PL187959B1 - Sposób strumieniowego oczyszczania rur oraz urządzenie strumieniowe do strumieniowego oczyszczania wewnętrznych ścian rur - Google Patents

Abstract

1. S p o só b stru m ien io w eg o o czy szczan ia ru r za p o m o c a sro d k a stru m ien io w eg o , w k tó ry m o p ly w an y przez o sro d e k stru m ien io w y k o rp u s o d ch y lajacy za p o m o c a o sro d k a stru m ien io w eg o w y d m u ch u je sie p o - przez rure, przy czym p o w o d u je sie o p ó z n ia n ie ru ch u ko rp u su o d ch y lajaceg o , zn a m ien n y tym , ze o p ó zn ian ie ruchu k o rp u su o d ch y lajaceg o p rz ep ro w ad za sie za p o - m o c a linki p o ciag o w ej (122, 2 3 0 ) od stro n y k o n ca ru ry zw ró co n eg o p rzeciw n ie do k ieru n k u stru m ie n ia lub za p o m o c a p re ta (1 3 8 ) od strony k o n ca ru ry u sy tu o w a n eg o zgodnie ze strum ieniem . 7. U rz a d z e n ie s tru m ie n io w e d o s tr u m ie n io w e - go o c z y s z c z a n ia w e w n e trz n y c h sc ia n ru r, ze w s p ó lo - sio w o z r u ra u s y tu o w a n a d y s z a w y rz u c a ja c a o s ro d e k stru m ie n io w y o ra z z k o rp u se m o d c h y la ja c y m , k tó ry od swego konca skierowanego przeciwnie do strum ienia m a rozszerzajacy sie odcinek, a dalej zgodnie ze strum ieniem m a zwezajacy sie odcinek, przy czym korpus kieruje osrodek strumieniowy na sciane rury, znam ienne tym, ze korpus odchylajacy (116) osobno porusza sie poprzez rure (110) wzgledem dyszy (112), a do zwezajacego sie odcinka (134), zgodnie ze strum ieniem przylega czesc (128), ro z s z e rz a ja c a sie w k ie ru n k u s tru m ie n ia Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób strumieniowego oczyszczania rur oraz urządzenie strumieniowe do strumieniowego oczyszczania wewnętrznych ścian rur.

Urządzenia strumieniowe powszechnie służą do oczyszczania powierzchni za pomocą ośrodka strumieniowego najczęściej gazowego, do którego dodawane jest ścierniwo, takie jak piasek lub tym podobne. Z opisu DE-A-19535557 znane jest także dodawanie jako ścierniwa suchego lodu lub suchego śniegu. Zastosowanie suchego lodu ma tę zaletę, że ilości sczyszczonego i następnie usuwanego jako odpad materiału nie są powiększane przez dodatkowe ścierniwo, gdyż suchy lód po użytkowaniu wyparowuje.

187 959

Suchy lód powoduje efekt czyszczenia przez; termiczne, udarowe powodowanie kruchości sczyszczanego materiału i tworzenie się pęknięć (napięcia termiczne), wchodzenie cząstek w pęknięcia sczyszczanego materiału powodowane napięciami termicznymi i występujące następnie gwałtowne zwiększenie się objętości cząstek przy przechodzeniu ich w stan gazowy (sublimacja), co prowadzi do „odskakiwania” sczyszczanego materiału, energię kinetyczną przy uderzaniu z dużą prędkością cząstek w sczyszczany materiał.

Ze względu na szybkie i racjonalne oczyszczanie większych powierzchni wskazane jest aby strumień wytwarzany przez dyszę strumieniową rozprzestrzeniał się wachlarzowo możliwie szeroko. Znane są do tego celu dysze płaskie wytwarzające wachlarzowo rozpostarty strumień. Przy zastosowaniu ścierającego ścierniwa powstaje jednak wada, gdyż cząstki ścierniwa uderzają o ściany zwężającej się dyszy tak, że prowadzi to do szybszego zużycia się dyszy lub w przypadku stosowania suchego lodu cząstki ścierniwa zostają rozbite na jeszcze drobniejsze cząstki nie wykazujące już dostatecznego działania ścierającego.

Z opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 664 992 znany jest sposób strumieniowego oczyszczania, w którym dysza strumieniowa najpierw się zwęża a następnie ponownie rozszerza się tak, że uzyskuje się przyspieszenie ośrodka strumieniowego. Wrzecionowaty korpus odchylający porusza się razem z dyszą strumieniową poprzez rurę i odchyla ścierne ścierniwo na ścianę rury.

W opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 664 992, stosuje się dyszę strumieniową przemieszczaną poprzez rurę, która to dysza od strony przeciwnej do strumienia ma odcinek stale zwężający się aż do miejsca przewężenia, a od przewężenia rozszerza się stale zgodnie ze strumieniem, przy czym za przewężeniem, zgodnie ze strumieniem i współosiowo z dyszą strumieniową, umieszczony jest stożek odchylający.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie strumieniowego sposobu oczyszczania rur i strumieniowego urządzenia umożliwiających efektywne i dokładne oczyszczanie wewnętrznych powierzchni rur lub podobnych korpusów wewnątrz pustych, zwłaszcza przy użyciu suchego lodu.

