PL177782B1

PL177782B1 - Układ do obróbki cieczy

Info

Publication number: PL177782B1
Application number: PL94310528A
Authority: PL
Inventors: Jan M. Maarschalkerweerd
Original assignee: Trojan Techn Inc
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 2000-01-31
Also published as: EP0811579B1; IL108709A0; HU9502580D0; DE69433069D1; PL177744B1; HU215737B; NO953451D0; CA2117040A1; HUT76196A; EP1094035A3; US5539210A; CN1121320A; FI954134A7; CA2117040C; KR100418308B1; TW360619B; ATE203492T1; ATE247603T1; US5418370A; CO4180401A1

Abstract

1. Uklad do obróbki cieczy zasilany grawitacyj- nie zawierajacy wlot cieczy, wylot cieczy i obszar na- promieniania usytuowany pomiedzy wlotem cieczy i wylotem cieczy, oraz co najmniej jeden modul zródla promieniowania zawierajacy zródlo promieniowania, polaczone z podpora, która jest polaczona z ukladem do obróbki cieczy, przy czym co najmniej jedno zródlo promieniowania jest wydluzone i ma os podluzna w zasadzie równolegla do kierunku przeplywu cieczy w obszarze napromieniania, oraz jest calkowicie zanu- rzalne w strumieniu cieczy w obszarze napromienia- nia, znamienny tym, ze podpora (160, 454) jest usytuowana przed lub za obszarem napromieniania (144, 416, 424), a obszar napromieniania (144, 416, 424) ma konfiguracje zamknieta, w której strumien cieczy calkowicie wypelnia obszar napromieniania (144,416,424), gdy strumien cieczy styka sie z co naj- mniej jednym zródlem (180, 458) promieniowania, zainstalowanym w module (148, 438) zródla promie- niowania, przy czym ta zamknieta konfiguracja ma powierzchnie mniejsza niz pole przekroju poprze- cznego wlotu cieczy P L 177782 B 1 F IG 3 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do obróbki cieczy. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest układ do obróbki za pomocą promieniowania, a zwłaszcza układ do grawitacyjnego doprowadzania cieczy do strefy obróbki ze strefą napromieniania zapewniającą stałą geometrię cieczy w stosunku do źródeł promieniowania.

Znane są układy do obróbki cieczy. Na przykład, w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4482809, 4872980 i 5006244 (posiadaczami wyżej wymienionych paten177 782 tów są zgłaszający niniejszy wynalazek), przedstawiono zasilane grawitacyjnie układy do obróbki cieczy, w których zastosowano promieniowanie nadfioletowe (UV).

W układach tego typu znajdująsię zespoły ram z lampami nadfioletowymi, po kilka lamp w każdym, przy czym poszczególne lampy są zainstalowane wewnątrz cylindrów biegnących pomiędzy dwoma ramionami nośnymi ram. Ramy te zanurza się w obrabianej cieczy, napromienianej następnie w zależności od potrzeby. Natężenie promieniowania działającego na ciecz wynika z jej odległości od lamp, mocy lamp i natężenia przepływu cieczy względem lamp. Można zastosować jeden lub więcej czujników promieniowania nadfioletowego do śledzenia natężenia lamp, a ponadto zazwyczaj reguluje się, w pewnym stopniu, poziom cieczy za urządzeniem do obróbki za pomocą czujników poziomu lub podobnych instrumentów. Ponieważ w urządzeniach zasilanych grawitacyjnie, przy wyższych natężeniach przepływu cieczy trudno jest dokładnie regulować jej poziom, nieuchronne są jego wahania. Skutkiem tych wahań jest nierównomierne napromienianie obrabianej cieczy.

Opisane powyżej układy majątakże inne wady. W zależności od jakości obrabianej cieczy, otaczające lampy nadfioletowe cylindry ulegają okresowo zanieczyszczeniu obcymi materiałami, co pogarsza przepływ promieniowania nadfioletowego do cieczy. Zanieczyszczone cylindry trzeba ręcznie czyścić z osadzonego na nich materiału z częstotliwością określaną na podstawie doświadczeń eksploatacyjnych, albo też z pomiarów za pomocą czujników promieniowania nadfioletowego.

Jeżeli lampy nadfioletowe stosuje się w urządzeniach otwartych typu kanałowego, można wyjmować jedną lub więcej ram bez przerywania pracy całego urządzenia. Wyjęte ramy można następnie oczyszczać z osadzonego materiału zanurzając je w kąpieli odpowiedniego kwasowego roztworu do mycia mieszanego za pomocą powietrza. Oczywiście w takiej sytuacji należy przewidzieć odpowiednio więcej źródeł promieniowania nadfioletowego (polega to zazwyczaj na stosowaniu dodatkowych ram z lampami) w celu zapewnienia odpowiedniego napromieniania obrabianej cieczy po wyjęciu jednej lub więcej ram do czyszczenia. Oczywiście, niezbędne dodatkowe źródła promieniowania nadfioletowego powiększająkoszty urządzenia do obróbki.

Poza tym należy również przewidzieć, a następnie utrzymywać, odpowiedni zbiornik z roztworem do mycia, do którego można wkładać ramy z lampami nadfioletowymi. W zależności od liczby równocześnie czyszczonych ram oraz od częstotliwości niezbędnego czyszczenia, może to znacznie zwiększyć koszt montażu, utrzymania i eksploatacji urządzenia do obróbki.

