УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОК КОНДЕНСАТОРА ОТ ТВЕРДЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области очистки внутренних поверхностей теплообменных аппаратов при помощи устройств с вращающимися рабочими органами и предназначено преимущественно для очистки внутренней поверхности трубок стационарных, вертикально установленных конденсаторов промышленных холодильных установок, в которых для охлаждения рабочего агента используется морская вода.
Известно гидромеханическое устройство для очистки внутренней поверхности труб от твердых отложений (Патент РФ №2125494, МПК 6 В08В 9/00, опубл. 27.01.1999 г).
Известная установка содержит корпус в форме тела вращения, в передней части которого находится выполненный в виде усеченного конуса очистной элемент с каналами для подачи жидкости, а хвостовая часть соединена с приводом вращения корпуса. На образующей поверхности усеченного конуса нарезаны зубья с величиной затылования на ширине пера большей, чем величина подъема на зуб, при этом величину затылования выбирают из условия
где К - величина затылования на ширине пера;
Р - шаг винтовой нарезки;
φ - угол наклона конуса рабочей части очистного элемента;
Z - число перьев очистного элемента.
Зубья на соседних перьях расположены друг относительно друга в шахматном порядке, перья разделены канавками, к которым подведены каналы для подачи жидкости, а последним зубом выполнен цилиндрический поясок с буртиком.
Известное устройство обеспечивает хорошее качество очистки труб от твердых отложений. Однако оно является сложным в конструктивном исполнении и не позволяет производить очистку внутренней поверхности трубок малого диаметра конденсаторов холодильных установок в рабочем состоянии, т.е. без вывода конденсаторов из эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству для очистки внутренних поверхностей трубок конденсатора от твердых отложений является выбранное в качестве прототипа устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода. (Авторское свидетельство РФ №1013002, МПК 7 В08В 9/053, опубл. 23.04.1983 г.), (прототип).
Оно содержит вал и, установленные на валу и связанные с ним, турбинку и очистные инструменты. Кроме того, известное устройство содержит дополнительную турбинку, установленную на валу с возможностью вращения относительно него, причем вал на участке между турбинками выполнен в виде колена, а дополнительная турбинка снабжена ободом, на котором закреплены очистные инструменты. Сам обод выполнен шарообразным.
Известное устройство также является сложным в конструктивном исполнении и с его помощью не представляется возможным выполнить очистку внутренней поверхности длинных трубок малого диаметра конденсаторов холодильных установок, причем в рабочем состоянии.
В основу полезной модели поставлена задача разработать устройство для очистки внутренней поверхности длинных трубок малого диаметра в стационарных конденсаторах вертикального исполнения применяемых в промышленных холодильных установках. Задача осложнилась еще тем, что очистку трубок следовало выполнять на работающих конденсаторах, т.е. без вывода их из эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений, содержащем вал, а также установленные на валу и связанные с ним привод и очистной инструмент, привод установлен на хвостовой части вала, причем соединение привода с валом выполнено разъемным, а вал в хвостовой части выполнен с возможностью наращивания его длины, в качестве очистного инструмента в передней части вала жестко установлено сверло, наружный диаметр которого составляет от 90 до 95% внутреннего диаметра очищаемой трубки.
Кроме того, в устройстве для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений:
- хвостовая часть вала, на котором установлено сверло, снабжена резьбой и связана с приводом посредством, снабженного головной частью, вала привода, в хвостовой части которого выполнена внутренняя резьба;
- в качестве привода на головной части его вала установлен ручной вороток;
- каждое наращивание длины вала, на котором установлено сверло, выполняется посредством сменного вала, на одном конце которого выполнена резьба под внутреннюю резьбу, выполненную в хвостовой части вала привода, а на другом его конце выполнена внутренняя резьба под резьбу, выполненную на хвостовой части вала, на котором установлено сверло.