Sposób strumieniowego oczyszczania rur za pomocą ośrodka strumieniowego, w którym opływany przez ośrodek strumieniowy korpus odchylający za pomocą ośrodka strumieniowego wydmuchuje się poprzez rurę, przy czym powoduje się opóźnianie ruchu korpusu odchylającego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że opóźnianie ruchu korpusu odchylającego przeprowadza się za pomocą linki pociągowej od strony końca rury zwróconego przeciwnie do kierunku strumienia lub za pomocą pręta od strony końca rury usytuowanego zgodnie ze strumieniem.

Do gazowego ośrodka strumieniowego dodaje się jako ścierniwo suchy lód. Dodatkowo do suchego lodu dodaje się inne ścierniwo, korzystnie cukier względnie środek chemiczny.

Sposób strumieniowego oczyszczania rur za pomocą ośrodka strumieniowego, w którym dysza strumieniowa wyrzucająca ośrodek strumieniowy, na swym odcinku przeciwstrumieniowym zwęża się stale aż do przewężenia a poczynając od przewężenia ponownie stale, rozszerza się i która wraz ze sobą przemieszcza poprzez rurę korpus odchylający opływany przez ośrodek strumieniowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że korpus odchylający połączony jest z dyszą strumieniową za pomocą co najmniej trzech osiowych prętów rozmieszczonych na obwodzie dyszy strumieniowej i korpusu odchylającego, a do gazowego ośrodka strumieniowego dodaje się jako ścierniwo suchy lód.

Dodatkowo do suchego lodu dodaje się inne ścierniwo, korzystnie cukier względnie środek chemiczny.

Ośrodek strumieniowy zasysa się na jednym z końców rury.

Urządzenie strumieniowe do strumieniowego oczyszczania wewnętrznych ścian rur, ze współosiowo z rurą usytuowaną dyszą wyrzucającą ośrodek strumieniowy oraz z korpusem odchylającym, który od swego końca skierowanego przeciwnie do strumienia ma rozszerzający się odcinek, a dalej zgodnie ze strumieniem ma zwężający się odcinek, przy czym korpus kieruje ośrodek strumieniowy na ścianę rury, według wynalazku charakteryzuje się tym, że korpus odchylający osobno porusza się poprzez rurę względem dyszy, a do zwężającego się odcinka, zgodnie ze strumieniem przylega część rozszerzająca się w kierunku strumienia.

187 959

Dysza ma postać przyłączalnego do końca rury łącznika do wprowadzania ośrodka strumieniowego do rury. Korpus odchylający ma korpus cierny, który znajduje się w kontakcie ciernym z wewnętrzną ścianą rury.

Gdy tak jak w zastrzeżeniu niezależnym korpus odchylający sam, więc bez dyszy, porusza się poprzez rurę to ruch korpusu odchylającego musi być hamowany tak, aby jego prędkość była zawsze mniejsza od prędkości przepływu ośrodka strumieniowego i aby było uzyskiwane żądane działanie odchylające. To hamowanie uzyskuje się za pomocą linki pociągowej lub za pomocą drążka, z przeciwległego końca rury.

Przepływ ośrodka strumieniowego uzyskuje się za pomocą dmuchawy ciśnieniowej lub ssawnej umieszczonej na końcu czyszczonej rury.

Centrowanie stożka odchylającego zgodnie z osią rury, uzyskuje się albo w sposób czysto aerodynamiczny albo za pomocą przynajmniej trzech giętkich prętów prowadzących lub płóz tworzących prowadzenie dla stożka odchylającego w jego ruchu poprzez rurę. Biorąc pod uwagę możliwość pokonywania łuków, również stożek odchylający może być giętki. Zamiast stożka odchylającego może być stosowany również na przykład kulisty korpus odchylający.

Według wynalazku stożek odchylający połączony jest z dyszą strumieniową za pomocą wielu żeber mocujących rozmieszczonych na obwodzie dyszy strumieniowej tak, że wierzchołek stożka odchylającego utrzymywany jest stale w ustalonym odstępie od przewężenia dyszy strumieniowej. Jako ścierniwo zastosowany jest suchy lód. Korzystne jest przy tym, że zawieszenie korpusu odchylającego wykonane jest nie pośrodku, lecz na obwodzie dyszy tak, że wrażliwe na uderzenia grudki nie ulegają przedwczesnemu rozbiciu.