Jeżeli natomiast ramy znajdująsię w urządzeniu zamkniętym, ich wyjmowanie z cieczy w celu oczyszczeniajest zazwyczaj niepraktyczne. W takiej sytuacji, cylindry należy czyścić po zatrzymaniu urządzenia, zamknąć zawory wlotowe do komory do obróbki i wylotowe z niej, a następnie napełnić komorę do obróbki roztworem kwasu do mycia i mieszać ciecz za pomocą powietrza usuwając materiały zanieczyszczające. Wadami mycia urządzeń zamkniętych są: konieczność zatrzymania urządzenia na czas mycia oraz duża ilość roztworu do mycia, którym trzeba napełnić komorę do obróbki. Innym problemem jest zagrożenie towarzyszące stosowaniu dużych ilości roztworów kwasów do mycia oraz trudności i koszty związane z ich usuwaniem. Oczywiście, oba te problemy występują również w urządzeniach typu otwartego, chociaż w mniejszym stopniu.

Po zainstalowaniu, jedne z największych kosztów utrzymania dotychczasowych urządzeń do obróbki są często kosztami mycia cylindrów otaczających źródła promieniowania.

Inną wadą opisanych powyżej, znanych urządzeń, jest wydajność lamp nadfioletowych. Lampy zapewniające niezbędną moc, używane w znanych urządzeniach do obróbki, musiały mieć około 1,52 m (pięciu stóp) długości. Wskutek tego były stosunkowo kruche i trzeba je było osadzać na obu końcach, co zwiększało nakłady inwestycyjne na całe urządzenie.

Ponadto, ze względu na ograniczonąmoc lamp nadfioletowych stosowanych w dotychczasowych urządzeniach, często ich liczba musiała być duża. Przykładowo, w niektórych znanych urządzeniach liczba lamp wynosiła powyżej 9000. Tak duża liczba lamp dodatkowo zwiększa wspomniane powyżej koszty ich mycia, jak również koszty inwestycji (wymiany).

177 782

Celem wynalazku jest uzyskanie nowoczesnego układu do obróbki cieczy, w którym wyeliminowanoby lub złagodzono co najmniej jedną ze wspomnianych powyżej wad urządzeń znanych.

Układ do obróbki cieczy zasilany grawitacyjnie zawierający wlot cieczy, wylot cieczy i obszar napromieniania usytuowany pomiędzy wlotem cieczy i wylotem cieczy, oraz co najmniej jeden moduł źródła promieniowania zawierający źródło promieniowania, połączone z podporą która jest połączona z układem do obróbki cieczy, przy czym co najmniej jedno źródło promieniowaniajest wydłużone i ma oś podłużnąw zasadzie równoległą do kierunku przepływu cieczy w obszarze napromieniania, oraz jest całkowicie zanurzalne w strumieniu cieczy w obszarze napromieniania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podpora jest usytuowana przed lub za obszarem napromieniania, a obszar napromieniania ma konfigurację zamkniętą, w której strumień cieczy całkowicie wypełnia obszar napromieniania, gdy strumień cieczy styka się z co najmniej jednym źródłem promieniowania, zainstalowanym w module źródła promieniowania, przy czym ta zamknięta konfiguracja ma powierzchnię mniejszą niż pole przekroju poprzecznego wlotu cieczy.

Korzystnie pole przekroju poprzecznego obszaru napromieniania jest mniejsze niż pole przekroju poprzecznego wlotu cieczy i pole przekroju poprzecznego wylotu cieczy.

Korzystnie obszar napromieniania jest usytuowany w obszarze obróbki, zawierającym pierwszy obszar przejściowy, łączący wlot cieczy z obszarem napromieniania.

Korzystnie obszar obróbki zawiera ponadto drugi obszar przejściowy łączący obszar napromieniania z wylotem cieczy.

Korzystnie podłużna oś źródła promieniowania jest usytuowana pionowo, i pierwszy obszar przejściowy zmienia w zasadzie poziomy przepływ cieczy we wlocie cieczy na w przybliżeniu pionowy przepływ cieczy w pierwszym obszarze napromieniania, zaś drugi obszar przejściowy zmienia w przybliżeniu pionowy przepływ cieczy w drugim obszarze napromieniania, na w przybliżeniu poziomy przepływ cieczy w wylocie cieczy.

Korzystnie moduł źródła promieniowania zawiera zespół czyszczący.

Korzystnie zespół czyszczący zawiera tuleję czyszczącą stykającą się z częścią zewnętrznej powierzchni źródła promieniowania i zamocowaną przesuwnie pomiędzy położeniem schowanym, a położeniem wysuniętym, przy czym w tulei czyszczącej znajduje się komora stykająca się z pierwszą częścią źródła promieniowania, zaś ta komora zawiera roztwór czyszczący.

Korzystnie co najmniej jedno źródło promieniowania zawiera co najmniej jedną lampę nadfioletową oraz cylinder wokół części zewnętrznej powierzchni każdej z co najmniej jednej, lampy nadfioletowej, przy czym cylinder jest połączony z podporą za pomocą uszczelki.

Termin „zasilanie grawitacyjne” oznacza, że ciśnienie hydrauliczne cieczy uzyskuje się dzięki zmianom wysokości jej słupa. Rozumie się samo przez się, że dotyczy to zarówno urządzeń z naturalnym zasilaniem grawitacyjnym, jak i urządzeń, w których wysokość słupa cieczy zmienia się za pomocą pomp lub innych urządzeń mechanicznych zapewniających zasilanie grawitacyjne.

