Устройство для предотвращения образования накипи

Сефз Сфветскнх Сфцнаинстнческих РесиубинкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЖОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Ка.з Р 28 6 7/ОО с присоединением заявки Нов ГвсуАарстаенвый квинтет СССРвв Аеааи гзобретеаиА и еткрмтвй(088,8) А.Я. Василенко, И.А. Потапенк, ЛВ. Василенко .и К.П. Потапенко 1ф ф тКубанский ордена Трудового Кр сного Знаменисельскохозяйственный институт и Прбе 3 сМо-. конструкторскоебюро по проектированию оборудоваййя-для цроизводртвапластических масс и синтетических смол(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ Изобретение относится к устройствам для получения механических коле" баний высокой частоты (вибрацни) с помощью энергии сжатого воздуха, применяемым для интенсификации тепломассообменных процессов и предотвращения отложений в тепломассообменнойл аппаратуре и трубопроводах.Известно устройство для получения механических колебаниИ высокой частоты (вибрации), содержащее обойму, обкатываемую шариком, патрубок для подвода сжатого газа и сопла для формирования струи выходящего иэ патрубка газа 1). 35Недостатком этого устройства является то, что оно создает непрерывные колебания одной определенной частоты, поэтому в них невозможно получить резкие импульсные ударные коле бания периодического действия. Известно также устройство для предотвращения образования накипи, содержащее обойму, выполненную в виде полого усеченного конуса, большое основание которого направлено вверхи закрыто крышкой, сопла для подачи саатого газа и размещенные внутри обоймы шарик и втулку (2. 30 Достоинство этого устройства эаклю. лючается в том, что непрерывная вибрация в нем сопровождается импульсными, периодическими встряхивающими ударами.Однако шарик в своем восходящем быстром круговом движении наносит лобовой удар в зоне приварки волновода к обойме. Удар стальнОго закрепленного шарика по стальной обойме (из-за упругости металла) сопровождается отскоком в обратную сторону. Теперь шарик двиается, теряя скорость, по исходящей траектории навстречу касательно входящей струе газа, которая останавливает его движение, а затем вновь раскручивает его до следующего удара. Следовательно, цикл движения шарика включает разгон до максимальной скорости, удар, обратное движение, остановку и далее повторение. На разгон и тормоаение шарика тратится значительная часть энергии воздушного потока. Известно также, что механизмы с непрерывным движением значительно экономичнее механизмов с возвратно-поступательным двиаением.Другим недостатком лобового удара шарика является то, что с учетомбольшой скорости закаленного стального шарика (до 200 м/с) в моментударавозникает интенсивное искрение и вынос, искр воздухом в помещение, где установлено устройство. Источником искренияв обойме являетсятакже расположенное на внутреннейстенке обоймы отверстие-сопла для выхода газа, на уступ которого шарфикнаталкиваясь, создает значительноеискрение,Цель изобретения - повышение эффективности в работе.Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее коническую обойму, большее основание которой имееткрышку, сопла для подачи рабочего 15агента, втулку и шарик, размещенныйвнутри обоймы, имеет диск, планку,размещенную в верхней части обоймыпод углом к внутренней стенке, и трубку, расположенную внутри втулки и ук- щрепленную на крышке обоймы, при этомвтулка установлена с зазором к крышке обоймы и разделена посредствомдиска на две части, верхняя из которых жестко связана с трубкой, нижняясообщена с нагнетательным патрубком,а сопла выполнены в виде нижней части втулки.В предлагаемой конструкции шарикв своем движении совершает непрерывное безостановочное спиральное движе- Зфние вверх-вниз. Восходящая спиральдвижения шарика осуществляется засчет силы давления струи воздуха ивозникающей при круговом движениицентробежной силы. Нисходящая спираль ЗЗдвижения совпадает по направлению спервоначальным направлением и начинается после удара шарика о наклонную планку. Это движение происходитпод действием инерции шарика и силы ф)тяжести.На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство, продольный разреэ 1 На.фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1) нафиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 2,Пневматический вибратор содержитобойму 1, выполненную в виде пологоусеченного конуса, большое основаниекоторого направлено вверх и закрытокрышкой 2, сопла 3 для подачи сжатогогаза и размещенные внутри обоймывтулку 4 .и шарик 5. У основания обоймы 1 наклонно к ее стенке прикреплена планка б, а втулка имеет высотуменьше, чем расстояние между дном икрышкой и разделена диском 7 на двечасти. Нижний конец втулки 4 герметично прикреплен к дну обоймы. Верхний конец втулки 4,ждстко связан через ребра 8 с трубой 9, нижний конец которой введен в полость втулки 9),4Верхний конец трубы 9 находитсяза пределами полости обоймы 1 и снабжен резьбой, на которой навинченагайка 10, прижимающая крышку 2 кобойме,1. 