В заявленном устройстве для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:
- вал;
- установленные на валу и связанные с ним привод и очистной инструмент.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного устройства и прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:
- привод установлен на хвостовой части вала;
- соединение привода с валом выполнено разъемным;
- вал в хвостовой части выполнен с возможностью наращивания его длины;
- в качестве очистного инструмента в передней части вала жестко установлено сверло;
- наружный диаметр которого составляет от 90 до 95% внутреннего диаметра очищаемой трубки.
Перечисленные существенные признаки, отличающие заявленное устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений от его наиболее близкого аналога (прототипа) в совокупности с признаками, общими для него и прототипа, обеспечивают достижение заявленного технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.
Признаки же, указанные ниже, характеризуют полезную модель лишь в конкретных формах реализации существенных признаков устройства, но также существенным образом обеспечивают достижение технического результата:
- хвостовая часть вала, на котором установлено сверло, снабжена резьбой и связана с приводом посредством, снабженного головной частью, вала привода, в хвостовой части которого выполнена внутренняя резьба;
- в качестве привода на головной части его вала установлен ручной вороток;
- каждое наращивание длины вала, на котором установлено сверло, выполняется посредством сменного вала, на одном конце которого выполнена резьба под внутреннюю резьбу, выполненную в хвостовой части вала привода, а на другом его конце выполнена внутренняя резьба под резьбу, выполненную на хвостовой части вала, на котором установлено сверло.
Такая совокупность всех существенных признаков заявленного устройства для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений позволила создать устройство, обеспечивающее эффективную и высокого качества очистку внутренней поверхности длинных трубок малого диаметра от твердых отложений в стационарных конденсаторах вертикального исполнения, применяемых в промышленных холодильных установках, без вывода этих конденсаторов из эксплуатации.
Выполнение устройства для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений в виде установленных на валу и связанных с ним привода и очистного инструмента, в котором привод установлен на хвостовой части вала, а его соединение с валом выполнено разъемным, при том, что сам вал в хвостовой части выполнен с возможностью наращивания его длины посредством сменных валов позволило осуществлять очистку от твердых отложений внутренней поверхности длинных трубок малого диаметра в крупногабаритных конденсаторах вертикального исполнения применяемых в стационарных, большой производительности холодильных установках.
Применение в заявленном устройстве в качестве очистного инструмента, в передней части вала, жестко установленного сверла, наружный диаметр которого составляет от 90 до 95% внутреннего диаметра очищаемой трубы позволило осуществлять при вращении сверла и его поступательное движение строго вдоль продольной оси очищаемой трубки конденсатора без перекосов, задиров и повреждения трубки непосредственно на работающем конденсаторе и осуществлять при этом режущими элементами сверла эффективную, высокого качества очистку внутренней поверхности трубок от твердых отложений. Удаление элементов срезанных отложений из трубки осуществляется охлаждающей водой, которая поступает с верхней трубной доски в трубки конденсатора, а затем по винтовым канавкам сверла стекает вниз, смывая срезанные элементы отложений в полость для их сбора, а затем они удаляются наружу посредством штатных средств конденсатора.
В заявленном устройстве в качестве привода вала, на котором установлено сверло, установлен ручной вороток (в принципе привод может быть и иного конструктивного исполнения). Выбор привода обусловлен высокой ответственностью выполняемой операции по очистке трубок от твердых отложений на работающем конденсаторе, т.е. без его остановки. Применение ручного воротка в качестве привода позволило одновременно выполнять операцию очистки трубки и контролировать ход этой операции одним человеком непосредственно.
Выполнение всех соединений в заявленном устройстве резьбовыми позволило соединять все конструктивные элементы устройства между собой жестко, а самое главное по длине устройства совместить оси конструктивных элементов друг относительно друга, что повысило надежность и качество выполнения процесса очистки длинных трубок малого диаметра от твердых отложений на работающем конденсаторе.
Таким образом, все отличительные признаки заявленного устройства для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений обеспечивают достижение технического результата, т.е. находятся с техническим результатом в причинно-следственной связи и решают поставленную задачу, а именно эффективную и высокого качества очистку внутренней поверхности длинных трубок малого диаметра в стационарных конденсаторах вертикального исполнения для промышленных холодильных установок без вывода их из эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - изображено в сборе устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений; на фиг.2 - изображен узел соединения хвостовой части вала, на котором установлено сверло, с ручным приводом; на фиг.3 - изображен сменный вал; на фиг.4 - изображено устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора в процессе очистки внутренней поверхности трубки конденсатора от твердых отложений.
Устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений содержит вал 1, на котором установлены и связанные с ним привод в виде ручного ворота 2 и очистной инструмент в виде сверла 3 (см. фиг.1). Ручной вороток 2 установлен в головной части вала 4 привода, а в хвостовой части этого вала выполнена внутренняя резьба 5. Соединение вала 4 привода с валом 1 выполнено разъемным для чего на хвостовой его части выполнена резьба 6 под резьбу 5 вала 4 привода (см. фиг.2). Для наращивания длины вала 1, в случае необходимости, применяются сменные валы 7 (на чертеже изображен один), на одних концах которых выполнена резьба 8 под внутреннюю резьбу 5 вала 4 привода (см. фиг.3), а на других их концах выполнена внутренняя резьба 9 под резьбу 6, выполненную на хвостовой части вала 1.
Дополнительно на чертеже показаны (см. фиг.4):
10 - корпус конденсатора;
11 - емкость для охлаждающей жидкости, установленная штатно в верхней части корпуса конденсатора;
12 - патрубок подвода охлаждающей жидкости в емкость 11 конденсатора;
13 - верхняя трубная доска конденсатора;
14 - перепускные окна охлаждающей жидкости из емкости 11 на трубную доску 13;
15 - трубки конденсатора, завальцованные в трубную доску 13;
16 - твердые отложения на внутренней поверхности трубки 15;
17 - охлаждающая жидкость
Устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений работает следующим образом (см. фиг.4).
Предварительно над верхней оконечностью конденсатора устанавливается горизонтальная рабочая площадка. Затем осуществляется сборка устройства, для чего вал 1, на котором установлено сверло 3 соединяют посредством резьбового соединения с валом 4 привода. Конденсатор находится в рабочем состоянии, т.е. охлаждающая жидкость непрерывно поступает с верхней трубной доски 13 непосредственно во внутреннюю полость трубок 15 и через стенки этих трубок охлаждает рабочий агент холодильной установки. Устройство поднимают на рабочую площадку и выставляют в вертикальное положение над трубкой 15, которую предстоит очистить от твердых отложений, и рабочий конец сверла 3 вводят во внутреннюю полость этой трубки конденсатора так, чтобы продольная ось устройства была продолжением продольной оси очищаемой трубки. Далее, оператор посредством ручного воротка 2 приводит во вращение вал 1 вместе со сверлом 3. Режущие элементы сверла 3 при его вращении и поступательном движении вниз вдоль продольной оси очищаемой трубки, срезают твердые отложения с внутренней поверхности этой трубки. Охлаждающая жидкость поступающая сверху во внутреннюю полость трубки 15, протекает по винтовым канавкам сверла 3 и смывает срезанные элементы твердых отложений вниз по трубке в сборник (на чертеже не показан), расположенный в основании конденсатора с последующим удалением за его пределы. Скорость вращения сверла 3 и скорость его поступательного движения вниз внутри трубки 15 выбирается с учетом способности охлаждающей жидкости вымывать вниз по трубке срезанные твердые отложения, а также требований техники безопасности.
В случае если не хватает длины вала 1 устройства для очистки трубки 15 на всю ее длину, то увеличивают длину вала 1. Для этого, с хвостовой части вала 1 снимают вал 4 привода с ручным воротком 2 и наращивают длину вала 1 в его хвостовой части дополнительным сменным валом 7 посредством резьбового соединения 9. На свободный хвостовой конец сменного вала 7 устанавливают вал 4 привода с ручным воротком 2 и продолжают очистку внутренней поверхности трубки 15.
Устройство для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора от твердых отложений прошло испытания на работающих на морской воде конденсаторах, установленных на предприятии заявителя и принято в эксплуатацию в связи с его эффективностью и экономической целесообразностью.