W układzie według wynalazku ciecz wypływa z otworu wlotowego i wpływa do wlotowego obszaru przejściowego, w którym zwiększa swojąprędkość przed dopływem do strefy napromieniania. Następnie ciecz płynie ze strefy napromieniania do wylotowego obszaru przejściowego, gdzie zmniejsza swojąprędkość przed dopływem do wylotu. Zatem prędkość cieczy jest wyzsza tylko w strefie napromieniania w celu zmniejszenia strat hydraulicznych związanych zj ej przepływem przez układ. W j ednym z tych obszarów przej ściowych, wlotowym lub wylotowym, albo w obu, można zastosować sekcję stożkową (szczegółowo opisaną dalej). Alternatywnie, można zastosować kielichowy wlot i wylot. W obu przypadkach uzyskuje się w rezultacie zmniejszenie strat hydraulicznych.

Układ według wynalazku pozwala na uniknięcie fluktuacji w obszarze napromieniowania dzięki temu, że obszar ten ma konfigurację zamkniętą dla obrabianej cieczy, to znaczy, że podczas obróbki, ciecz całkowicie wypełnia strefę napromieniania, a zatem nie mogą występować żadne zmiany poziomu cieczy w kanale.

177 782

Do innych zalet niniejszego wynalazku należy uproszczenie konserwacji dzięki możliwości czyszczenia zespołów źródeł promieniowania z materiałów zanieczyszczających na miejscu, oraz ułatwienie wyjmowania modułów źródeł promieniowania do konserwacji lub wymiany źródeł promieniowania. Ponadto dzięki możliwości czyszczenia na miejscu złagodzono lub wyeliminowano wymóg zwielokrotniania liczby źródeł promieniowania w celu zastąpienia tych, które wyjęto do czyszczenia, oraz stwierdzono, że skutkiem wzrostu prędkości cieczy w strefie napromieniania będzie zmniejszenie ilości materiałów zanieczyszczających osiadających na źródłach promieniowania.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój boczny znanego urządzenia do obróbki cieczy, fig. 2 - przekrój tylnej części znanego urządzenia do obróbki cieczy z fig. 1, fig. 3 - rzut z boku pierwszego przykładu wykonania układu do obróbki cieczy według niniejszego wynalazku, fig. 4 - moduł źródła promieniowania do układu z fig. 3, fig. 5 - obszar A z fig. 4 w powiększeniu, fig. 6 - część innego przykładu wykonania modułu źródła promieniowania do układu z fig. 3, fig. 7 - rzut boczny drugiego przykładu wykonania układu do obróbki cieczy według niniejszego wynalazku.

Dla zrozumienia istoty wynalazku, przed jego omówieniem, przedstawiono zwięzły opis znanych urządzeń do obróbki cieczy. Na fig. 1 i 2 widać znane urządzenie do obróbki cieczy według opisu w patencie Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 482 809. W skład urządzenia wchodzą liczne moduły źródeł promieniowania 20, każde z parą nóżek ramowych 24 i z rozciągającymi się pomiędzy nimi zespołami 28 lamp nadfioletowych. Jak widać na fig. 2 moduły 20 z lampami znajdująsię w kanale 32 do obróbki i są rozmieszczone w takiej odległości od siebie, że zapewniają napromienianie obrabianej cieczy co najmniej minimalna dawką promieniowania nadfioletowego określoną z góry.

Urządzenie to działa zadowalająco, ale, jego wadąjest stosunkowo duża pracochłonność konserwacji modułów lamp 20. Wymiana lamp lub mycie otaczających je cylindrów jest czasochłonna i kosztowna. Ponadto, warunkiem ciągłości obróbki po wyjęciu modułu lamp oraz zapewnienia napromieniania cieczy odpowiednią minimalną dawką promieniowania, jest zapewnienie odpowiedniej liczby modułów dodatkowych, co wiąże się ze wzrostem kosztów urządzenia. Ponadto, w zależności od jakości cieczy oraz natężenia jej przepływu, może być potrzebna odpowiednia liczba lamp i cylindrów na jednostkę obrabianej cieczy. Inną wadą znanych urządzeńjest trudność regulowania poziomu cieczy względem modułów lamp 20 przy wyższych natężeniach przepływu cieczy.

Przedstawiony na fig. 3, układ do obróbki cieczy według niniejszego wynalazku oznaczono generalnie liczbą 100. W skład układu 100 wchodzi korpus 104 montowany w poprzek otwartego, przepływowego kanału 108 cieczy w taki sposób, że cały strumień cieczy płynący kanałem 108 jest kierowany przez obszar obróbki 112. Korpus 104 może być wykonany z prefabrykowanego betonu, stali nierdzewnej lub innego materiału.

W dolnej części korpusu 104 znajduje się część centralna 116 ze skośnymi sekcjami wlotową i wylotową, oznaczonymi odpowiednio 120,124. W podstawie 128 kanału 108, pod częścią centralną 116, znajduje się odpowiednia uniesiona do góry część centralna 132 ze skośnymi sekcjami wlotową i wylotową oznaczonymi odpowiednio 136,140. Część centralna 132 może być częścią korpusu 104, albo częścią podstawy 128 (jak pokazano na rysunku).

Jak wyraźnie widać na fig. 3, części centralne 116 i 132 tworzą zwężony obszar napromieniania 144, zaś skośne sekcje wlotowe 120, 136 tworzą stożkowy, wlotowy obszar przejściowy 412, a skośne sekcje wylotowe 124,140 tworzą stożkowy, wylotowy obszar przejściowy 426.