Korzystnie, wydajność ciśnieniowa i objętościowa źródła ciśnienia są tak dobrane do dyszy strumieniowej, że ośrodek strumieniowy w przewężeniu dyszy uzyskuje prędkość dźwięku. Na podstawie zjawiska Lavala ośrodek strumieniowy w części dyszy znajdującej się za przewężeniem, patrząc zgodnie z kierunkiem strumienia, można przyspieszyć do prędkości naddźwiękowej tak, że uzyskuje się szczególnie intensywne działanie czyszczące. Przy wierzchołku stożka odchylającego tworzy się stacjonarna fala uderzeniowa w postaci stożka Macha. Prawdopodobnie ta fala uderzeniowa przyczynia się do tego, że ścierniwo nie kontaktuje się z powierzchnią stożka.

Jeżeli przy oczyszczaniu rur konieczne jest pokonywanie przez urządzenie łuków, to żebra mocujące oraz lanca unosząca dyszę strumieniową mogą być giętkie.

Do centrowania dyszy strumieniowej w rurze służą płozy lub inne urządzenia centrujące. Gdy dysza strumieniowa przemieszczana jest poprzez rurę to do centrowania dyszy można również wykorzystać aerodynamiczne efekty samocentrowania.

W urządzeniu według wynalazku zewnętrzna średnica dyszy nie musi być większa od zewnętrznej średnicy korpusu odchylającego tak, że uzyskuje się smukłą budowę nadającą się także do rur o małej średnicy wewnętrznej.

Ponieważ odchylanie ośrodka strumieniowego i ścierniwa powodowane jest przez korpus odchylający, więc pod względem ukształtowania właściwej dyszy istnieje duża swoboda konstrukcyjna. Dysza może być korzystnie wykonana jako dysza Lavala, za pomocą której uzyskuje się duże prędkości przepływu, a nawet przepływy z prędkością ultradźwiękową.

Zastosowanie suchego lodu jest dotychczas mało skuteczne przy oczyszczaniu takich materiałów lub powłok dla których oziębianie udarowe (około - 80°C) nie prowadzi lub prowadzi tylko w małym stopniu do udarowego występowania kruchości materiału i łączącego się z tym tworzenia pęknięć, jak to na przykład ma miejsce w stwardniałych osadach wapna, w twardych osadach substancji organicznych lub w osadach gipsu. Ponieważ oziębianie udarowe nie prowadzi tu do powstawania napięć termicznych lub pęknięć, więc cząstki suchego lodu nie mogą wchodzić w materiał względnie pomiędzy oczyszczany materiał i powierzchnię wyrobu a tym samym nie powodują odrywania przez udarową sublimację. Kinetyczna energia uderzeniowa stosunkowo miękkiego suchego lodu wykazuje wtedy tylko niewielkie działanie.

Przez dodanie do suchego lodu ścierniwa o ścieralności w zakresie od lekkiej do silnej, uzyskuje się poprawę skuteczności umożliwiającą usuwanie materiałów nie dających się usuwać samym suchym lodem.

187 959

W przypadku dodatkowego ścierniwa może to być lekko ścierające ścierniwo. W razie potrzeby może to być silnie ścierające ścierniwo takie jak na przykład granulat do obróbki strumieniowej. Możliwe jest również dodawanie środków chemicznych, na przykład środków rozpuszczających wapno. W celu stabilizacji grudek suchego lodu do ośrodka strumieniowego można dodać ochłodzony gaz, na przykład ochłodzony N₂ lub tym podobne.

Dodatkowe ścierniwa należy dostarczać/dozować tak, aby nie powodowały żadnego, względnie powodowały możliwie małe zwiększenie się odpadów i nie wywoływały szkód, na przykład korozji występującej na czyszczonej powierzchni.

Dlatego też szczególnie korzystnie jest dodawanie dodatkowych ścierniw rozpuszczalnych w wodzie, które w pozostających niewielkich ilościach można tolerować w wodzie i oczyszczalniach ścieków i które nie powodują korozji. Ścierniwa dodatkowe powinny być przy tym odporne na zimno, względnie ich ścieralność powinna się zwiększać w niskich temperaturach. Tak więc dodatkowe ścierniwa nie powinny wpływać negatywnie na skuteczność działania suchego lodu jako ścierniwa. Korzystne jest użycie na przykład cukru w postaci krystalicznej lub sproszkowanej.

Dodawanie dodatkowego ścierniwa można dokonać przez zmieszanie go z suchym lodem. Stosunek mieszania dobiera się zależnie od wymagań.

Dodatkowe ścierniwa mogą też być (dodatkowo) zasysane za pomocą dynamicznego ciśnienia ośrodka strumieniowego (dysza wstrzykująca). Zasysanie może być prowadzone poprzez odgałęźny przewód w dyszy lub w przewodzie doprowadzającym pomiędzy urządzeniem wprowadzającym suchy lód i dyszą strumieniową.

