ОДНОВОДОСТРУЙНОЕ ТУРБИННОЕ СОПЛО СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБ
ULTRA-HIGH PRESSURE SINGLE-JET TURBINE NOZZLE FOR PIPE CLEANING

Техническая область
Данное изобретение относится к области промышленной технологии, а именно к водоструйному турбинному соплу сверхвысокого давления для очистки труб.
Фоновая технология
С быстрым развитием современной промышленности, использование охлаждающей воды увеличивается, охлаждающая вода в процессе теплообмена, первоначально растворенные в воде кальций и магний в роли температурных осадков углекислого газа для производства слегка растворимого в воде карбоната кальция и карбоната магния, когда эти кристаллы постоянно осаждаются в пучке труб теплообменника внутри, он образует жесткую накипь, влияющую на эффективность охлаждения. Эти грязные скверны необходимо периодически очищать, чтобы оборудование функционировало должным образом.
Традиционная химическая очистка, приведет к выбросу большого количества кислоты, кислота вызовет коррозию оборудования, образуя лазейки, кроме того, отходы очистки токсичны, требуют много денег на очистку сточных вод, вызывая сильное загрязнение окружающей среды. Очистка струей воды под высоким давлением относится к физической очистке, очистка струей воды под высоким давлением в промышленно развитых странах стала основной технологией очистки. В Германии, Японии, Великобритании, Франции и других странах его доля на рынке достигла более 80%, а в США даже составила 90% всей индустрии клининга. В китайской индустрии очистки 70% приходится на химическую очистку, на водоструйную очистку под высоким давлением приходится лишь около 20%.
Очистка струей воды под высоким давлением постепенно вытесняет традиционную химическую очистку с помощью экологически чистой и эффективной концепции. Однако трубы твердые и сильно слипаются, и для удаления этого типа накипи требуется не только достаточное давление воды (от 700 до 2800 бар) и расход (от 10 до 200 л), но и невозможность снижения поражающей силы из-за распыления струи, вызванного скоростью вращения форсунок. Это представляет собой серьезную проблему для эффективности очистки и срока службы форсунок под воздействием высокого давления, высокой скорости потока, приводящей к высоким температурам и вращательному износу.
Содержание изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает одноводоструйное турбинное сопла сверхвысокого давления для очистки труб, которое решает проблемы, поднятые в вышеупомянутой базовой технологии.
Для достижения вышеуказанного, настоящее изобретение предлагает следующие технические решения.
Одноводоструйное турбинное сопла сверхвысокого давления для очистки труб, включающее неподвижное седло, внешняя нижняя часть неподвижного седла соединена резьбой с корпусом, нижняя часть корпуса снабжена струйной головкой, центральная часть неподвижного седла снабжена фильтрующим сердечником, верхняя часть фильтрующего сердечника снабжена нажимной прокладкой, нижняя часть фильтрующего сердечника снабжена фильтрующим отверстием, внутренняя нижняя часть неподвижного седла соединена с верхней частью вращающегося вала, нижний конец вращающегося вала соединен резьбой со струйной головкой, внешняя часть струйной головки снабжена струйным отверстием. верхняя часть вращающегося вала имеет вращающийся верхний зазор с неподвижным седлом, нижняя часть вращающегося вала имеет вращающийся нижний зазор с нижней частью корпуса, вращающийся верхний зазор и вращающийся нижний зазор имеют смазочное кольцо в середине, середина корпуса имеет слив для воды, середина вращающегося вала имеет спиральную канавку, середина вращающегося вала имеет зазор для слива воды с корпусом, середина вращающегося вала имеет отбойное отверстие в нижнем положении, отбойное отверстие между внешней частью вращающегося вала и корпусом, между внешней частью отверстия для отскока и корпусом предусмотрена камера отскока.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанное крепежное седло имеет зазор для позиционирования в резьбовом соединении с корпусом.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанное струйное отверстие имеет внутри ювелирное сопло.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанный вращающийся вал снабжен сквозным отверстием в верхней части вращающегося вала.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанный дренажный зазор сужается кверху в форме развальцованного устья.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанная спиральная канавка вращается в том же направлении, что и струя, вылетающая из отверстия для струи.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, указанные корпус, вращающийся вал и струйная головка изготовлены из сплава нержавеющей стали высокой твердости.