Obszar napromieniania 144 stanowi obszar o zamkniętym przekroju poprzecznym dla obrabianej cieczy. Zapewnia to stałą geometrię strumienia cieczy względem źródeł napromieniania (opisanych dalej), dzięki czemu na ciecz działa z góry określone minimalne promieniowanie ze źródeł promieniowania. Wewnętrzne ścianki obszaru napromieniania 144 można zaprojektować i wykonać w taki sposób, że w zasadzie biegną wzdłuż konturów znajdujących się w nich części modułów 148 źródeł promieniowania, w wyniku czego maksymalizuje się sprawność obróbki w tych miejscach, które znajdująsię najdalej od źródeł promieniowania.

177 782

Co najmniej na jednej z powierzchni, napływowej lub odpływowej, korpusu 104 montuje jeden lub więcej modułów 148 źródeł promieniowania. W zależności od obrabianej cieczy można zmieniać liczbę modułów 148, począwszy od jednego, modułu 148, do dwóch lub więcej modułów 148, w poprzek strefy napływowej i odpływowej korpusu 104.

W korpusie 104 znajduje się czujnik 152 promieniowania, który wchodzi do obszaru napromieniania 144. Po odpływowej stronie korpusu 104 znajduje się standardowa przepustnica 150 stabilizująca poziom cieczy, z zadaniem utrzymania minimalnego poziomu cieczy w obszarze obróbki 112.

Jak widać na fig. 4, każdy moduł 148 źródła promieniowania zawiera podporę 160 źródła promieniowania, poziomy człon nośny 164, skrzynkę rozdzielczą 172 oraz jeden lub więcej zespołów 176 źródeł promieniowania, znajdujących się przy dolnym skraju podpory 160. Każdy z zespołów 176 źródeł promieniowania zawiera silne źródło 180 promieniowania osadzone wewnątrz cylindra 184 w dwóch pierścieniowych oprawkach 188. Zespołów źródeł promieniowania nie trzeba koniecznie umieszczać wewnątrz cylindrów, a źródło 180 promieniowania można umieszczać bezpośrednio w obrabianej cieczy.

Dalszy, w stosunku do podpory 160 koniec każdego cylindra 184, jest zamknięty, a cylinder 184 jest szczelnie spojony z rurą montażową 192, która połączonajest z podporą 160. Jak widać na fig. 5 szczelność połączenia cylindra 184 z rurą montażową 192 uzyskano wkładając otwarty koniec cylindra 184 w oprawkę 196, którą szczelnie przymocowano do końca rury montażowej 192. W podstawie oprawki 196 znajduje się gumowa podkładka 200 zapobiegająca możliwości pęknięcia cylindra 184 wskutek bezpośredniego styka się z oprawką 196 podczas wkładania. Na zewnętrznej powierzchni cylindra 184 znajduje się para pierścieni uszczelniających 204, 208 typu O-ring, oddzielonych od siebie pierścieniem dystansowym 206.

Po cylindrze 184 wkłada się do oprawki 196 pierścienie uszczelniające 204,208 i pierścień dystansowy 206, a następnie na zewnętrznej powierzchni cylindra 184 umieszcza się pierścieniową śrubę 212, którą dociska się do oprawki 196. Gwint na śrubie 212 wkręca się w odpowiedni gwint na wewnętrznej powierzchni oprawki 196, a śruba 212 zgniata gumowy stoperek 200 i pierścienie uszczelniające 204 i 208, co zapewnia połączeniu odpowiednią szczelność.

Znajdujący się przy podporze 160 koniec każdej rury montażowej 192 jest również gwintowany i pasuje do oprawki gwintowanej 216, która jest z kolei przyspawana do podpory 160. Połączenia pomiędzy rurą montażową 192 a opr^^^l^£ągwin't<^ⁱwć^i^Łą216 oraz pomiędzy oprawką gwintowaną216 a podporą 160 sąrównież szczelne, co zapobiega wnikaniu płynu do pustej przestrzeni wewnątrz rury montażowej 192 lub podpory 160.

Każde ze źródeł 180 promieniowania jest podłączone pomiędzy parę przewodów elektrycznych 220 biegnących od skrzynki rozdzielczej 172 do źródła 180 promieniowania wewnątrz podpory 160 i rury montażowej 192.

Jak widać na fig. 4, na każdym zespole 176 źródła promieniowania i rury montażowej 192 znajduje się również zespół czyszczący 224. Każdy taki zespół czyszczący 224 składa się z cylindrycznej tulei 228, działającej jak cylinder dwustronny. Na każdym końcu cylindrycznej tulei 228 znajdująsię pierścienie uszczelniające 232,134. Pierścień uszczelniający 232, znajdujący się przy podporze 160, styka się z zewnętrznąpowierzchnię rury montażowej 192, natomiast pierścień uszczelniający 134, oddalony od podpory 160, styka się z zewnętrzną powierzchnią zespołów 176 źródła promieniowania.

