RU2746104C1

RU2746104C1 - Ultrasonic submersible radiator for corrosive media

Info

Publication number: RU2746104C1
Application number: RU2019134963A
Authority: RU
Inventors: Анна Владимировна Камлер; Игорь Сергеевич Федулов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (АО "НИИнефтепромхим")
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-04-07

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device is designed for homogenization, processing and preparation of products in corrosive liquid media without the risk of corrosion in unprotected parts. A distinctive feature of the device is the use of sealing materials and protective equipment in the threaded connection between the ties and the waveguide links due to which the unprotected parts are closed from the external environment with minimal construction costs. The presence of silicone grease complements the anti-corrosive effect by covering the thread surface and also preventing the filling of the space with a liquid medium in the event of damage or deformation of the sealing materials.

EFFECT: invention provides a reliable connection of the elements of the radiator due to anti-corrosion protection, which allows the device to be used in previously inaccessible conditions, increases the service life and periods between maintenance.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам акустической обработки материалов в различных сферах производства, где необходимо создание акустических колебаний в агрессивных жидких средах, например, при работе с растворами кислот в нефтедобывающей промышленности с целью интенсификации процесса и увеличения эффективности добычи, или в химической промышленности, с целью гомогенизации обрабатываемой среды, интенсификации химических реакций и равномерной обработки материалов химически активными реагентами.The invention relates to devices for acoustic treatment of materials in various fields of production, where it is necessary to create acoustic vibrations in aggressive liquid media, for example, when working with acid solutions in the oil industry in order to intensify the process and increase production efficiency, or in the chemical industry, in order to homogenize the processed environment, intensification of chemical reactions and uniform processing of materials with chemically active reagents.

Устройство представляет собой погружной пьезокерамический излучатель (см. фигуру 1), вырабатывающий акустические колебания за счет работы пьезокерамических блоков (6) зажатых между волноводными звеньями (4,7). Стянутых между собой стяжками (5), накручиваемыми на резьбу волноводных звеньев (2). Отличительной чертой устройства является наличие пространства под уплотнительные кольца (1,3), образуемое между резьбой стяжки с дух сторон при помощи противоэкструзионных колец (8,9) и волноводным звеном. Резьба на двух концах стяжек выполнена в разные стороны. Дополнительная герметичность изделия обеспечивается заполнением остаточного свободного пространства силиконовой смазкой.The device is a submersible piezoceramic emitter (see figure 1), which generates acoustic vibrations due to the operation of piezoceramic blocks (6) sandwiched between the waveguide links (4,7). Tightened by ties (5), screwed onto the thread of the waveguide links (2). A distinctive feature of the device is the presence of a space for sealing rings (1,3), formed between the thread of the tie on the other side with the help of anti-extrusion rings (8,9) and the waveguide link. The threads on the two ends of the ties are made in different directions. Additional tightness of the product is ensured by filling the residual free space with silicone grease.

Прототипом устройства послужил ультразвуковой погружной излучатель (№ международной заявки PCT/RU 2017/000750) состоящий из концевых элементов и как минимум одного излучающего звена. Данное устройство отличается тем, что концевой элемент первого типа содержит первый цилиндрический излучатель, пакет пьезоэлектрических элементов, второй цилиндрический излучатель и стягивающий два цилиндрических излучателя элемент с резьбовым соединением. Излучающее звено содержит пакет пьезоэлектрических элементов, цилиндрический излучатель излучающего звена и элемент с резьбовым соединением, стягивающий цилиндрический излучатель излучающего звена и цилиндрический излучатель соседнего излучающего звена, либо второй цилиндрический излучатель концевого элемента первого типа. Концевой элемент второго типа содержит первый цилиндрический излучатель, пакет пьезоэлектрических элементов и элемент с резьбовым соединением, стягивающий цилиндрический излучатель и цилиндрический излучатель соседнего излучающего звена.The prototype of the device was an ultrasonic submersible emitter (international application number PCT / RU 2017/000750) consisting of end elements and at least one emitting link. This device is characterized in that the end element of the first type contains a first cylindrical emitter, a stack of piezoelectric elements, a second cylindrical emitter and an element with a threaded connection that tightens two cylindrical emitters. The emitting link contains a package of piezoelectric elements, a cylindrical emitter of the emitting link and an element with a threaded connection that tightens the cylindrical emitter of the emitting link and the cylindrical emitter of the adjacent emitting link, or a second cylindrical emitter of the end element of the first type. The end element of the second type contains a first cylindrical emitter, a stack of piezoelectric elements and an element with a threaded connection, tightening the cylindrical emitter and the cylindrical emitter of the adjacent emitting link.

Недостатком прототипа является резьбовые соединения, где в зазорах присутствует достаточное пространство для попадания агрессивной жидкой среды внутрь. Толщина металла в резьбовых соединениях значительно меньше, чем у любой другой поверхности, сто приводит к коррозии и потери надежности оборудования, а увеличение толщины не представляется возможным. Неплотное резьбовое соединение так же влияет на вырабатываемую излучателем акустическую мощность, поскольку стягивающие элементы устройства периодически необходимо дополнительно затягивать, в ослабление резьбового соединения будет сокращать временные промежутки между техническим обслуживание.The disadvantage of the prototype is the threaded connections, where there is sufficient space in the gaps for an aggressive liquid medium to enter. The thickness of the metal in threaded connections is much less than that of any other surface, which leads to corrosion and loss of equipment reliability, and an increase in thickness is not possible. A loose threaded connection also affects the acoustic power generated by the emitter, since the tightening elements of the device must be periodically tightened additionally, loosening the threaded connection will shorten the time intervals between maintenance.

В предложенном авторами устройстве резьбы на двух концах стяжек выполнены в разные стороны и с двух сторон защищены уплотнительными кольцами. Принцип работы уплотнительных материалов, защищающих резьбовые соединения от попадания агрессивных сред между стяжками и волноводными звеньями, заключается в герметизации пространства за счет прижимания уплотнительных колец в канавке между противоэкструзионными кольцами и элементами излучателя, что закрывает доступ внешней среды. Силиконовая смазка является дополнительным защитным слоем, действующим как противокоррозионное покрытие и слой препятствующий заполнению жидкой средой, в случае, если уплотнительные кольца были повреждены или деформированы.In the device proposed by the authors, the threads at the two ends of the ties are made in different directions and are protected by sealing rings on both sides. The principle of operation of sealing materials that protect threaded connections from the ingress of aggressive media between screeds and waveguide links is to seal the space by pressing the sealing rings in the groove between the anti-extrusion rings and the elements of the emitter, which closes access to the external environment. Silicone grease is an additional protective layer that acts as an anti-corrosive coating and a layer that prevents filling with a liquid medium, in case the o-rings are damaged or deformed.

Claims

An ultrasonic submersible emitter consisting of n waveguide links, n-1 blocks of piezoceramic elements and n-1 ties (where n is a natural number), characterized in that the threads at the two ends of the ties are made in different directions and are protected by sealing rings on both sides, the space between the threads of the ties and the corresponding threads of the waveguide links is filled with silicone grease.