Устройство для предотвращения образования накипи в теплообменном аппарате

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (I г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт; свид-ву— (22) Заявлено 30. 03. 81 (21) 3271158/24-12 1%1) М. КП.

F 28 G 7/ОС с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

t$3) УДК 621.182. .94-558(088.8) Опубликовано 070Ы2. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982

А. Я. Василенко, И.A. Потапенко, В.В. Анищенко и Л.В. Василенко (72) Авторы изобретения

Кубанский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт и Проектно-З онструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

НАКИПИ В ТЕПЛООБМЕННОМ АППАРАТЕ

1 2

20

Изобретение относится к вибрационной технике, в которой высоКочастотные колебания создаются за счет сжатого газа. Устройство применяется, в частности, в теплообменных аппаратах и технологических трубопроводах.

Известно устройство для предотвращения образования накипи, содержащее источник вибрации и средство для определения степени загрязнения, связанное с источником вибрации. Энергетические затраты в этом устройстве меньше, чем в других известных устройствах, поскольку меньше время непроизводительного выхода струи сжатого газа иэ сопел в атмосферу f13.

Однако устройство недостаточно эффективно. Это обусловлено тем, что принятые рабочие значения параметров (амплитуда, частота колебаний) вибратора не соответствуют их оптимальным значениям, а также сравнительно большим расходом сжатого газа иэ-эа непрерывной работы вибратора. Хотя необходимости в непрерывной работе вибратора, как правило, нет.

Накипь образуется на внутренней поверхности, и этот процесс медленный и визуально его наблюдать нельзя. В течение нескольких часов (или даже суток) может образоваться лишь тонкий слой накипи, но он резко снижает теплоотдачу в аппарате, а при неприятии соответствующих мер его накопление приводит к остановке аппарата.

Для каждого конкретного продукта существует оптимальное значение. параметров колебаний, при которых происходит максимальное разрушение накипи. С другой стороны, для разрушения накипи в ее начальной стадии образования существует минимальное время воздействия вибрации, при котором образовавшийся слой накипи разрушается полностью, после чего вибратор на время может быть выключен. То есть вибратор может работать в течение нескольких часов в сутки, но не круглые сутки.

В технической литературе нет теоретических работ по определению оптимальных параметров колебаний для конкретных продуктов и расчета минимально необходимого времени работы вибратора, например, в сутки, для

956961

40 разрушения накипи при применении шариковых вариаторон.Практическая сложность определения оптимальных параметров колебаний (и минимального времени работы) вибратора.заключается н том, что их можно определить только в результате многократных изменений параметров колебаний (например, частоты с последующим вскрытием аппарата для осмотра результатов эксперимента. минимально . 10 необходимый промежуток времени для разрушения накипи при применении известных нибраторов также можно определить лишь многократной засечкой времени работы вибратора и последую- 15 щего вскрытия аппарата после каждого эксперимента для анализа полученного результата. В производственных условиях аппарат сам по себе не работает, а является частью технологической линии, установки и т. д. Поэтому многократное вскрытие аппарата н этих условиях с целью получения указанных данных исключено, так как это привело бы к многократным остановкам производственного процесса.

Потому при применении пневматических шариковых вибраторов включают прибор на максимальное давление, например

5 кгс/см, и на непрерывную его работу. Получают определенный эффект очистки от накипи, хотя этот режим работы далек от оптимальных значений параметров вибрации и минимально необходимого времени работы вибратора. ТаКая работа вибратора приводит 35 к большому расходу сжатого газа, т.е. к значительным энергопотреблениям в вибраторе, Это снижает эффективность известной конструкции.

Цель изобретения - повышение экономичности процесса очистки устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для предотвращения 45 образования накипи в теплообменном аппарате, содержащем источник вибрации и средство для определения степени загрязнения, связанное с ис точником вибрации, средство для определения степени загрязнения имеет омметр, токопроводящий стержень, один конец которого имеет изоляцию и втулку, закрепленную на волноводе источника вибрации, в теплообменном аппарате выполнено отверстие для установки в нем изолированного конца стержня, другой конец которого закреплен на втулке и электрически свяэЬн с одним из выводов омметра, другой вывод которого электрически связан с волноводом источника питания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез, на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1. 65 устройство содержит закрепленную на конце нолновода 1 обойму 2 с внутренней кольцевой дорожкой,обкатываемой шариком 3, торцовые крышки 4 и 5 с отверстиями 6 для выхода газа, патрубок 7 для подвода сжатого газа с соплами 8. Крышки 4 и 5 связаны с обоймой 2 с помощью патрубка 7, гайки 9 и шайбы 10. К нижнему концу волновода 1 прикреплено средство для определения степени загрязнения, имеющее втулку 11, токопроводящий стержень 12 и омметр 13, )установленный между нолноводом 1 и стержнем 12., который изолирован снаружи изоляцией 14, при этом концы стержня свободны от изоляции.