Jak to ukazano na fig. 5, na zewnętrznej powierzchni oprawki 196 znajduje się rowek, w który wkłada się pierścień uszczelniający 236 typu O-ring. Pierścień ten styka się z wewnętrzną powierzchnią cylindrycznej tulei 228 i dzieli wnętrze cylindrycznej tulei 228 na dwie komory 240 i 244. Komora 240 łączy się z przewodem 248 a komora 244 z przewodem 252. Każdy z przewodów 248 i 252 biegnie od skrzynki rozdzielczej 172, wewnątrz podpory 160 i wewnątrz rury montażowej 192, do oprawki 196, gdzie łączą się, odpowiednio, z komorami 240 i 244.

Po doprowadzeniu pod ciśnieniem oleju hydraulicznego, powietrza lub innego, odpowiedniego płynu, przewodem 248 do komory 240, cylindryczna tuleja 228 przesuwa się ku podporze 160 i wytłacza ciecz z komory 244 do przewodu 252. Podobnie, po doprowadzeniu pod

177 782 ciśnieniem cieczy przewodem 252 do komory 244, cylindryczna tuleja 228 przemieszcza się ku cylindrowi 184 i wytłacza ciecz z komory 240 do przewodu 248.

Przewód 252 jest połączony z instalacją z odpowiednim roztworem do mycia, na przykład roztworem kwasu, a przewód 248 ze zbiornikiem odpowiedniego płynu, na przykład powietrza. Zatem, w razie konieczności oczyszczenia zewnętrznej powierzchni cylindra 184, do komory 244 doprowadza się roztwór do mycia, a z komory 240 wytłacza płyn. W rezultacie cylindryczna tuleja 228 przemieszcza się do położenia wysuniętego w kierunku od podpory 160 a podczas tego przemieszczania pierścień uszczelniający 134 zgarnia luźne kawałki materiału z cylindra 184.

Kiedy cylindryczna tuleja 228 znajduje się w położeniu wysuniętym, znajdujący się w komorze 244 płyn myj ący styka się z zewnętrznąpowierzchniązespołów 176 źródła promieniowania, stanowiącą wewnętrzną ściankę komory 244. Roztwór do mycia rozkłada chemicznie i/lub usuwa pozostałości obcych materiałów osadzonych na zespołach 176 źródła promieniowania. Po określonym czasie wtłacza się płyn do komory 240, obniża się ciśnienie roztworu myjącego w komorze 244, w wyniku czego cylindryczna tuleja 228 cofa się ku podporze 160. Podczas tego ruchu pierścień uszczelniający 134 ponownie zgarnia obluzowane kawałki obcych materiałów z powierzchni zespołów 176 źródła promieniowania.

Zespół czyszczący 224 można uruchamiać w regularnych odstępach czasu, na przykład raz na dzień lub, tam gdzie jakość obrabianej cieczy zmienia się, w zależności od zmian wskazań czujnika 152 promieniowania.

Każdy z modułów 148 źródła promieniowania można montować na korpusie 104 za pomocą poziomego członu nośnego 164 o z góry określonym kształcie przekroju poprzecznego i wchodzącego w dopasowany kształtem otwór 256 w korpusie 104. Kształt ten wybiera się w sposób ułatwiający wkładanie poziomego członu nośnego 164 w otwór 256 z równoczesnym uniemożliwieniem mu obracania się w tym otworze.

Jak widać na fig. 3 i 4, długość poziomego członu nośnego 164 wybiera się w taki sposób, że poziomy człon nośny 164 biegnie od podpory 160 na dalszą odległość niż zespół 176 źródła promieniowania. Dzięki temu podczas instalowania modułu 148 źródła promieniowania zespół 176 źródła promieniowania znajduje się w odpowiedniej odległości od wlotowego i wylotowego obszaru przejściowego. Takie rozwiązanie minimalizuje możliwość uszkodzenia zespołu 176 źródła promieniowania w wyniku uderzenia w inne przedmioty podczas modułu źródła promieniowania, co zawsze grozi wtedy gdy przez urządzenie 100 płynie ciecz. Ze względu na konieczność zapewnienia odpowiedniej długości poziomych członów nośnych 164, otwory 256 są przestawione schodkowo w płaszczyźnie poziomej na przeciwległych powierzchniach korpusu 104.

Po całkowitym osadzeniu poziomego członu nośnego 164 w otworze 256, łączy się łączniki 268 roztworu myjącego i łączniki 272 cieczy w skrzynce rozdzielczej 172 z odpowiednimi łącznikami na obudowie 276. Połączenie łączników 268 i 272 z odpowiednimi łącznikami na obudowie 276 służy również do utrzymania poziomego członu nośnego 164 w otworze 256. W obudowie 276 może znajdować się również opornik regulacyjny 264, przez który płynie prąd zasilający źródła promieniowania 180 oraz pompy i zbiorniki magazynowe (nie pokazane) na płyn czyszczący i płyn pod ciśnieniem do przemieszczania zespołów czyszczących 224.

Dzięki ostatnim osiągnięciom technicznym w dziedzinie źródeł promieniowania, powstały źródła o znacznie większej mocy oraz urządzenia bezwłóknowe.

