УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к устройствам для очистки поверхностей от загрязнений, и может найти применение в различных областях промышленности, а именно, автомобилестроении, авиастроении, кораблестроении, атомной промышленности, литейном производстве, машиностроении, химической и нефтегазовой, пищевой, полиграфии, легкой, энергетике и электронике.
2
Известны устройства для очистки поверхности, использующие гранулированный СО (сухой лед), смешивающийся в камере смешения с потоком воздуха и поступающий в сопло, из которого смесь частиц сухого льда и снега, образующегося из воды, содержащейся в потоке воздуха, направляется на очищаемую поверхность (DE 102005005638, 2006; JP 6190721, 1994; US 4974375, 1990; GB 2146926, 1985).
Перечисленные выше устройства сложны и не универсальны, так как предназначены для специфических областей использования.
Известны также устройства для очистки поверхностей от загрязнений, содержащие корпус и последовательно соединенные подводящий шланг, впускной клапан, смесительную камеру и канал ствола, а также бункер, размещенный под смесительной камерой, при этом для получения частиц сухого льда нужного размера, смешиваемых с потоком сжатого воздуха, используют фрезу с электроприводом, установленную между смесительной камерой и бункером (авторские свидетельства СССР SU 903097, 1982; SU 1177144, 1984; SU 1240412, 1986; SU 1380923, 1986).
Известные устройства сложны, так как требуют наличия вращающихся фрез, приводимых электроприводом.
Ближайшим аналогом полезной модели является устройство для очистки поверхностей ледяными гранулами, содержащее бункер, сообщенный со смесительной камерой, и механизм транспортирования обрабатывающей среды, при этом устройство оснащено холодильной установкой, а механизм транспортирования обрабатывающей среды снабжен сепаратором и расположен горизонтально между холодильной установкой и бункером, сообщенными между собой трубопроводами для отвода паров хладагента и его циркуляции (SU 1375433, 1988).
Недостатками ближайшего аналога является его сложность и большие габариты вследствие наличия холодильной установки и специального механизма транспортирования обрабатывающей среды с сепаратором.
Задачей настоящего изобретения является устранение выше указанных недостатков, а именно, упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров устройства очистки, возможность использования устройства в малых пространствах.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство очистки поверхности от загрязнений содержит раму, на которой установлены бункер для гранул сухого льда и смеситель для смешивания гранул сухого льда и сжатого воздуха, устройство также содержит струйный пистолет, связанный шлангом со смесителем, при этом смеситель образован двумя сообщающимися камерами, первая из которых соединена с источником сжатого воздуха и снабжена средством регулирования его расхода, а вторая камера, предназначенная для смешивания гранул сухого льда со сжатым воздухом, соединена с регулируемым выходным отверстием бункера. Рама со смесителем и бункером установлена на передвижной тележке. Смеситель снабжен датчиками температуры и давления. Бункер для гранул сухого льда в предпочтительном варианте исполнения
устройства закреплен над смесителем, и ось его регулируемого выходного отверстия ориентирована вертикально или с небольшими отклонениями от вертикали.
Техническим результатом от использования заявленного устройства является его упрощение, увеличение срока службы и снижение габаритов.
Указанный результат достигается, во-первых, за счет конструктивного исполнения смесителя, который использует эффект понижения статического давления вследствие наличия скорости потока воздуха во второй камере смесителя, т.е. устройство работает без применения каких-либо двигателей, обеспечивающих придание требуемой скорости гранулам сухого льда. При этом результат достигается сочетанием заявленной конструкции смесителя с наличием бункера, имеющего регулируемое выходное отверстие для подачи гранул сухого льда в смеситель. Постоянство скорости воздушного потока во второй камере и, соответственно, постоянного разрежения в ней для засасывания гранул, обеспечивается наличием первой камеры ресивера. Регулирование скорости воздушного потока и количества подаваемых гранул обусловлено наличием средств регулирования расхода воздуха и регулирования количества подаваемых в смеситель гранул. Совокупность всех перечисленных выше существенных признаков позволяет упростить конструкцию, техническое обслуживание и эксплуатацию устройства, увеличить срок его службы и повысить надежность работы.
Из уровня техники не выявлены технические решения, идентичные заявленному, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию патентоспособности «новизна».
Выполнение узлов и элементов устройства, не раскрытых в настоящей заявке, является известным и составляет предмета патентной охраны.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства.
Устройство очистки поверхностей представляет собой конструкцию, состоящую из следующих узлов: установленного на передвижной тележке корпуса в виде жесткой рамы 1 с защитным кожухом 2, выполненных из нержавеющего материала, бункера 3 для загрузки гранул сухого льда, смесителя 4 для смешивания гранул сухого льда и сжатого воздуха, шланга 5 и струйного пистолета 6.
Смеситель 4 представляет собой двухкамерный корпус из нержавеющего материала, в котором первая камера соединена с источником сжатого воздуха и выполняет функцию ресивера, т.е. сглаживает возможные колебания давления сжатого воздуха. Во второй камере создается направленный поток воздуха, что обеспечивает разрежение в зоне подачи гранул из бункера.
Гранулы сухого льда засасываются (инжектируются) из загрузочного бункера 3 во вторую камеру корпуса смесителя через регулируемое выходное отверстие, обеспечивающее подачу требуемого количества гранул. Предпочтительно верхнее расположение бункера 3 по отношению к смесителю 4 для использования веса гранул в дополнение к воздействующим на них силам от разрежения воздуха. Во второй камере смесителя гранулы приобретают ускорение за счет взаимодействия с потоком воздуха, поступающим из первой камеры. Первая камера на выходе оснащена средством регулировки количества подаваемого воздуха в виде регулировочного сопла, служащего для регулирования расхода воздуха и скорости смеси «воздух-гранулы».
Работа устройства очистки поверхности происходит следующим образом.
2
Гранулированный СО (сухой лед) засыпается в бункер 3, из которого через регулируемое отверстие под действием пониженного статического давления потока воздуха и, частично, массовых сил засасывается во вторую камеру смесителя 4, где перемешивается с потоком воздуха и далее направляется в шланг 5, соединенный со струйным пистолетом 6. Соотношение смеси «воздух-гранулы» можно регулировать посредством изменения сечения выходного регулируемого отверстия бункера 3. Скоростной напор воздуха во второй камере регулируется регулировочным соплом, расположенным между первой и второй камерами смесителя.
2
2
Смесь гранул СО с температурой около (-78)°С и воздуха, ускоряясь в сопле струйного пистолета, вылетает из него с большой скоростью, попадает на преграду (очищаемую поверхность), где гранулы СО отдают не только свою кинетическую, но и потенциальную (термодинамическую) энергию. Гранулы сухого льда охлаждают очищаемую поверхность на непродолжительное время - до 30 секунд и делают нежелательные отложения хрупкими. Кинетическая энергия соударяющихся с поверхностью гранул вызывает их полный взрывной переход в газообразное состояние (сублимация), тем самым связь между отложениями и очищаемой поверхностью ослабляется вследствие воздействия тепловых напряжений, и отложения легко удаляются без использования чистящих средств.
Конструкция устройства и используемые материалы, из которых она выполнена, обеспечивает долгую службу аппарата в самых суровых производственных и погодных условиях.