Способ очистки внутренней поверхности сосудов

 

Область применения: очистка емкостей, эксплуатируемых на объектах спецтехники. Сущность изобретения: способ заключается в воздействии импульсов давления на внутреннюю поверхность сосуда. При этом в качестве средства очистки выбранно рабочее тело - жидкий азот, частично наполняемый в сосуд после орошения его внутренней поверхности жидким азотом и продувки газообразным азотом. После герметизации сосуда импульс давления создают внутри его путем подъема давления до заданной величины испарением жидкого азота с последующим сбросом давления путем разгерметизации сосуда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам очистки емкостей, эксплуатируемых на объектах спецтехники.

Известно устройство [1], используемое для очистки емкостей путем сбрасывания из накопителя в изделие воздуха, формируя ударный импульс давления.

Для устройства требуется громоздкое оборудование: компрессор, фильтр очистки используемой среды, элементы сложной автоматики для осуществления процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ [2] очистки изделий с полостями рабочим агентом, на который воздействуют импульсом давления.

К недостаткам этого способа относится недостаточно качественная очистка полостей, большой расход рабочего тела (агента), громоздкость оборудования и большая энергоемкость установки.

Целью изобретения является получение требуемой чистоты поверхности, т. е. повышение качества очистки сосуда без демонтажа сосуда с объекта. Указанная цель достигается тем, что средством очистки выбран жидкий азот, т.е. само рабочее тело, используемое в эксплуатации сосуда, а избыточное давление в сосуде создают испарением жидкого азота.

Перед подъемом давления в сосуде производят орошение его внутренней поверхности жидким азотом. Поверхность при этом охлаждается, налет инородных тел промерзает и становится твердым, сжимается и отслаивается от поверхности сосуда.

После орошения производят продувку газообразным азотом. При этом воздух вытесняется из сосуда, более равномерно происходит охлаждение внутренних стенок сосуда. Часть инородных тел потоком газообразного азота вытесняется наружу.

Сосуд частично заполняют жидким азотом, герметизируют. Происходит испарение азота и подъем давления внутри него. При необходимости жидкий азот подогревают.

Достигнув определенного избыточного давления, газообразный азот сбрасывают наружу разгерметизацией сосуда. Эта операция заключительная по очистке ибо импульсом давления образуется ударная волна, за которой следует поток газообразного азота турбулентного характера.

Операции заливки жидкого азота и сброса давления из сосуда повторяют, исходя из требований качества очистки. Сосуды загрязняются и в процессе изготовления и в процессе эксплуатации их надо очищать.

Демонтаж титановых сосудов с объекта спецназначения очень сложен, зачастую просто невозможен ибо может быть связан с разрушением некоторых уникальных элементов. Поэтому предложенный способ очистки сосуда без демонтажа его с объекта - это фактически единственный путь очистки его. Причем из условий эксплуатации именно титановых сосудов попадание кислот во внутреннюю полость недопустимо, а значит, и в качестве растворителей они (кислоты) недопустимы.

Качество очистки сосудов должно быть таково, что инородные тела с его внутренней поверхности должны быть размером не более 10-15 мкм, именно такой чистоты требуется азот для работы систем управления объекта эксплуатации.

Кроме того, предложенный способ незаменим для очистки сосудов в процессе изготовления их после сварных работ (сварка двух половин) и дальнейшей механической обработки внутренней поверхности, когда внутрь попадают эмульсия, масло, окалина и пр.

На чертеже представлена схема установки, позволяющей реализовать предложенный способ.

Сосуд 1 имеет две горловины 2 и 3. Через одну из них (или обе) производят орошение внутренней поверхности сосуда 1 жидким азотом, например, с помощью распылителя 4, после чего производят продувку сосуда 1 газообразным азотом или испарившимся (самотеком) или из постороннего источника, открыв краны 5 и 6. После этого наполняют часть сосуда жидким азотом 7, перекрывают горловины 2 и 3 кранами 5 и 6. Происходит испарение жидкого азота 7 и подъем давления внутри сосуда 1. Контроль давления по манометру 8. Периодически открывая кран 6, сбрасывают газообразный азот из сосуда 1. Контроль качестве очистки производят по установленному на выходе фильтру 9, предварительно открыв кран 10.

Как показали результаты опытных работ, применение спирта путем орошения им внутренней поверхности сосуда 1 в начале и конце технологического процесса очистки приводит к снижению расхода жидкого азота 7 и соответственно уменьшению количества циклов заправки.

Однако использование спирта на объекте эксплуатации требует дополнительных мер по соблюдению правил пожаровзрывобезопасности.

В экспериментальной установке были проведены испытания с использованием указанного способа очистки, которые дали положительные результаты.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СОСУДОВ, преимущественно титановых сосудов, эксплуатируемых на летательном аппарате, заключающийся в воздействии на нее импульсов давления рабочего агента, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки, в качестве рабочего агента используют жидкий азот, перед подъемом давления в сосуде производят орошение его внутренней поверхности жидким азотом и продувку газообразным азотом, после чего сосуд частично заполняют жидким азотом и герметизируют, а импульс давления создают путем подъема давления до заданной величины испарением жидкого азота внутри сосуда с последующим сбросом давления, причем количество азота при заполнении очищаемого сосуда выбирают из условия обеспечения создания нескольких импульсов давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения числа циклов заправки жидким азотом, используют спирт путем орошения им внутренней поверхности в начале и конце технологического процесса очистки.

РИСУНКИ

Рисунок 1