Dzięki temu, że silniejsze źródła promieniowania emitują więcej promieniowania, do obróbki danej ilości cieczy potrzeba ich mniej. Dawka promieniowania, jaką otrzymuje ciecz, jest iloczynem natężenia promieniowania i czasu napromieniania. Natężenie promieniowania zmienia się z kwadratem odległości jego biegu, natomiast czas napromieniania zmienia się liniowo z prędkością przepływu cieczy. W związku z tym ciecz powinna być obrabiana możliwie blisko źródeł promieniowania. Wymaga to stosowania albo wielu źródeł promieniowania o małym natężeniu rozmieszczonych na dużym obszarze, albo kilku źródeł promieniowania o dużym natężeniu rozmieszczonych na mniejszym obszarze. Ze względu na sprawność, minimalizację kosztów i złagodzenia wspomnianych powyżej warunków co do dokładności regulacji poziomu cieczy, wynalazca przyjął, jak wspomniano powyżej, tę drugą alternatywę. Obszar napromieniania 144

177 782 zaprojektowano w taki sposób, żeby poddawana obrabianiu, płynąca ciecz znajdowała się w obszarze o zamkniętym przekroju poprzecznym, dzięki czemu płynie w z góry określonej maksymalnej odległości od minimalnej liczby źródeł 180 promieniowania o wysokim natężeniu. Natężenie przepływu cieczy w obszarze napromieniania 144 można zwiększać w sposób zapewniający utrzymanie natężenia obróbki na odpowiednim poziomie za pomocą minimalnej liczby źródeł promieniowania o wysokim natężeniu.

Zatem niniejszy układ skonstruowano w sposób minimalizujący wymiary obszaru napromieniania 144 z równoczesnym zwiększeniem prędkości przepływu cieczy do wartości zapewniającej odpowiednie natężenie obróbki. W związku z tym, natężenie przepływu cieczy przez obszar napromieniania 144 jest większe niż w znanych urządzeniach do obróbki, przeznaczonych do działania przy natężeniach przepływu rzędu 0,6 metra na sekundę lub poniżej. Dla porównania, układ według niniejszego wynalazku można eksploatować przy natężeniach przepływu cieczy w obszarze napromieniania 144 do 3,6 metrów na sekundę.

Straty ciśnienia cieczy w przewodach są funkcją kwadratu prędkości strumienia cieczy. Zatem skutkiem dużych prędkości przepływu jest wzrost strat ciśnienia, a także możliwość niedopuszczalnych wahań poziomu cieczy w układzie do obróbki. W związku z tym, w celu zmniejszenia tych strat, a także ułatwienia wkładania i wyjmowania modułów źródeł promieniowania, co omówiono dalej, w układzie według niniejszego wynalazku można zastosować wloty i wyloty o dużych przekrojach poprzecznych. Rzeczywisty obszar napromieniania 144 jest stosunkowo krótki i ma mały przekrój poprzeczny, natomiastjest połączony z wlotami i wylotami za pośrednictwem odpowiednich obszarów przejściowych. Dzięki temu uzyskano odpowiednio wysokie natężenie przepływu w obszarze napromieniania 144 i zminimalizowano straty hydrauliczne.

Inny przykład wykonania modułu 148B źródła promieniowania i zespołu czyszczącego pokazano na fig. 6. W zespole czyszczącym znajduje się pasek z pierścieniami czyszczącymi 308 oraz para cylindrów 312,314 dwustronnego działania. W każdym pierścieniu czyszczącym 308 znajduje się pierścieniowa komora 316 usytuowana przy powierzchni cylindra 184. Pierścienie czyszczące 308 przesuwa się po powierzchni cylindrów 184 za pomocą cylindrów 312,314, które poruszają się pomiędzy położeniami schowanymi i wysuniętymi.

Podobnie jak w przykładzie wykonania pokazanym na fig. 4, przewody 320 i 324 biegną ze skrzynki rozdzielczej 172 (nie pokazanej) przez podporę 160 do cylindrów, 312,314. Po doprowadzeniu przewodem 320 cieczy pod ciśnieniem do cylindra 312, tłoczysko 328 wysuwa się do położenia wysuniętego. W trakcie wysuwania się tłoczyska 328 pod działaniem cieczy doprowadzonej do komory 332 z jednej strony tłoka 326, następuje równoczesne wytłaczanie cieczy z komory 340 z drugiej strony tłoka 326, przy czym wytłoczona ciecz przepływa przez złączkę 344 do komory 348 cylindra 314 i wysuwa znajdujące się w nim tłoczysko 328, które z kolei wytłacza ciecz z komory 352 do przewodu 324.

W celu zapewnienia synchronicznego poruszania się tłoczysk 328, cylindry 312 i 314 skonstruowano w taki sposób, że objętość cieczy wytłaczanej na jednostkowy skok tłoka 326 w cylindrze 312 jest równa objętości cieczy wtłaczanej na jednostkę skoku tłoka 326 w cylindrze 314. Efekt taki uzyskuje się dobierając odpowiednie średnice każdego z dwóch cylindrów lub tłoczysk. Ponadto, pod koniec wysuwania się tłoków 326 włącza się odpowiedni jednodrogowy zawór kompensacyjny 356 z zadaniem kompensacji ewentualnych różnic całkowitej objętości cieczy, jakie mogą pojawić się pomiędzy komorami 332 i 352 oraz pomiędzy komorami 348 i 340.

Podobnie, w celu schowania tłoczysk 328, do przewodu 324 doprowadza się ciecz pod ciśnieniem oraz stosuj e się drugi zawór kompensacyjny 3 56' do kompensowania ewentualnych różnic całkowitej objętości cieczy, jakie mogą pojawić się pomiędzy komorami 332 i 352 oraz pomiędzy komorami 348 i 340 pod koniec skoku chowania się tłoczyska.