65 Для подвода сжатого газа предусмотрен патрубок 11. Волновод 12 служит для передачи вибрации обрабатываемому объекту.Пневматический вибратор работаетследующим образом.Сжатый воздух подается через патрубок 11 в нижнюю часть втулки 4 и через тангенциальные отверстия-сопла 3 выходит в полость обоймы 1, приводя в быстрое круговое движение шарик 5. Так как обойма 1 имеет коничес" кую форму, то шарик 5 по мере нарас-,. тания скорости по восходящей спирали поднимается вверх. Быстрое вращение неуравновешенной массы (шарика) приводит к возникновению высокочастотной вибрации обоймы 1, а тем самым волновода 12, которая передается технологическому аппарату или трубопроводу. Шарик 5 в своем спиральном подъеме достигает наклонной планки б и с большой скоростью ударяет по ней, вызывая дополнительное импульсное возмущающее колебание, которое через волновод 12 передается обрабатываемому объекту. После удара шарика 5 о наклонную планку б он скаты" вается вниз на дно обоймы 1, где, вновь раскручивается струей газа, т. е. цикл движения повторяется. Воздух, тангенциально выходящий из сопел 3, после сообщения шарику.5 движения поднимается вверх, проходит вдоль крышки 2 и, делая поворот, направляется в полость втулки 4 вниз, по кольцевому каналу между втулкой 4 и трубой 9 доходит до разделяющего диска 7 и разворачиваясь, выходит из устройства через центральную трубу 9.Таким образом, при такой работе устройства. значительно уменьшаются. непроизводительные затраты энергии, так как шарик движется в одном направ ленни и энергия необходима лишь на поддержание этого движения. При этом исключаются затраты энергии на торможение и на остановку шарика и после-дующий разгон его от нулевой скорости до максимальной.В предлагаемом решении при таком движении значительно уменьшены условия, способствующие образованию искр при работе. В момент удара шарика о наклонную планку искры направлены вниз по направлению движения шарика. Отсюда для вылета их вверх требуется разворот почти на 1800 , что затруднительно. Кроме того, место образования искр прикрыто планкой и прямой вынос их вверх исключен.В предлагаемом устройстве танген-. циальные отверстия-сопла для выхода газа размещены на нижней части центральной втулки, об ойма при этом не имеет таких отверстий-сопл. Отсюда стенка обоймы представляет гладкую поверхность без впадин и выступов, г е. в предлагаемом устройстве исвключены потери энергии движения шарика при его ударах на выступах отверстий-сопл как это имело место в известном,что также повышает эффектив" ность предлагаемого устройства.Отсутствие тангенциальных отверстий на обойме исключило мощи й ис"5 точник искрообразования, который имел место в известном устройстве, так как шарик,в нем наскакивал сбольшой скоростью на выступ отверстия, вызываяинтенсивное искрение.Таким образом., в предлагаемом устройстве повышена эффективность работы и в значительной мере исключены поичины искрообразования.Кроме того, для полного предупреж дения выноса искр за пределы устройства в его верхней части предусмотрен специальный лабиринт. Для этого верхняя часть втулки имеет кольцевой за/зор с крышкой, а в полость втулки 30 введена труба, которая пропущена через крышку. Отходящий из вибратора воздух проходит вдоль крышки и, совершая поворот, входит в полость втулки вниз, продолжая охлаждаться до 25 разделяющего диска и вновь соверяает поворот и через центральную трубу уходит вверх за пределы вибратора. Повороты и охлаждение на таком длинном пути движения искр приводит к полному их гашению, Следовательно, предлагаемое устройство возможно использовать на производствах со взри- воопасными и пожароопасными условиями эксплуатации.Формула изобретенияУстройство для предотвращения образования накипи, содержащее нагнетательный патрубок, укрепленную на конце волновода коническую обойму, большее основание которой имеет крышку,сопла для подачи рабочего агента,втулку и шарик, размещенный внутриобоймы, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективностив работе, оно имеет диск, планку,размещенную в верхней части обо 3 Ьыпод углом к внутренней стенке, и трубку, расположенную внутри втулки и укрепленную на крышке обойная, при этомвтулка установлена с зазором к крышке обоймы и разделена посредствомдиска на две части, верхняя из которых жестко связана с трубкой, нижняясообщена с нагнетательным патрубком,а сопла выполнены в виде нижней частивтулки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 480898, кл. Г 28 6 7/00, 19732. Авторское свидетельство СССРВ 631773, кл, Р 28 6 7/00 1974Составитель У. Рафиажанова Редактор В. Еремеева Техред Т.Маточка Корректор М. Демчик еве еве е ее ве ев ве еввв евев Зак Тираж 7ударственного кизобретений иЖ, Раушска писно лиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная. 4 э 9307/65ВНИИПИ Гопо делам113035, Москв 9митета Сткрытийнаб., д