SU1736639A1 - Установка дл вибродинамической очистки труб - Google Patents

Abstract

Использование: дл  очистки труб от окалины и продуктов коррозии. Сущность изобретени : плоскость колебаний вибратора совпадает с продольной осью кассеты дл  размещени  труб. Кассета установлена на опоре в виде ребра так, что ее продольна  ось перпендикул рна оси ребра дл  балансировани  кассеты на ребре. По обе стороны от ребра расположены амортизаторы. 5 з,п ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  очистки металлических труб от окалины и продуктов коррозии и может быть использовано в металлургии, судостроении, химической промышленности и т д , в частности во всех технологических лини х, использующих травление и обезжиривание изделий перед их последующей химической или механической обработкой.

Известно устройство дл  очистки труб, содержащее кислотную ванну, на корпусе которой упруго установлена плита с вибратором и держателем дл  установки деталей, расположенным в ванне Одновременно с воздействием травильного раствора трубе сообщают низкочастотные колебани  с частотой 15-150 Гц.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что процесс очистки труб от окалины происходит медленно и качество очистки невысокое.

Известно устройство дл  очистки труб, в котором в отличие от указанного устройства в держателе труб, состо щем из подвесок

и платформы, сама платформа имеет по меньшей мере два направл ющих ребра дл  установки на них очищаемой трубы, расположенных по разные стороны от оси, совпадающей с направлением движени  трубы по платформе таким образом, что рассто ние между ними переменно вдоль этой оси.

Такое исполнение устройства за счет возникающих изгибных колебаний трубы на ребрах, а также за счет растравливани  окалины кислотой и ее отделени  под вли нием вибронагрузок позвол ет повысить качество очистки. Тем не менее длительность самого процесса очистки, а следовательно, и его эффективность, требуют значительных временных затрат, что существенно снижает производительность работ по проведению процесса очистки.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности очистки и снижение энергоемкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  вибродинамической очистки труб, содержащем ванну дл  моющей

х Ы

О (

ы

Ю

жидкости и смонтированную, на ванне посредством опоры кассету дл  загрузки труб с расположенным на ней вибратором, имеющим кольцевую эпюру колебаний, вибратор установлен на торцовой стенке кассеты так, что плоскость его колебаний совпадает с продольной осью кассеты, а опора выполнена в виде смонтированного на дне ванны ребра, кроме того кассета устанавливаетс  на ребре так, чтобы расположение ее продольной оси было ортогонально оси ребра и на рассто нии, обеспечивающем балансирование самой кассеты на ребре относительно ее центра т жести, причем кассета снабжена также расположенными по обе стороны от ребра у торцовых стенок на наружной стороне ее дна амортизаторами.

Сущность предлагаемого изобретени  и его отличительные признаки заключаютс  в том, что, установив вибратор на кронштейне , жестко соединенном с одной торцовой стороной кассеты, удаетс  создать вариант асимметричного приложени  вибрационной нагрузки, благодар  которому во внутренней полости очищаемых труб возникают турбулизмрованные потоки рабочей жидкости , заполн ющей объем ванны. За счет создани  течени  жидкости в трубах удаетс  интенсифицировать процесс очистки при существенном уменьшении времени проведени  самого процесса очистки. Установка на наружной стороне днища кассеты поперечного ребра, а по углам кассеты - аморти- заторов,позвол етполучать

знакопеременные потоки, за счет балансировани  кассеты на грани положени  не устойчивого равновеси , что позвол ет снизить энергозатраты на реализацию процесса очистки. Направл   плоскость колебаний кольцевой эпюры вибратора параллельно продольной оси кассеты, удаетс  интенсифицировать очистку по всей длине труб.

На фиг.1 представлено устройство дл  вибродинамической очистки поверхности труб, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - узел креплени  поперечного ребра и упругого амортизатора к дну кассеты,

Устройство содержит ванну 1 дл  содержани  рабочей жидкости, в которую помещаетс  кассета 2 с загруженными в нее трубами 12. К верхней части кассеты прикреплены проушины 3 дл  извлечени  ее из ванны. Сама кассета представл ет собой металлическое днище с двум  торцовыми сторонами и двум  боковыми сторонами, образованными поперечными ребрами 4, На одной из торцовых сторон кассеты жестко укреплен горизонтальный кронштейн 5, на котором установлен вибратор 6. На наружной стороне днища кассеты (обращенной к дну ванны) укреплено упругое

съемное поперечное ребро 7, имеющее перфорацию в поперечном направлении (т.е. параллельно оси кассеты), через которую при помощи стержней 10 и гаек 11 ребро прикрепл етс  к пластинам 9, приваренным к днищу кассеты. Кроме того, по углам днища кассеты установлены упругие амортизаторы 8.

Устройство дл  вибродинамической

очистки поверхности труб работает следующим образом.