Zakłada się, ze pierścieniowe komory 316 będą napełnione z góry określoną ilością cieczy nadającej się do mycia, zmienianej z odpowiednią częstotliwością, równą częstotliwości serwisu źródeł promieniowania. Alternatywnie, roztwór czyszczący można doprowadzać do pierścieniowych komór 316 przewodami biegnącymi wewnątrz wydrążonych w środku tłoczysk 328. In177 782 nym rozwiązaniem alternatywnym jest zastosowanie szczelnych pierścieniowych komór 316 na ciecz czyszczącą, którą wymienia się w razie potrzeby. Ponadto roztwór czyszczący może krążyć wewnątrz wydrążonych w środku tłoczysk 328, a następnie przez komorę 332 i pierścieniowe komory 316. Dzięki odpowiednim przegrodom (nie pokazanym) w pierścieniowych komorach 316, ciecz czyszcząca może wpływać przez wydrążone w środku tłoczysko 328, położone najniżej przepływać przez pierścienie czyszczące 308 i wypływać przez wydrążone w środku tłoczysko 328, położone najwyżej.

Na fig. 4,5 i 6 przedstawiono konkretne przykłady wykonania urządzenia według wynalazku w tym jego aspekcie, który dotyczy urządzenia do czyszczenia zespołu źródeł promieniowania, ale dla osób znających się na technice jest oczywista możliwość zastosowania innych rozwiązań konstrukcyjnych bez odchodzenia od istoty niniejszego wynalazku.

Przykładowo, istnieje możliwość zastosowania jednego cylindra dwustronnego działania współpracującego z wydrążonym w środku tłoczyskiem, które jest bardzo sztywno zainstalowane, za pośrednictwem odpowiednich tłoczysk, na wielu (np. 2 lub 4) pierścieniach czyszczących 308. Ponadto istniej e możliwość pompowania cieczy czyszczącej (np. wody) przez wydrążone w środku tłoczyska w kierunku i do pierścieniowych komór 316 podczas przesuwania cylindra do tyłu i z powrotem. Ewentualnie wyposażenie pierścieniowych komór 316 w odpowiednie dysze rozpylające lub podobne elementy, umożliwiłoby rozpylanie strumienia cieczy po powierzchni komory napromieniania, ułatwiając tym samym czyszczenie cylindra 184 źródła promieniowania.

Innąmodyfikacjąkonstrukcyjnąjest wstępne napełnianie pierścieniowych komór 316 odpowiednią cieczą czyszczącą i zmodyfikowanie ich konstrukcji w taki sposób, zeby znajdował się w nich zamknięty zespół wycierający. Takie rozwiązanie umożliwiłoby zastosowanie różnych mechanizmów do przemieszczania pierścieniowych komór 316 po powierzchni cylindra 184 źródła promieniowania do tyłu i z powrotem. Można na przykład zastosować jako cylinder dwustronnego działania, który głównie przemieszcza pierścieniowe komory 316 w jedną i drugą stronę po cylindrze 184 źródła promieniowania. Pierścieniowe komory należy zamontować sztywno względem mechanizmów przesuwu w celu eliminacji możliwości zakleszczania się całego zespołu, co mogłoby spowodować uszkodzenie cylindra 184.

Jak łatwo zauważyć, w przedstawionych powyżej przykładach wykonania można odwrócić względność ruchu pomiędzy źródłem promieniowania a mechanizmem czyszczącym. Zatem mechanizm czyszczący można zamontować sztywno ze strefą obróbki w urządzeniu według wynalazku łub w innym, natomiast źródło promieniowania przesuwać względem niego do przodu i do tyłu.

Inny przykład wykonania układu według niniejszego wynalazku pokazano na fig. 7. W przykładzie tym, urządzenie 400 do obróbki składa się z korpusu 404 z dolną powierzchnią, której ścianka podstawy 406 ogranicza obszar obróbki 408. W obszarze obróbki 408 znajduje się wlotowy, pierwszy obszar przej ściowy 412, pierwszy obszar napromieniania 416, strefa pośrednia 420, drugi obszar napromieniania 424 oraz wylotowy, drugi obszar przejściowy 426. Jak wynika z fig. 7, wylot leży niżej od wlotu, co zapewnia obrabianej cieczy pewne dodatkowe ciśnienie hydrauliczne, kompensujące straty ciśnienia podczas jej przepływu przez urządzenie. Jak łatwo zauważyć, w rozwiązaniu tym nie są potrzebne żadne przepustnice regulacyjne poziomu ani podobne urządzenia, ponieważ dzięki odpowiedniemu usytuowaniu wlotu i wylotu funkcję tę realizuje również obszar obróbki 408.

W korpusie 404 mogą również znajdować się otwory 430 na pionowe człony nośne 434 modułów 43 8 źródeł promieniowania. Moduły 438 źródeł promieniowania sąpodobne do opisanych wcześniej modułów 148, ale skonstruowano je w układzie umożliwiającym pionowe wkładanie zespołów 442 źródeł promieniowania. W zespołach 442 źródeł promieniowania 442 znajdują się cylindry 446 połączone z króćcami montażowymi 450. Oczywiście, jak już wspomniano wcześniej, w pewnych sytuacj ach nie trzeba zespołów 442 źródeł promieniowania umieszczać w cylindrach; zamiast tego można je wkładać bezpośrednio w obrabianą ciecz.

Ponieważ króćce montażowe 450 znajdująsię powyżej maksymalnego poziomu cieczy w urządzeniu 400 do obróbki, końcówek do cylindrów 446 nie trzeba szczelnie zamykać, co umoż10

177 782 liwia zastosowanie dowolnego innego wygodnego sposobu. Oczywiście, ponieważ punkt połączenia cylindrów i króćców montażowych 450 znajduje się powyżej poziomu cieczy w urządzeniu, ciecz na wewnętrzne powierzchnie cylindrów 446.