В предпочтительном техническом решении настоящего изобретения, верхний конец указанного вращающегося вала снабжен боковым отверстием для впуска воды.
Настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:
Настоящее изобретение относится к форсунке для очистки труб турбинного типа со струей воды сверхвысокого давления, с фильтрующим сердечником на входном отверстии, который может эффективно фильтровать твердые примеси в воде и минимизировать износ вращающегося верхнего зазора неподвижного седла и вращающегося вала под нагрузкой; спиральная канавка вращающегося вала используется для отвода воды и формирования водяной турбины для достижения сбалансированной подвески и плавного вращения; небольшое количество смазочного кольца и отбойной полости в В смазочном кольце и отбойной камере образуется небольшое количество "необходимой утечки" для обеспечения нормальной работы устройства с меньшей утечкой, а в смазочном кольце образуется "жидкий подшипник", и между корпусом и вращающимся валом образуется водяная пленка для более плавной работы устройства и достижения гибкости. Это позволяет устройству бесперебойно работать даже при высоких температурах и давлениях и увеличивает срок службы устройства.
Описание прилагаемых рисунков
Для более наглядной иллюстрации технических решений в вариантах осуществления или уровне техники настоящего изобретения ниже приводится краткое описание сопроводительных чертежей, необходимых для описания вариантов осуществления или уровня техники. Очевидно, что сопроводительные чертежи в нижеследующем описании являются лишь некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения и что другие сопроводительные чертежи могут быть получены на основе этих чертежей без каких-либо творческих усилий со стороны специалиста в данной области.
Рисунок 1. Конструктивная схема одноводоструйного турбинного сопла сверхвысокого давления для очистки труб - пример реализации 1.
Рисунок 2. Конструктивная схема одноводоструйного турбинного сопла сверхвысокого давления для очистки труб - пример реализации 2.
Рисунок 3. Конструктивная схема одноводоструйного турбинного сопла сверхвысокого давления для очистки труб - пример реализации 3.
На рисунке: 1. Отверстие для впуска воды; 2. Отверстие фильтра; 3. Позиционный зазор; 4. Камера впуска воды; 5. Боковое отверстие для впуска воды; 6. Сквозное отверстие вращающегося вала; 7. Смазочное кольцо; 8. Вращающийся верхний зазор; 9. Сливное отверстие; 10. Спиральная канавка; 11. Сливной зазор; 12. Отверстие для отскока; 13. Камера отскока; 14. Вращающийся нижний зазор; 15. Струйное отверстие; 16. Неподвижное седло; 17. Нажимная прокладка; 18. Фильтрующий сердечник; 19. Внешний корпус; 20. Вращающийся вал; 21. Струйная головка.
Конкретный режим реализации
Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения будут ясно и полно описаны ниже в сочетании с сопроводительными чертежами вариантов осуществления настоящего изобретения, и понятно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью вариантов осуществления настоящего изобретения, но не всеми. На основе вариантов осуществления настоящего изобретения все другие варианты осуществления, полученные без творческого труда специалистом в данной области техники, попадают в объем охраны настоящего изобретения.
