Способ промывки полых изделий

 

Использование: способ предназначен для промывки гидравлических агрегатов, труб и систем трубопроводов. Сущность изобретения: способ заключается в прокачке через гюлость изделия моющего раствора с введением в него водяного пара. Пар подают порциями, величину которых в процессе очистки изменяют. При этом при изменении расхода пара изменяют расход подаваемого раствора. Кроме того в процессе промывки изменяют температуру моющего раствора и пара. В подаваемый пар вводят дополнительно газ с теплопроводностью меньшей, чем у пара. Вводимый газ лучше предварительно подогреватель. Для расширения технологических возможностей в качестве добавляемого к пару газа используют легко конденсируемый газ. 5 з.п. ф-лы.

союз советских социдлистичЕских

РЕСПУБЛИК (1)з В08 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕН1ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 и

° °

Ъи и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21)) 4857210/12 (22) 06,08.90 (46) 23.08.92. Бюл. Ь 31 (71) Иркутский филиал Научно-исследовательского института технологии организации производства (72) В.В.Бондарик (56) P.Ã.Òèìèðíååe и др. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов, — М.:

Машиностроение, 1986, с. 91,92, (54) СПОСОБ ПРОМЫВКИ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Испольэовайие: способ предназнгачен для промывки гидравлических агрегатов, труб и систем трубопроводов. Сущность

Изобретение относится к моечной технике и может найти применение при промывке различных гидравлических агрегатов, труб и систем трубопроводов на предприятиях машиностроительной, хими- ческой и пищевой промышленности.

Известен способ промывки полых изделий прокачкой жидкости.

Способ недостаточно эффективен вследствие малой интенсивности отрыва и выноса загрязнений.

Повыситьэффективность процесса позволяет способ промывки полых изделий путем прокачки. через полость моющего раствора с введением в него газа.

Значительные расходы газа при больших потребных скоростях, а также сложно(ЯЫй 175т5966 А1 иэобретейия: способ заключается в прокачке через полость иэделия моющего раствора с введением в него водяйого пара. Пар подают порциями, величину которых в процессе очистки изменяют. При этом при изменении расхода пара изменяют расход подаваемого раствора. Кроме того в процессе промывки изменяют температуру моющего раствора и пара; В подаваемый пар вводят дополнительно газ с теплопроводностью меньшей, чем у пара. Вводимый гаэ лучше предварительно подогреватель. Для расширения технологических возможностей в качестве добавляемого к пару газа используют легко конденсируемый газ. 5 э.п. ф-лы, сть его утилйзации ограничивают применимость указанного способа.

Наиболее близок к предложенному спо- (Л соб промывки полых изделий путем прокач- (Л ки через полость моющего раствора с р введением в него водяного пара.

Известный способ предусматривает ввод паровой фазы.за счет сброса давления в перегретой жидкости. Применение перегретой жидкости ори эиачителеиих размерах промываемых изделий существенно повышает энергозатраты на проведение процесса.

В результате ухудшается экойомическая эффективность промывки. С другой стороны, образование паровой фазы эа счет изменения объема; заполненного моющей средой, вызывает вскипайие жидкости на

1755966 всей промываемой поверхности. При значительных ее размерах существенного изменения объема промываемой системы конструктивно достичь весьма сложно, поэтому обеспечивается недостаточная степень турбулизэцин моющего потока у промываемой поверхности. Кроме того, равномерность моющего воздействия не позволяет производить избирательную промывку йаиболее загрязненных участков, смещая зону эффективного моющего воздействия, что позволило бы более рационально использовать затрачиваемую на промывку энергию, В результате эффективность промывки изделий, в особенности длинномерных и габаритных, оказывается недостаточной, Целью изобретения является повыше ние эффективности промывки, Укаэанная цель достигается при использовании способа промывки полых изделий путем прокачки через полость моющего раствора с введением в него водяного пара, при этом пар подают порциями, величину которых изменяют. В процессе изменения подачи парэ изменяют расход подаваемого раствора. Пузыри пара турбулизуют поток, а их конденсация вызывает высокие пульсации давления и высокоскоростные микропотоки у поверхности изделия, интенсифицируя отрыв загрязнений, Изменение величины порции подаваемого газа приводит к перемещению зоны кавитационного схлопывания. При импульсном вводе пара, — когда он формируется в виде пробки, — с увеличением пробки увеличивается расстояние, проходимое ею до полной конденсации. В результате появляется возможность избирательной промывки нужной части промывэемой системы; последовательного охвата максимальным очищающим воздействием всейпромываемой поверхности;

При промывке длинномерных труб ввод пара следует производить периодически, причем в процессе ввода пара расход жидкости необходимо уменьшать, Периодичность следует Определять из следующего условия. После окончания ввода газа предыдущей порции весь объем промываемого трубопровода должен быть полностью заполнен жидкостью,а расход жидкости должен достичь своего максимального для данного изделия значения, При вводе последующей порции пара жидкость, содержащаяся в трубопроводе, — вследствие приобретенной ею значительной инерции, — играет роль поршня, который создает разрежение в трубопроводе и как бы всасывает подаваемый пар. Гаэосодержание потока

35 будет определяться разницей объемных расходов жидкости — максимального и устанавливаемого при вводе пара. Неразрывность жидкости, а также разрежение, обеспечиваемое. инерционными силами, значительно расширяет зону существования парожидкостного потока. При последующей подаче жидкости, через всю эту зону пройдет фронт кавитационного схлопывания пузырьков, осуществляя силовое воздействие по отрыву частиц загрязнений.