Przy oczyszczaniu rurociągów za pomocą dyszy stożkowej nasadzonej na koniec rury lub za pomocą łącznika strumieniowego, na przykład wskutek przewężeń powodowanych zanieczyszczeniami może dochodzić do przeciwciśnienia ośrodka strumieniowego i zawracania go do dyszy strumieniowej. W tym przypadku korzystne jest aby dodatkowe ścierniwo wprowadzić w strumień ośrodka strumieniowego również pod ciśnieniem. Doprowadzenie dodatkowego ścierniwa w tym przypadku może również nastąpić przy dyszy strumieniowej, względnie przy łączniku strumieniowym, albo w przewodzie doprowadzającym, pomiędzy urządzeniem wprowadzającym suchy lód i dyszą strumieniową lub łącznikiem strumieniowym.

Ciśnienie ośrodka strumieniowego, za pomocą którego doprowadza się dodatkowe ścierniwo, powinno być podobne do ciśnienia strumienia głównego, a w każdym razie tak wysokie aby uniknąć spiętrzenia dodatkowego ścierniwa spowodowanego przeciwciśnieniem i uzyskać równomierny strumień prowadzonych razem ośrodków strumieniowych i ścierniw.

Poczynając od określonej znamionowej średnicy rur, zapotrzebowanie ośrodka strumieniowego konieczne, przy sposobie według wynalazku, może być tak duże, że źródło ciśnienia w postaci na przykład sprężarki lub parownika nie wystarcza do uzyskania dużych prędkości przepływu, lub ze względów ekonomicznych nie może być stosowane.

Dlatego też w ramach wynalazku zawarty jest również sposób oczyszczania rur za pomocą ośrodka strumieniowego, z dodatkiem lub bez dodatku stałego lub ciekłego ścierniwa, przy którym to sposobie ośrodek strumieniowy tłoczony jest poprzez rurociąg za pomocą co najmniej jednego urządzenia ssącego.

Sposób ten umożliwia strumieniowe oczyszczanie rurociągów również o większych przekrojach poprzecznych.

Przy sposobie tym, strumień ośrodka, na przykład strumień powietrza wytwarzany jest za pomocą urządzenia ssawnego. Przy tym można połączyć ze sobą wiele takich urządzeń względnie zastosować je równocześnie.

Korpus rury na jednym końcu jest zamknięty. Zamknięcie ma jedno lub wiele możliwości przyłączenia przewodów ssących oraz odpowiednich urządzeń ssących.

Na przeciwległym, otwartym końcu rury wprowadza się korpus odchylający za pomocą linki i/lub docisku jednej lub wielu części prowadzony jest przy wewnętrznej stronie rury. Korpus odchylający transportowany jest poprzez rurę za pomocą działania ssawnego wytwarzanego przez urządzenie ssące.

187 959

Z chwilą rozpoczęcia zasysania strumień powietrza zostaje korzystnie zmieszany z żądanym ścierniwem. Ścierniwo może być wprowadzane do rurociągu pod ciśnieniem lub też może być zasysane poprzez prędkość strumienia powietrza, przy czym prowadzone jest następnie przy korpusie odchylającym i ulegając silnemu przyspieszeniu kierowane jest na wewnętrzną ścianę rury. Ścierniwo oraz materiały oderwane od powierzchni usuwane są następnie przez strumień powietrza i mogą być oddzielone od strumienia powietrza za pomocą urządzeń oddzielających lub filtrów.

Jeżeli korpus odchylający transportowany jest poprzez korpus rury nie tylko przez strumień powietrza, przede wszystkim w przewodach łukowatych, to przesuwanie korpusu odchylającego może być wspomagane poprzez linkę pociągową umocowaną z przodu.

Wynalazek zostanie wyjaśniony na podstawie przykładów wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój wzdłużny odcinka rury z urządzeniem strumieniowym według wynalazku, fig. 2 - schematycznie przekrój wzdłużny urządzenia strumieniowego według innego przykładu wykonania, fig. 3 - przekrój osiowy urządzenia strumieniowego według jeszcze innego przykładu wykonania, fig. 4 - częściowy przerwany widok boczny istotnego elementu urządzenia strumieniowego według dalszego przykładu wykonania, fig. 5 - schematycznie przekrój wzdłużny przez odcinek dyszy strumieniowej z doprowadzeniem dodatkowego ścierniwa, a fig. 6 przedstawia zasadniczy szkic urządzenia strumieniowego według następnego przykładu wykonania.

Urządzenie strumieniowe przedstawione na fig. 1, ma źródło sprężonego powietrza 10, na przykład sprężarkę pneumatyczną, które poprzez giętki przewód ciśnieniowy 12 połączone jest z dyszą strumieniową 14. W przewodzie sprężonego powietrza, pomiędzy sprężarką i dyszą strumieniową znajduje się znane również urządzenie do dozowania 16 służące do dozowania ścierniwa, na przykład suchego lodu, do strumienia sprężonego powietrza.

W przedstawionym przykładzie dysza strumieniowa 14 jest częścią głowicy strumieniowej 18, która może być przeciągana lub przesuwana poprzez wnętrze przeznaczonej do oczyszczania rury 20. Do przesuwania lub przeciągania głowicy służy giętki przewód ciśnieniowy 12, lanca lub linka pociągowa umocowana na przeciwległym końcu głowicy strumieniowej.

