость очистки трубок от накипи, связанных, прежде всего, с невысоким результатом ударной силы пружины о твердые отложения. Известно, что арочную систему отложений в трубопроводах легче разрушить при небольшой толщине накипи, поэтому данное устройство имеет невысокую эффективность очистки трубок от накипи при относительно больших толщинах отложений (относительно диаметра трубки).
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение качества и скорости очистки трубок от накипи, т.е. повышение эффективности работы устройства.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для очистки трубок теплообменных аппаратов от накипи электрическими импульсными разрядами в жидкости, содержащем высоковольтный электрод, соединенный электрически с ним токопровод, помещенные в изолятор, и заземленный электрод, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия, надетой на изолятор высоковольтного электрода вместе с токопроводящей втулкой, пружина сжатия снабжена, надетым также на изолятор, металлическим наконечником, выполняющим роль ударного инструмента. Металлический наконечник выполнен в виде кольца, снабженного зубьями, расположенными в два ряда: в первом ряду зубья расположены перпендикулярно оси наконечника, а во втором - параллельно.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественные всем признакам заявляемого устройства, отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".
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 надет заземленный электрод 4, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия. 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 4, причем втулка выполнена с наружной и внутренней резьбой. Пружина сжатия 4 снабжена металлическим наконечником 8, надетым на изолятор со стороны высоковольтного электрода 1. Весь этот узел вставляется в очищаемую трубку 5.
На фиг.2 приведено устройство (по п.2 формулы изобретения) в виде металлического наконечника 8. Металлический наконечник 8 выполнен в виде кольца, снабженного зубьями, расположенными в два ряда: в первом ряду зубья 9 расположены перпендикулярно оси наконечника 8, а во втором ряду зубья 10 расположены параллельно оси наконечника 8. Наконечник 8 жестко закреплен с пружиной сжатия 4.
Работа устройства для очистки трубок электрическими импульсными разрядами осуществляется следующим образом. В трубку 5 с одной стороны поступает вода. На высоковольтный электрод по токопроводу 3 подается импульсное напряжение с амплитудой до 10 кВ, происходит электрический разряд на наконечник 8, соединенный с цилиндрической пружиной сжатия 4. В результате электрического разряда образуются ударные волны, которые воздействуют на накипь и отбивают ее от стенки трубки. Одновременно и наконечник 8 производит удар по накипи. Зубья 10 разрушают арочную форму накипи на стенках трубки. Последующие толчки наконечника 8 сбивают от стенки куски разрушенной арочной формы накипи. Образовавшийся шлам выносится наружу потоком воды. Если проходное отверстие в накипи мало, передние зубья 9 наконечника 8 упираются в препятствие. Цилиндрическая пружина 4 сжимается, при этом рабочий конец высоковольтного электрода 1 и, следовательно, канал разряда смещается в сторону препятствия, что увеличивает воздействие ударной волны на нее. Очередной электрический разряд приводит в действие сжатую пружину 4 с наконечником 8. При этом зубья 9 отслаивают от накипи центральную часть ее, увеличивая проходное отверстие и, тем самым, облегчая зубьям 10 разрушение арочной формы накипи на стенке трубки.
Известно, что арочная форма твердых отложений, не отслаивается от стенок трубок даже при появлении продольных (относительно оси трубки) трещин на них. Для этого необходимо, чтобы отношение размера толщины накипи к диаметру трубки было не более 1:7-1:12 (в зависимости от плотности накипи). Поэтому использование наконечника с двумя рядами зубьев с предложенной их расстановкой является эффективной формой повышения качества и скорости очистки трубок от накипи.
Таким образом, использование в устройстве для очистки трубок от накипи надетого на изолятор непосредственно к цилиндрической пружине сжатия металлического наконечника в виде кольца, с двумя рядами зубьев - передними, перпендикулярными оси наконечника, и задними, параллельными оси наконечника - позволяет повысить качество и скорость очистки трубок, т.е. увеличить эффективность работы устройства.
Список источников
1. А.с. СССР 1768333, МПК В08В 9/04, опубл. 15.10.92 г.
7
2. Патент Российской Федерации RU 2152575 C1, МПК F28G 7/00, В08В 9/04, опубл. 10.07.2000