ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Разработка относится к области теплотехники, в частности, может быть использована для предупреждения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева различной теплообменной аппаратуры: пароводяных котлов низкого и среднего давления, различных теплообменников, бойлеров, кормозапарников, конденсаторов турбин и различной другой теплообменной аппаратуры. Также возможно применение разработки в других областях техники.

Известные конструкции для решения рассматриваемых задач имеют ряд недостатков, в частности, возбуждаемые в обойме колебания имеют непрерывно меняющийся спектр как по частоте, так и по амплитуде. Эти колебания через волновод передаются на металлоконструкцию теплообменного аппарата, в результате чего скорость роста отложений существенно уменьшается. Однако обеспечить безнакипный режим работы при использовании известного устройства трудно, так как амплитуда возбуждаемых колебаний изменяется плавно. Это объясняется тем, что амплитуда колебаний зависит от величины центробежной силы, возникающей при скоростном движении шарика, а она, как известно, направлена по радиусу. Направление действия центробежной силы изменяется по круговому закону (рис.1).Целью разработки является повышение эффективности работы за счет получения импульсных колебаний направленного действия и более высокой скорости движения шарика.

Действительно, центробежная сила определяется как:

f_ц=mv ²/r[Н];

где:

r- радиус обоймы, м;

m -масса шарика, кг;

v -скорость движения шарика, м/с.

Видно, что чем выше скорость движения, тем больше центробежная сила при меньшей массе шарика, а это в свою очередь достигается тем, что шарик выполняется пустотелым. Кроме того, устройство имеет вибрационные перегородки, установленные в обойме в местах ее соединения с волноводом. Такое техническое решение позволяет получить в обойме ударные механические колебания направленного действия, которые затем через волновод передаются на рабочие поверхности нагрева теплообменного оборудования (рис.2).

Предлагаемое устройство схематически представлено на рис.3 (вид сбоку) и рис.4. (вид сверху).

Устройство состоит из обоймы 1; двух виброизоляционных перегородок 2, разделяющих обойму на две части; фланцев с отверстиями 3, закрывающих обойму с двух сторон и скрепленных между собой патрубком 4, имеющим канал для подачи сжатого воздуха при помощи впаянных в него в радиальном направлении изогнутых сопел 5. Сжатый воздух подается непосредственно к шарику 6 и приводит его в движение по кольцевой беговой дорожке 1, в результате чего в обойме

возбуждаются упругие механические колебания, которые передаются с обоймы к очищаемой поверхности 7 при помощи скрепленного с ней ножевого волновода 8. Патрубок 4 закреплен при помощи шайбы 9 и гайки 10.

Сжатый воздух давлением пять атмосфер подается по каналу в патрубок 4 через сопло 5 и приводит шарик 6 в движение по дорожке обоймы 1. Сопла 5 изогнуты таким образом, чтобы обеспечить максимальное давление на поверхность шарика 6, вследствие чего его скорость соизмерима со скоростью движения исходящего потока воздуха, составляющей порядка 900-960 м/с. Значительные центробежные силы, возникающие при скоростном движении шарика, приводят к возникновению в обойме 1 механических колебаний, при этом на участке обоймы, соединенной с волноводом 8, возникают импульсные ударные колебания, имеющие направленное действие. Колебания, создаваемые центробежными силами в остальной части обоймы, погашаются виброизоляционными перегородками. Импульсные колебания направленного действия передаются на очищаемую поверхность 7 и повышают эффективность работы устройства за счет «стряхивания» кристалликов накипеобразующих солей с внутренней стороны поверхности нагрева. Частоту и амплитуду импульсных колебаний можно регулировать скоростью движения шарика и его массой.