Пример реализации 1
Ссылаясь на рис.1, сопло для очистки труб турбинного типа со струей воды сверхвысокого давления, включающее неподвижное седло 16, нижнюю часть внешней стороны неподвижного седла 16 резьбового соединения корпуса 19, неподвижное седло 16 и корпус 19 резьбового соединения снабжены позиционным зазором 3, с зазором 0,005 ~ 0,02 мм, чтобы обеспечить концентричность двух объединенных; нижняя часть корпуса 19 снабжена струйной головкой 21, указанное неподвижное седло 16 В середине неподвижного седла 16 установлен фильтрующий сердечник 18, нижняя часть фильтрующего сердечника 18 снабжена фильтрующим отверстием 2, отверстие фильтра 2 имеет размер 0,1 ~ 0,2 мм, фильтрующий сердечник 18 может эффективно фильтровать примеси частиц воды, когда заблокирован мусором, может быть удален для очистки или замены, примеси частиц воды на неподвижном седле 16 и вращающемся валу 20 воздействуют на вращающийся зазор 8 с минимальным износом; верхняя часть фильтрующего сердечника 18 снабжена нажимной площадкой 17, нажимная площадка 17 может быть фильтрующим сердечником 18. Верхняя часть фильтрующего сердечника 18 снабжена нажимной прокладкой 17, нажимная прокладка 17 может фиксировать фильтрующий сердечник 18 внутри неподвижного седла 16, внутренняя часть нажимной прокладки 17 снабжена отверстием для впуска воды 1, нажимная прокладка 17 играет переходную роль с внешней трубой, соединенной с насосом; внутренняя нижняя часть неподвижного седла 16 соединена с верхней частью вращающегося вала 20, верхняя часть вращающегося вала 20 снабжена камерой для впуска воды 4, верхняя часть вращающегося вала 20 снабжена сквозным отверстием 6, нижняя часть вращающегося вала 20 соединена резьбой с распылительной головкой 21, внешняя часть распылительной головки 21 снабжена распылительным отверстием 15. 21 за пределами струйной головки 15, струйное отверстие 15 оснащено ювелирным соплом внутри, струйное отверстие 15 может быть просверлено непосредственно под разными углами несколько микроотверстий, также может быть установлено на ювелирном сопле, фиксированном для формирования струйного отверстия, количество струйных отверстий 15 имеет 4 или 5 или 7, апертура и угол струи также имеют разницу, в соответствии с различными условиями использования опционально различных струйных головок 21, вода под высоким давлением из фиксированного седла 16 в фильтрующий сердечник 18 Вода под высоким давлением поступает из неподвижного седла 16 в фильтрующий сердечник 18 и через сквозное отверстие вращающегося вала 6 в струйное отверстие 15 на конце струи, Корпус 19, вращающийся вал 20 и струйная головка 21 изготовлены из сплава нержавеющей стали высокой твердости, которая устойчива к износу и высокому давлению.
Вращающийся вал 20 имеет вращающийся верхний зазор 8 между верхней частью вращающегося вала 20 и неподвижным основанием 16, и вращающийся нижний зазор 14 между нижней частью вращающегося вала 20 и нижней частью корпуса 19, оба из которых имеют смазочное кольцо 7 в середине вращающегося верхнего зазора 8 и вращающегося нижнего зазора 14.
Центральная часть корпуса 19 снабжена водоотводом 9, а центральная часть вращающегося вала 20 снабжена спиральной канавкой 10, направление вращения спиральной канавки 10 совпадает с направлением отскока струи из отверстия 15, после того как вращающийся вал 20 отскакивает вверх, вода вытекает из спиральной канавки 10 в водоотвод 9, образуя водяную турбину для достижения сбалансированной подвески и плавного вращения, избегая распыления струи, тем самым увеличивая ударную силу вращающейся струи. Вращающий момент, создаваемый смещенным струйным отверстием 15 и водотурбинным действием спиральной канавки 10, используется для приведения во вращение струйной головки 21. Вращение приводится в действие самой струей воды, и для управления вращением не требуется никаких дополнительных устройств. При выбросе воды под высоким давлением создается вращательный момент за счет центростремительной силы, пороговое значение которой, по результатам испытаний, составляет 11 Н-м. Этот вращательный момент вместе с водяной турбиной, образованной водой, протекающей через спиральную канавку 10, приводит в движение весь вращающийся вал 20 и струйную головку 21 для вращения и выброса кольца воды под высоким давлением.
В центральной части вращающегося вала 20 и оболочки 19 имеется водоотводящий зазор 11, водоотводящий зазор 11 направлен вверх в виде развальцованного конуса, когда вращающийся вал 20 преодолевает импульс потока воды вперед и отскакивает назад, площадь поперечного сечения водоотводящего зазора 11 постепенно увеличивается, в камере отскока 13 сила отскока воды из-за давления воды и поступательной силы стремится к равновесию, в это время вращающийся вал 20 находится в осевой подвеске без контакта.