Z kolei króćce montażowe 450 łączą się z podporami 454, przymocowanymi do pionowych członów nośnych 434. Źródła 458 promieniowania znajdują się wewnątrz cylindrów 446 i łączą się ze sobą elektrycznymi przewodami zasilającymi (nie pokazanymi) biegnącymi od łączników 462, następnie wewnątrz wydrążonych w środku podpór 454 i króćców montażowych 450 do cylindrów 446. Łączniki 462 są połączone z odpowiednimi łącznikami na obudowie 466, w której może znajdować się odpowiednie źródło zasilania i/lub instalacje sterujące, zapewniające prawidłowe działanie źródeł 458 promieniowania i urządzeń do zasilania zespołów czyszczących, o ile je zamontowano.

W przedstawionym przykładzie wykonania, obsługa konserwacyjna modułów 438 źródeł promieniowania polega na podnoszeniu ich pionowo i wyjmowaniu z cieczy. Z fig. 7 to nie wynika, ale w pewnych sytuacjach potrzebne są opisane powyżej zespoły czyszczące. Jak łatwo zauważyć, w tego typu przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku można z powodzeniem zastosować opisane tu przykłady wykonania zespołów czyszczących, albo też ich odpowiedniki. Alternatywnie, jak widać na figurze, w razie konieczności oczyszczenia cylindrów 446, można po prostu wyjąć moduł 438 źródła promieniowani^ podnosząc go pionowo.

Rozumie się samo przez się, że przedstawiono tu pewne przykłady wykonania urządzenia według wynalazku, natomiast niniejszy wynalazek nie ogranicza się do nich i osoby znające się na technice mogą wprowadzić do nich różnorodne odmiany i rozwiązania alternatywne bez odchodzenia od istoty niniejszego wynalazku, określonej w załączonych zastrzeżeniach.

FIG. 2

177 782 cn

O sr <\4

177 782

FIG.

220

160

232

216 248

188 /³⁴ 188

188 180 188

184

176

188

177 782

196

ΠΊ 782

177 782

FIG.1.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ do obróbki cieczy zasilany grawitacyjnie zawierający wlot cieczy, wylot cieczy i obszar napromieniania usytuowany pomiędzy wlotem cieczy i wylotem cieczy, oraz co najmniej jeden moduł źródła promieniowania zawierający źródło promieniowania, połączone z podporą która jest połączona z układem do obróbki cieczy, przy czym co najmniej jedno źródło promieniowaniajest wydłużone i ma oś podłużną w zasadzie równoległą do kierunku przepływu cieczy w obszarze napromieniania, oraz jest całkowicie zanurzalne w strumieniu cieczy w obszarze napromieniania, znamienny tym, że podpora (160,454) jest usytuowana przed lub za obszarem napromieniania (144, 416, 424), a obszar napromieniania (144, 416, 424) ma konfigurację zamkniętą, w której strumień cieczy całkowicie wypełnia obszar napromieniania (144, 416, 424), gdy strumień cieczy styka się z co najmniej jednym źródłem (180, 458) promieniowania, zainstalowanym w module (148,438) źródła promieniowania, przy czym ta zamknięta konfiguracja ma powierzchnię mniejszą niż pole przekroju poprzecznego wlotu cieczy.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pole przekroju poprzecznego obszaru napromieniania (144,416,424) jest mniejsze niż pole przekroju poprzecznego wlotu cieczy i pole przekroju poprzecznego wylotu cieczy.
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obszar napromieniania (144,416) jest usytuowany w obszarze obróbki (112, 408), zawierającym pierwszy obszar przejściowy (412), łączący wlot cieczy z obszarem napromieniania (144, 416).
4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że obszar obróbki (112,408) zawiera ponadto drugi obszar przejściowy (426) łączący obszar napromieniania (144, 424) z wylotem cieczy.
5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że podłużna oś źródła (458) promieniowania jest usytuowana pionowo, i pierwszy obszar przejściowy (412) zmienia w zasadzie poziomy przepływ cieczy we wlocie cieczy na w przybliżeniu pionowy przepływ cieczy w pierwszym obszarze napromieniania (416), zaś drugi obszar przejściowy (426) zmienia w przybliżeniu pionowy przepływ cieczy w drugim obszarze napromieniania (424), na w przybliżeniu poziomy przepływ cieczy w wylocie cieczy.
6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że moduł (148) źródła promieniowania zawiera zespół czyszczący (224).
7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że zespół czyszczący (224) zawiera tuleję czyszczącą (228) stykającą się z częścią zewnętrznej powierzchni źródła (180) promieniowania i zamocowaną przesuwnie pomiędzy położeniem schowanym, a położeniem wysuniętym, przy czym w tulei czyszczącej (228) znajduje się komora (244) stykająca się z pierwszą częścią źródła (180) promieniowania, zaś ta komora (244) zawiera roztwór czyszczący.
8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że co najmniej jedno źródło (180) promieniowania zawiera co najmniej jednąlampę nadfioletową oraz cylinder (184) wokół części zewnętrznej powierzchni każdej z co najmniej jednej, lampy nadfioletowej, przy czym cylinder (184) jest połączony z podporą (160) za pomocą uszczelki.