Двухфазный парожидкостный режим, — за счет турбулизации, — способствует лучшему выносу загрязнений.

Чтобы обеспечить проникновение пузырей пара до конца трубопровода, на выходе целесообразно устанавливать дополнительно технологический участок грубопровода, жидкостный поршень которого обеспечивал бы достаточные растягивающие усилия на весь поток в промываемом изделии. Аналогично можно действовать и при промывке корпусных гидроагрегатов, устанавливая на выходе технологический участок трубопровода необходимой длины.

Для перемещения зоны эффективного моющего воздействия при промывке длинномерных изделий типа труб, осуществляют изменение температуры подаваемого пара.

С увеличением температуры пара зона кэвитационной конденсации будет расширяться, смещаясь от входа к выходу промываемого изделия, последовательно проходя всю очищаемую поверхность. Изменяя температуру моющего раствора, также можно перемещать зону кавитационной конденсации. С повышением температуры жидкости, — из-за меньшего теплообмена,— зона кавитации смещается к выходу из из4О Делил.

При промывке длинномерных трубопроводов, — для расширения зоны эффективного моющего воздействия, — в подаваемый пар дополнительно вводят газ с теплопро45 водностью меньшей, чем у пара, Это может быть воздух, азот или другие газы, В процессе теплообмена с жидкостью пар частично конденсируется, и нэ поверхности пузырька образуется теплоизолирующий слой некон50 денсируемого газа, который препятствует дальнейшей конденсации и уменьшению размера пузырька. Формируется стабильный поток, который проходит по всей длине промываемого иэделия, обеспечивая высо55 коскоростную интенсивную очистку. Добавляемый к пару газ следует предварительно подогревать до температуры, равной или превышающей температуру пара в потоке.

Этим предотвращается дополнительная конденсация пара, которая могла бы иметь

1755966 место при теплообмене с газовым наполнителем.

Для расширения технологических воэ- можностей способа промывки, в качестве добавляемого к пару газа используют легко конденсируемый газ, например углекислый или закись азота. Можно использовать и легкокипящие жидкости, переводимые в газообраэное состояние, например хладон113 и т.д. Применение газа обеспечивает сохранность структуры потока при его транспортировке на значительные расстояния. В воэможность его конденсации позволяет, — за счет общего повышения давления в системе либо за счет перекрытия потока на выходе, — обеспечить полное кавитационное схлопывание пузырей с получением больших пульсаций давления и расхода, интенсифицирующих отрыв загрязнений. При этом такого рода обработку можно вести избирательно на заданном llo длинеучастке промываемого изделия.

Представленные выше варианты реализации изобретения могут использоваться в различных сочетаниях между собой. Это значительно расширяет возможности t:rioсаба, Предложенный способ промывки полых иэделий позволяет значительно снизить температуру моющей жидкости по сравнению с температурой кипения и значительно увеличить время жизни газовой (паровой) фазы в потоке. Паровая фаза при пониженных температурах жидкости может существовать s потоке на всем протяжении его в промываемом иэделии.

Сокращаются затраты энергии, повышается интенсивность промывки, улучшается технологичность процесса, что позволяет расширить номенклатуру промываемых изделий.

Рассмотрим ряд вариантов реализации предложенного способа.

Пример 1. Промывке подвергается корпусной агрегат типа теплообменнйка с внутренним набором иэ трубок и ребер. В качестве моющей жидкости используют раствор лабомида-203, Промывку производят подачей жидкости то на вход иэделия, то на вйход. Начальная температура жидкости 70 С, В поток жидкости периодически вводят пар с начальной температурой

130 С, При давлении промывки порция пара, поступив в агрегат — иэ-за теплообмена с жидкостью. — конденсируется. При схлопывании первой каверны генерируются высокоинтенсивные пульсации давлейия и скорости. Образуются высокоскоростные вихри, обеспечивающие отрыв высокоадгезионных частиц загрязнений. Изменяя температуру пара от 130вС до 180 С и повышал нагревом температуру жидкости.от 70 до

90 С, обуславливают проникновение пузырей пара в более дальние области промыва5 емого изделия и тем самым смещение зоны эффективного моющего воздействия, обеспечивая интенсивную промывку теневых застойных зон изделия. Одновременно с повышением температурь1, можно увеличи10 вать величину порции йодаваемого пара до тех пор, пока паровая каверна не будет перемещаться до самого выхода из иэделия.