Dysza strumieniowa 14 wykonana jest jako dysza Lavala i w kierunku przeciwnym do przebiegu strumienia ma odcinek 22, który od swej końcówki przyłączeniowej 24 dla giętkiego przewodu ciśnieniowego zwęża się stale, w przybliżeniu stożkowo, aż do przewężenia 26. Do odcinka 22 przylega odcinek 28, który zgodnie z kierunkiem strumienia rozszerza się stale poczynając od miejsca przewężenia 26. Ze względu na zwężanie się odcinka 22, prędkość przepływu sprężonego powietrza zwiększa się w kierunku do miejsca przewężenia 26. Przy wystarczającej wydajności ciśnienia i objętości źródła sprężonego powietrza 10, sprężone powietrze w miejscu przewężenia 26 osiąga prędkość dźwięku, natomiast ciśnienie maleje tam do ciśnienia Lavala. Stopniowe rozszerzanie się odcinka 28 dyszy strumieniowej w kierunku zgodnym ze strumieniem prowadzi do tego, że za miejscem przewężenia 26 sprężone powietrze ulega dalszemu przyspieszeniu i uzyskuje wielokrotność prędkości dźwięku.

Do sondy 18 przynależy także stożek odchylający 30 usytuowany współosiowo z dyszą strumieniową 14 i sięgający swym wierzchołkiem w strumień gazu wychodzący z dyszy strumieniowej. W przybliżeniu stożkowa powierzchnia odchylająca 32 stożka odchylającego 30 w przedstawionym przykładzie wykonania jest lekko wklęsła. Kąt wierzchołkowy stożka w przedstawionym przykładzie wynosi około 12°.

Odcinki 22 i 28 dyszy strumieniowej mają taką samą długość, a poprzeczny przekrój otworu przy wylocie 34, w przedstawionym przykładzie wynosi dwukrotność przekroju poprzecznego w miejscu przewężenia 26.

W przedstawionym przykładzie wykonania wierzchołek stożka odchylającego 30 znajduje się dokładnie na wysokości ujścia 34 dyszy strumieniowej 14. Ewentualnie wierzchołek stożka odchylającego może wchodzić trochę w dyszę strumieniową. W tym przypadku, przy kształtowaniu, rozszerzającego się zgodnie ze strumieniem odcinka 28 dyszy Lavala. należy wliczyć przekrój poprzeczny przypadający na stożek odchylający.

187 959

Za pomocą stożka odchylającego 30 strumień naddźwiękowy wychodzący z dyszy strumieniowej 14 odchyla się promieniowo równomiernie we wszystkich kierunkach tak, że przyjmuje kształt powierzchni bocznej stożka i w tej postaci uderza równomiernie na wewnętrzną ścianę rury 20. Prowadzone w strumieniu gazowym ścierniwo ze względu na działanie aerodynamiczne odchylane jest również promieniowo na zewnątrz i wywiera tym samym działanie ścierające na ścianę rury 20, podczas gdy tylko pomijalnie mała część prowadzonych cząstek wchodzi w kontakt ze stożkiem odchylającym 30.

W przykładzie wykonania według fig. 1 stożek odchylający 30 utrzymywany jest przy dyszy strumieniowej 14 za pomocą trzech prętów 36 rozmieszczonych w odstępach kątowych 120°. W ten sposób zapewnione jest, ze wierzchołek stożka odchylającego 30 pokrywa się zawsze dokładnie z osią dyszy strumieniowej 14. Pręty 36 mogą mieć przekrój poprzeczny trójkątny lub soczewkowaty a po stronie wewnętrznej tworzą rodzaj krawędzi tnącej tak, że nie stanowią znaczącej przeszkody dla wychodzącego ośrodka ścierającego.

Przeciwległe końce prętów 36 wpuszczone są w odpowiednie rowki wzdłużne w zewnętrznej powierzchni dyszy strumieniowej 14 i stożka odchylającego 30, przy czym zamocowane są przez zespawanie lub w inny sposób. Uzyskuje się w ten sposób szczególnie małe ukształtowanie sondy 18 nadającej się również do oczyszczania rur 20 o wąskim przekroju poprzecznym.

Na fig. 2 przedstawiona jest postać wykonania głowicy strumieniowej 18 nadającej się do rur o większym przekroju poprzecznym lub do oczyszczania strumieniowego swobodnie dostępnych powierzchni. Wierzchołek stożka odchylającego 30 wchodzi tu trochę w wylot dyszy strumieniowej 14. Odcinek 28 dyszy strumieniowej rozszerzający się zgodnie z przebiegiem strumienia, jest tu trochę bardziej rozszerzony niż w przykładzie wykonania z fig. 1 tak, że stosunek przekroju poprzecznego swobodnej powierzchni wyjściowej przy ujściu dyszy i przekroju poprzecznego w miejscu jej przewężenia wynosi ponownie 2:1.