Стержень 12 уплотнен но втулке 11 с помощью мягкой набивки 15 и нажимной втулки 16. Втулка 11 герметично прикреплена к корпусу 17 технологического аппарата или трубопровода, заполненного в рабочем режиме жидкостью 18. При включении омметра 13 образуется следующая замкнутая электрическая цепь: стержень 12 — омметр 13 — волновод 1 — втулка 11 слой жидкости 18 (между втулкой 11 и стержнем 12 ) — стержень 12. Сопротинление этой цепи наименьшее. После определенного времени работы аппарата на внутренней стенке корпуса 17, а также на втулке 11 образуется слой накипи 19. Следовательно в указанную электрическую цепь добавляется сопротивление слоя накипи, который обладает диэлектрическими свойствами, поэтому сопротивление цепи возрастает, что отмечается омметром 13.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый газ давлением 2-5 кгс/см

1 подается в устройство через патрубок 7 и, выходя из сопел 8, приводит шарик в быстрое круговое .движение по внутренней кольцевой дорожке обоймы

2 и далее выходит к атмосферу через отверстия 6 в крышках 4 и 5. Такое движение шарика приводит к высокочастотной вибрации обоймы 2, Вибрация передается через волновод 1 к втулке 11, а от нее к корпусу 7 технологического аппарата (трубопровода .

Когда на стенке корпуса 16 аппарата еще нет отложений, при включении омметра образуется следующая замкнутая электрическая цепь: омметр

13 — волнонод 1 - втулка 11 — слой жидкости 18 (между втулкой 11 и стержнем 12) — стержень 12 — омметр

13 (фиг. 11. Величина электрического сопротивления этой цепи видна на шкале омметра 13 и отмечается, например, изэестной линией на корпусе омметра ° Зафиксированное значение сопротивления цепи является исходным для соревнования при дальнейшей работе вибратора. При включении аппа956961 рата в работу на внутренней поверхности корпуса 17 образуется накипь

19, которая является диэлектриком.

Поэтому сопротивление указанной замкнутой электрической цепи при появлении накипи резко возрастает; 5 что видно по шкале омметра и является сигналом к включению вибратора в работу. Высокочастотные колебания разрушают накипь. Сопротивление цепи уменьшается и при приближении его !9 к начальному минимальному значению, которое отмечено на корпусе .омметра, вибратор выключают до следующего увеличения сопротивления. Омметр 13 показывающий самопишущий (фиг. 1)i поэтому нет необходимости в постоянном наблюдении за щкалой, достаточно проанализировать запись прибора.

Известно, что процесс образования накипи длительный. Поэтому вибратор выключают из работы надолго, по крайней мере на несколько часов.

Естественно, что сжатый газ в это время не расходуется. Время разрушения накипи и время появления после разрушения фиксируется. Этим устанавливается время между остановками и последующими включениями вибратора, а тем самым и общее минимально необходимое время работы в сутки.

Оптимальные значения параметров колебаний (амплитуда; частота колебаний) устанавливаются .следующим образом. При появлении накипи 19 включают вибраторы при разных значениях параметров колебаний, которые изменяются за счет изменения величины давления сжатого газа. Те значения параметров колебаний, которые разрушают накипь за наименьшее время, считаются оптимальными °

Таким образом, в предлагаемой конструкции вибратор эксплуатируется в оптимальном режиме, а время его работы минимально необходимое. Это снижает расход газа и повышает интенсификацию физико-химических про- цессов в аппарате, т. е. эффективность устройства при его эксплуатации повышается.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения образования накипи в теплообменном аппарате, содержащее источник вибрации и средство для определения степени загрязнения, связанное с источником вибрации через систему управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса очистки, средство для определения степени загрязнения имеет омметр, токопроводящий стержень, один конец которого имеет изоляцию и втулку, закрепленную на волноводе источника вибрации, а в теплообменном аппарате выполнено отверстие для установки в нем изолированного конца стержня, другой конец которого закреплен на втулке и электрически связан с одним из выводов омметра, другой вывод которого электрически связан с волноводом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 436213, кл. Р 28 G 7/ОО, 1972.

956961

ФюГ

Составитель В. Слышкин

Редактор О. Юрковеецкая Техред Ж.Кастелевич

Корректор Е. Рошко

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6576/25 Тираж 685

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5