Затем процесс следует повторить в обратной последовательности. Способствует более качественной промывке и осуществление противотока жидкости, а также предварительная закрутка жидкости на входе в агрегат — с изменением степени закрутки и ее направления.

Пример 2. Рассмотрим промывку

20 длинномерных труб жидкостью Термос -2, На вход промывземрго трубопровода длиной 10 — 30 м подают водный раствор Термос-2, нагретый до 50 С. обеспечивают скорость жидкости порядка 25 ...30 мlс со свободным истечением в приемную ванну.

По достижении максимальной скорости, расход жидкости уменьшают вдвое и соединяют вход трубопровода с йсточником под30 ачи пара, температура которого 130...150 С, а давление 2...5 кг/см Вследствие уменьшения расхода жидкости на входе в трубопровод, в столб жидкости, в нем йаходящийся и разогнанный до высокой

35 скорости обеспечивает в полости получение определенного -раэрежейия. Недостающий объемный расход потока компенсируется подачей пара. Растягивающие инерциойные силы потока препятствуют схлопыва40 нию паровых пузырей, и они проникают до самого выхода. Если в этом случае перекрыть выход, то от него ко входу пройдет волна конденсации паровых пузырей, последовательно охватывая высокоинтенсив45 ным моющим воздействием всю промываемую поверхность. Если же вместо перекрытия потока на выходе. востановить первоначальный расход жидкости на входе, то такая конденсационная волна пройдет от

50. входа к выходу, произведя аналогичное очищающее воздействие, Производят несколько циклов промйвки до обеспечения требуемого уровня чистоты.

flap в поток можно вводить в сконден55 сированном состоянии. Для этого часть моющей жидкости отводят; нагревают до температуры 150...180 С в замкнутом обьеме и подают в поток при уменьшении расхода жидкости нз входе в промываемый трубопровод.

1755966

Составитель В. Бондарик

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А, Мотыль

Редактор

Заказ 3043 Тираж - Подпйсное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пример 3. Рассмотрим промывку длинномерных трубопроводов водным раствором Термоса-2, когда расход жидкости ограничей, В моющую жидкость, нагретую до 50 С и направляемую в промываемое изделие, вводят пар с добавкой воздуха. Темйература пара и воздуха 150..160 С, Воздух составляет 10...20$ объема газовой смеси, :Паро-газовая фаза занимает 50..80 объе ма смеси. В начальный момент иэ-за теплообмена происходит некоторая конденсация пара, в результате чего паровые пузыри оказываются покрыты теплоизолирующей пленкой воздуха, и дальнейшая конденсация прекращается. Поток более- менее стабилизируется, размеры пузырей не уменьшаются. Таким образом, введение паро-газовой фазы обеспечивает увеличение скорости потока в изделии в 2...3 раза, повышая эффективность отрыва и выноса загрязнений, Если и качестве теплоиэолирующего гаэа использовать газ легко конденсируемый, то можно допою и гельно повысить эффективность отрыва. Так введя с паром углекислый газ, при перекрытии потока на выходе из трубопровода, — за счет получения тидроудара, — формируют волну повышения давления, движущуюся от выхода ко входу, При прохождении ударной волны происходит кавитационное схлопывание парс-газовых пузырей с получением высокоинтенсивных пульсаций давления и скорости жидкости у поверхности трубопровода. В результате эффективность отрыва загрязнений повышается.

Предложенный способ промывки палых изделий в различных своих вариантах позволяет существенно повысить эффективность промывки, сократить потребные

5 расходы энергии.

Способ может использоваться и для жидкостей на неводной основе. В качестве паровой компоненты можно использовать в этом случае легкокипящие фракции этой

10 жидкости либо иные жидкости, растворимые в моющей, Формула изобретения

1. Способ промывки полых изделий путем прокачки через полость моющего рас15 твора с введением в него водяного пара, о тли ча ю щийс я тем, что,с целью повышения эффективности промывки, пар подают порциями, величину которых в процессе очистки изменяют, при этом в процессе под20 ачи пара применяют расход подаваемого раствора.

2. Способ по п.1, о тл и ч à ю щи и с я тем, что температуру подаваемого пара в процессе промывки изменяют.

25 3. Спос об rio пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что температуру моющего раствора в процессе промывки изменяют.

4. Способпопп. 1-3, отличающийся тем, что в подаваемый пар дополнительно

30 вводят газ с теплопроводностью меньшей, чем у пара.

5. Способпопп.1и4, отличающийся тем, что добавляемый к пару гаэ предварительно нагревают.

35 g. Способпоп.1,4,5 отличающийся тем, что в качестве добавляемого к пару газа используют легко конденсируемый газ.