Сказано, что центральная часть поворотного вала 20 против нижнего положения снабжена отбойным отверстием 12, есть от 3 до 4 диаметров от 0,3 до 0,6 отбойного отверстия 12, отбойное отверстие 12 внешнее и корпус 19 между отбойной полостью 13, где образование области отбоя назад превышает область высокого давления воды на поворотном валу 20 и струйной головке 21 вперед, в соответствии с формулой давления: давление=давление * площадь силы F=PS, вода в отбойной полости 13 обратная сила, чтобы преодолеть вращающийся вал через отверстие 6 в воде на вращающемся валу 20 и струйной головки 21 вперед тяги, так что вращающийся вал 20 и струйной головки 21 отскок вверх, отскок обратно отверстие 12 диаметр, "необходимые утечки" меньше, высокий коэффициент использования потока насоса.
Пример реализации 2
Ссылаясь на рис.2, другие элементы этого варианта осуществления изобретения такие же, как в примере 1, за исключением того, что верхний конец указанного вращающегося вала 20 снабжен боковым водозаборным отверстием 5. Водозаборные отверстия 1 расположены в виде вращающегося массива из 3 групп и вращаются в том же направлении, что и спиральная канавка 10, создавая центростремительную силу на входе воды и обеспечивая более плавное вращение.
Пример реализации 3
Ссылаясь на рис.3, другие элементы этого примера такие же, как в примере 1, за исключением того, что общий размер изобретения увеличен и удлинен для немного больших труб (более 1 дюйма). Длина поворотного вала 20 также удлинена, так как чем длиннее вал, тем сложнее обеспечить его соосность, поэтому в неподвижном основании 16 выполнена ответная выемка, а в верхней части поворотного вала 20 выполнено отверстие под неподвижное основание 16 для образования поворотного зазора 8. Это обеспечивает лучшее вращательное направление для больших печатающих головок.
Данное изобретение в процессе реализации, устройство будет подключено к источнику воды, в это время вода под высоким давлением из неподвижного седла 16 передней части трубы, соединенной с насосом и напорной площадкой 17 входного отверстия 1, через фильтрующий сердечник 18 фильтрующего отверстия 2 будет отфильтрована от твердых частиц примесей в воде, вода под высоким давлением в водоприемную камеру 4 после стекания с поворотной оси через отверстие 6 к концу струйной головки 21, и, наконец, выстреливается из струйного отверстия 15. Изобретение относится к форсунке для очистки труб турбинного типа со струей воды сверхвысокого давления, с фильтрующим сердечником на входном отверстии, который может эффективно отфильтровывать твердые примеси в воде, минимизируя износ вращающегося верхнего зазора между неподвижным седлом и вращающимся валом под нагрузкой; спиральная канавка вращающегося вала используется для отвода воды, образуя водяную турбину для достижения сбалансированной подвески и плавного вращения; небольшое количество смазочного кольца 7 и отбойной полости 13 образуется в смазочном кольце 7 и отбойной камере 13 образуется небольшое количество "необходимой утечки", которая отводится по спиральной канавке, образуя водяную турбину для достижения сбалансированной подвески и плавного вращения, обеспечивая нормальную работу устройства с меньшей утечкой, и создавая "жидкий подшипник" через смазочное кольцо 7 и водяную пленку, образованную между корпусом 19 и Водяная пленка, образующаяся между корпусом 19 и вращающимся валом 20, делает работу устройства более плавной и гибкой, позволяя устройству бесперебойно работать даже при высоких температурах и давлениях и увеличивая срок службы устройства.
Специалистам в данной области будет очевидно, что изобретение не ограничено деталями приведенных выше примерных вариантов осуществления и что оно может быть реализовано в других конкретных формах без отхода от духа или существенных признаков изобретения. Поэтому варианты осуществления изобретения следует рассматривать как примерные и не ограничивающие ни с той, ни с другой точки зрения, а объем изобретения ограничен прилагаемой формулой изобретения, а не приведенным выше описанием, и поэтому предназначен для охвата всех вариантов, подпадающих под значение и объем эквивалентных элементов формулы изобретения. Любые приложенные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие соответствующие пункты формулы.