Pręty 36 wykonane są tu jako pręty okrągłe, które cieńszymi odcinkami końcowymi 38 wchodzą w odpowiednie osiowe otwory przelotowe 40 stożka odchylającego 30 i dyszy strumieniowej 14.

Odcinki końcowe 38, otwory 40 mogą być wyposażone w gwint prawoskrętny i lewoskrętny tak, że pręty mogą być ześrubowane z dyszą strumieniową i ze stożkiem odchylającym. Otwory 40 stożka odchylającego 30 na końcu zwróconym do dyszy 14 są rozszerzone schodkowo w celu obejmowania grubszego odcinka środkowego prętów 36 tak, że uzyskuje się dobre połączenie okrągłych prętów z powierzchnią odchylającą stożka.

W przedstawionym przykładzie, grubsze środkowe odcinki okrągłych prętów 36 przylegają do powierzchni czołowej dyszy 14 tak, że utrzymywany jest określony odstęp pomiędzy dyszą strumieniowa 14 i stożkiem odchylającym 30. W razie potrzeby układ ten może być tak wykonany, że okrągłe pręty wchodzą w rozszerzone otwory również w dyszy strumieniowej 14. W tym przypadku osiowy odstęp pomiędzy stożkiem odchylającym 30 i dyszą strumieniową 14 może zmieniać się bezstopniowo w pewnych granicach tak, że można zoptymalizować charakterystykę strumienia.

Urządzenie strumieniowe przedstawione na fig. 3 służy do oczyszczania wewnętrznej powierzchni rury 110 za pomocą stałego lub ciekłego ośrodka zawierającego ścierniwo lub bez ścierniwa.

Dysza 112 w postaci łącznika przyłączalnego do końca rury, służy do tego, aby ośrodek ścierający wprowadzać do rury pod wysokim ciśnieniem. W przedstawionym przykładzie, dysza 112 na swym przednim końcu ma zewnętrzny stożek 114, który wchodzi w rurę i przylega szczelnie do wewnętrznej ściany rury, gdy lekko dociska się ręcznie dyszę do końca rury. Na przeciwległym końcu dyszy przyłączalny jest, nie przedstawiony, giętki przewód ciśnieniowy poprzez który doprowadza się ośrodek ścierający.

Poza tym, do urządzenia strumieniowego należy osobny korpus odchylający 116. W przedstawionym przykładzie korpus odchylający 116 ma kształt wydłużonej łódeczki ze stożkowym zakończeniem 118 zwróconym przeciwnie do kierunku strumienia. Kształt przekroju poprzecznego korpusu odchylającego 116 jest dopasowany do kształtu przekroju po8

187 959 przecznego rury 110 i w przypadku rur okrągłych jest kolisty. Zewnętrzna średnica korpusu odchylającego jest trochę mniejsza od wewnętrznej średnicy rury 110.

W osiowym otworze przelotowym 120 korpusu odchylającego 116 zamocowana jest linka pociągowa 122, która przebiega poprzez rurę 110 i ujście dyszy 112, a wychodzi na zewnątrz poza rurą 110 poprzez skośny, boczny otwór 124 wykonany w dyszy 112. Swobodny koniec linki pociągowej 122 przytrzymywany jest ręką i odwijany jest z nie przedstawionego urządzenia nawojowego lub za pomocą uruchamianego dźwignią, samohamującego mechanizmu blokującego i uwalniany jest stopniowo, jak na przykład w znanych tulejach do wyciskania pastowatych mas.

Wprowadzany z dyszy 112 ośrodek ścierający przepływa z dużą prędkością poprzez rurę 110 i natrafia na stożkowy koniec 118 korpusu odchylającego 116 wskutek czego odchylany jest promieniowo na zewnątrz tak, że skośnie trafia w ścianę rury i oczyszcza jej wewnętrzną powierzchnię. Do ośrodka może być dodane ścierniwo o umiarkowanie ścierającym działaniu, na przykład w postaci suchego lodu. W celu doprowadzania ośrodka ścierającego dysza 112 może być wyposażona w otwory podobne do otworu 124. Poprzez te otwory do strumienia ośrodka doprowadza się także inne dodatki na przykład w celu chemicznego oddziaływania na ścianę rury lub „powleczenia” nie przyjmującego soli wapniowych lub zanieczyszczeń.

Strumień ośrodka jest odchylany przez korpus odchylający 116 tak samo jak ośrodek tak, że uzyskuje się intensywne oczyszczanie ściany rury. Okazało się, że cząstki ośrodka ze względu na zjawiska dynamiki płynów, w bardzo małym stopniu trafiają w powierzchnię korpusu odchylającego, natomiast wraz ze strumieniem odchylane są tak, że trafiają bezpośrednio na ścianę rury. Strumień ośrodka oraz ścierniwo a także ewentualnie materiał usunięty ze ściany rury, wychodzą poprzez pierścieniową przestrzeń pomiędzy korpusem odchylającym i ścianą rury, po czym doprowadzane są poprzez koniec rury przeciwległy do dyszy 112.

Gdy linkę pociągową 122 stopniowo się zwalnia, to korpus odchylający 116 samocentrując się, porusza się poprzez rurę tak, że rura 10 oczyszczana jest kolejno na całej swej długości.

Na fig. 4 przedstawiony jest przykład wykonania korpusu odchylającego 116 nadającego się do rur o jeszcze mniejszej średnicy.

Korpus odchylający z fig. 4 ma łódeczkowatą, zbieżną w kierunku przeciwstrumieniowym część 126 oraz osobną część konstrukcyjną wykonaną w postaci stożka 128. Obie części 126, 128 mogą być ze sobą połączone przez ześrubowanie lub w inny sposób. Część 126 ma stożkowato rozszerzający się odcinek 130, krótszy, cylindryczny odcinek 132 i stożkowo zwężający się odcinek 134, które w wymienionej kolejności następują po sobie idąc w kierunku strumienia. Razem z cylindryczną ścianą rury część 126 tworzy pierścieniową dyszę, której przekrój poprzeczny, tak jak w dyszy Lavala, najpierw się zawęża a następnie ponownie rozszerza. W ten sposób wskutek zjawiska Lavala za częścią 126, idąc w kierunku strumienia, uzyskuje się bardzo duże prędkości przepływu osiągające nawet prędkości ponaddźwiękowe. Stożkowa część 128 tworzy właściwy korpus odchylający, który ośrodek strumieniowy i cząstki ścierniwa kieruje na ścianę rury z dużą prędkością. Jednakże ośrodek strumieniowy może być skierowany pierwszy raz na ścianę rury już przez odcinek 130.

Korpus odchylający 116 według fig. 4 ma osiowy otwór przelotowy 120 a poza tym ma w swym cylindrycznym odcinku 132 poprzeczny otwór przelotowy 136 z gwintem wewnętrznym, co uniemożliwia zamocowanie linki pociągowej za pomocą śruby.

Jeśli stosuje się ścierniwo silnie ścierające to linka pociągowa może zostać uszkodzona i przerwana. W tym przypadku celowe jest opóźnianie ruchu korpusu odchylającego 116 za pomocą drążka 138, który osadzony jest w przeciwległym końcu rury 110 i prowadzony ręcznie lub maszynowo. Odcinek 134 i stożkowa część 128 korpusu odchylającego mają osiowy otwór przelotowy 140 o większej średnicy w którym osadza się pręt 138 lub go przyśrubowuje.

Ponadto korpus odchylający 116 może mieć jeszcze korpus tnący lub skrobak 142, który na fig. 4 zaznaczony jest linią przerywaną.

Skrobak 142 swymi ostrzami, korzystnie przy elastycznym docisku, przylega do wewnętrznej ściany rury i w ten sposób wytwarza działanie hamujące opóźniające ruch korpusu odchylającego 116. Tak więc można ewentualnie zrezygnować ze stosowania pręta 138 lub

187 959 linki pociągowej 122. Jednocześnie za pomocą skrobaka 142 usuwane są zanieczyszczenia przylegające do ściany rury. W przedstawionym przykładzie skrobak 142 służy do wstępnego oczyszczania, które powoduje usunięcie zanieczyszczeń zanim zostaną one całkowicie wydalone ze strumieniem odchylanym przez korpus odchylający. Zależnie od potrzeby lub dodatkowo, przy korpusie odchylającym może być umieszczony wleczony za nim skrobak do dodatkowego oczyszczania powierzchni poddanej już działaniu czyszczenia strumieniowego. Ostrza skrobaka 142 mogą być ustawione lekko śrubowo tak, że korpus odchylający podczas swego ruchu poprzez rurę obraca się wokół swej osi wzdłużnej.

Na fig. 5 przedstawiona jest dysza strumieniowa 210, która swym wierzchołkiem osadzona jest w końcu czyszczonej rury 212 i do której, poprzez przewód 214 doprowadza się gazowy ośrodek (powietrze), które już zmieszane jest z suchym lodem. Dysza strumieniowa służy do skierowania ośrodka strumieniowego i ścierniwa do rury 212. Ponieważ dysza jako taka nie jest tu niezbędnie konieczna, więc dyszę strumieniową nazywa się tu też łącznikiem strumieniowym. Poprzez wlot 216 umieszczony w boku dyszy, doprowadza się dodatkowe ścierniwo, na przykład cukier krystaliczny. Doprowadzanie zachodzi korzystnie za pomocą sprężonego powietrza może jednak następować zgodnie z zasadą pompy strumieniowej, to znaczy pod wpływem podciśnienia wytwarzanego w stożkowej części 218 dyszy strumieniowej. W części głowicowej 220 dyszy strumieniowej przylegającej do niej zgodnie z kierunkiem biegu strumienia, znajduje się boczny kanał 222 wchodzący skośnie do kanału głównego.

Na fig. 6 przedstawione jest schematycznie urządzenie 224 do wprowadzania suchego lodu, które poprzez przewód 214 połączone jest z dyszą strumieniową 210 nasadzoną na jeden koniec rury 212. Do przeciwległego końca rury dołączona jest końcówka 226, która w przedstawionym przykładzie połączona jest z dwoma dmuchawami ssącymi 228.

Linka 230 poprzez boczny kanał 222 dyszy 210 wchodzi do rury 212 i wychodzi na przeciwległym końcu rury poprzez otwór w końcówce 226. Za pomocą tej linki przeciąga się korpus odchylający 232 poprzez rurę 212 w jej kierunku wzdłużnym.

Obie równolegle pracujące dmuchawy ssące 228 mają znacznie większą wydajność tłoczenia niż wstrzykiwana za pomocą zwykłych sprężarek i parowników tak, że nawet przy rurach 212 o stosunkowo dużej średnicy umożliwiają utrzymywanie we wnętrzu rury dużej prędkości przepływu. Powietrze atmosferyczne zasysane jest poprzez dyszę 210 i za pomocą urządzenia 224 wprowadzającego suchy lód, zostaje wymieszane z tym suchym lodem. Ewentualnie poprzez wlot 216 doprowadza się dodatkowe ścierniwo. Wewnątrz rury 212 powietrze zmieszane ze ścierniwami zostaje ponownie przyspieszone przy korpusie odchylającym 222 i skierowane na ścianę rury tak, że uzyskuje się intensywne działanie czyszczące. Końcówka 226 zawiera urządzenie odchylające lub filtr dla usuwanego materiału i ewentualnie stałego ścierniwa dodatkowego. Urządzenie oddzielające, na przykład w postaci cyklonu, może być zintegrowane z dmuchawą ssącą 228.

187 959

187 959

Fig.2

187 959

Fig. 3 Fig. 4

187 959

Fig. 5

-212

187 959

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób strumieniowego oczyszczania rur za pomocą środka strumieniowego, w którym opływany przez ośrodek strumieniowy korpus odchylający za pomocą ośrodka strumieniowego wydmuchuje się poprzez rurę, przy czym powoduje się opóźnianie ruchu korpusu odchylającego, znamienny tym, że opóźnianie ruchu korpusu odchylającego przeprowadza się za pomocą linki pociągowej (122, 230) od strony końca rury zwróconego przeciwnie do kierunku strumienia lub za pomocą pręta (138) od strony końca rury usytuowanego zgodnie ze strumieniem.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do gazowego ośrodka strumieniowego dodaje się jako ścierniwo suchy lód.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że dodatkowo do suchego lodu dodaje się inne ścierniwo, korzystnie cukier względnie środek chemiczny.

4. Sposób strumieniowego oczyszczania rur za pomocą ośrodka strumieniowego, w którym dysza strumieniowa wyrzucająca ośrodek strumieniowy, na swym odcinku przeciwstrumieniowym zwęża się stale aż do przewężenia a poczynając od przewężenia ponownie stale rozszerza się, i która wraz ze sobą przemieszcza poprzez rurę korpus odchylający opływany przez ośrodek strumieniowy, znamienny tym, że korpus odchylający połączony jest z dyszą strumieniową za pomocą co najmniej trzech osiowych prętów (36) rozmieszczonych na obwodzie dyszy strumieniowej i korpusu odchylającego, a do gazowego ośrodka strumieniowego dodaje się jako ścierniwo suchy lód.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że dodatkowo do suchego lodu dodaje się inne ścierniwo, korzystnie cukier względnie środek chemiczny.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ośrodek strumieniowy zasysa się na jednym z końców rury (212).

7. Urządzenie strumieniowe do strumieniowego oczyszczania wewnętrznych ścian rur, ze współosiowo z rurą usytuowaną dyszą wyrzucającą ośrodek strumieniowy oraz z korpusem odchylającym, który od swego końca skierowanego przeciwnie do strumienia ma rozszerzający się odcinek, a dalej zgodnie ze strumieniem ma zwężający się odcinek, przy czym korpus kieruje ośrodek strumieniowy na ścianę rury, znamienne tym, że korpus odchylający (116) osobno porusza się poprzez rurę (110) względem dyszy (112), a do zwężającego się odcinka (134), zgodnie ze strumieniem przylega część (128), rozszerzająca się w kierunku strumienia.

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że dysza (112) ma postać przyłączalnego do końca rury łącznika do wprowadzania ośrodka strumieniowego do rury.

9. Urządzenie według zastrz. 7 albo 8, znamienne tym, że korpus odchylający (116) ma korpus cierny (142), który znajduje się w kontakcie ciernym z wewnętrzną ścianą rury (10).