При необходимости проведени  очистки металлических труб 12 от окалины и продуктов коррозии, их загружают в кассету 2,

которую за проушины 3, при помощи подъемного устройства помещают в ванну 1, заполненную рабочей жидкостью, примен емой при травлении и очистке труб (например, раствором сол ной кислоты). Поеле загрузки труб в ванну включают в работу источник 6 генерировани  виброколебаний (вибратор) 6, установленный на кронштейне 5. За счет создаваемых им асимметричных виброколебаний, происходит вибрирование

кассеты 2 с трубами 12 в растворе жидкости, которое сопровождаетс  возникновением знакопеременных потоков рабочей жидкости как во внутренних полост х очищаемых труб, так и в зазорах между ними. За счет

создани  таких течений происходит значительна  интенсификаци  процесса очистки, обусловленна  совместным действием раствора , растравливающего окалину и возросшими (по сравнению с малоподвижной

рабочей средой в обычных устройствах) касательными напр жени ми трени  на стенках трубы (за счет возникших течений), привод щими к растрескиванию и отслаиванию окалины и смыву продуктов коррозии . Благодар  установке вибратора таким образом, чтобы плоскость колебаний кольцевой эпюры вибратора была параллельна продольной оси кассеты удаетс  создавать знакопеременные течени  по всей

длине труб, которые обусловлены разностью в амплитудах колебаний их концов (вследствие асимметричного приложени  вибронагрузки). Дл  исключени  передачи вибронагрузки на ванну, содержащую рабочий раствор, контакт кассеты с поверхностью ванны реализуетс  через поперечное ребро 7, укрепленное на наружной стороке днища кассеты тагим образом , что его продольна  ось ортогональна продольной оси кассеты, а

также через упругие амортизаторы 8. Благодар  таким конструктивным элементам удаетс  практически погасить все вибродинамические нагрузки на ванну. Кроме того, именно за счет такого исполнени  нижней части кассеты удаетс  уменьшить энергозатраты на проведение самого процесса очистки, поскольку все генерируемые виброколебани  передаютс  лишь трубам и рабочему раствору, а не идут на колебани  самой ванны. При этом следует отметить, что кассета во врем  колебаний все врем  балансирует на поперечном ребре 7 вокруг положени  неустойчивого равновеси , в которое она посто нно возвращаетс , попере- менно опира сь на амортизаторы 8, установленные на противоположных сторонах кассеты, у ее торцовых стенок. Реализаци  процесса производитс  до полной очистки труб от окалины и продуктов корро- зии.

Эффективность работы устройства дл  вибродинамической очистки труб может быть повышена, если поперечное ребро устанавливаетс  на рассто нии от торца кас- сеты с вибратором, назначаемом из услови  I (0,48-0,44) 1К, а сама длина ребра выбираетс  из услови  b (0,9-0,95) be, где IK - длина кассеты, а Ьв - ширина ванны по низу. Размещение ребра на рассто нии I (0,44-0,48 ) U от торцовой стороны с вибратором позвол ет кассете находитьс  в положении равновеси  в неподвижном состо нии, поскольку из-за ассиметричного расположени  вибратора 6 центр т жести всей корзины оказываетс  смещенным относительно поперечной оси. При этом следует отметить, что конкретна  величина I принимаетс  в зависимости от массы примен емого вибратора те из равенства

(ткл + ГПц) I Шкп Ок-1).

где - масса левой части кассеты;

плкп - масса правой

Выполнение кассеты шириной b (0,9- 0,95) be позвол ет устойчиво разместить кассету в самой ванне, а также распределить гас щиес  в ребре кассеты виброколе- бани  практически по всей ширине ванны, предотвратить повреждени  ванны кра ми кассеты.

Выполнение ребра с перфорацией, направленной параллельно оси кассеты, а так- же то, что оно выполнено из упругого материала, позвол ет погасить виброколебани , передаваемые от виброкассеты 2 к ванне 1. Кроме того, перфораци  позвол ет осуществить крепление ребра 7 с помощью

5 0 5 0

5 0 5 0

5

0

5

стержней 10 и гаек 11 к поперечным пластинам 9, предварительно приваренным к дну кассеты.

Выполнение ребра кассеты сьемным позвол ет увеличить срок эксплуата и самой кассеты путем замены износившегос  ребра и установкой нового, так как возможна эксплуатаци  устройства в агрессивной (кислотной) среде. Кроме того, из-за специфики оборудовани  донной части ванн (нахождение различного рода обогревателей, барбатеров и т.д.) позвол ет за счет и подгонки ребра по месту примен ть устройство в ваннах практически любого типа.

Эффективность работы устройства повышаетс  в случае выполнени  ребра из агрессивно-стойкого упругого материала с высотой ребра 1,2-1,4 от его толщины. Признак, св занный с высотой ребра, вытекает из обеспечени  услови  устойчивой установки кассеты в ванне на ребре. Из чего следует, что центр т жести сечени  ребра не должен располагатьс  на большом удалении от поверхности дна ванны Однако одновременно с этим условием существует требование как можно больше уменьшить величину виброколебаний, передаваемых ванне от кассеты 2 с трубами через ребро 7, в соответствии с которым необходимо увеличивать высоту самого ребра. Как показал практический опыт наиболее целесообразным дл  выполнени  этих условий  вл етс  предлагаемое соотношение параметров упругого поперечного ребра

Последним признаком, гарантирующим эффективную работу устройства,  вл етс  выполнение амортизаторов, например, в виде пружин высотой пп (0,85-0,9) пр, где hp - высота ребра. Данный признак позвол ет , во-первых, гасить виброколебани  кассеты с трубами,в направлении дна ванны , а во-вторых, возвращать кассету в положение равновеси , в случае наклона в одну из сторон при реализации вибродинамического способа очистки. Высота пружин обус- лавливаетс  следующим условием, во-первых, они должны быть меньше высоты самого ребра, чтобы уменьшить площадь контакта кассеты с углом ванны (а следовательно , и энергозатраты на сам процесс очистки ), во-вторых, величина отклонени  кра  корзины не должна быть большой, чтобы не требовалось значительных затрат на возвращение корзины в положение равновеси , в-третьих, величина пружин должна назначатьс  с учетом деформации высоты ребра при установке кассеты в ванну. Поэтому оптимальной высотой пружин  вл етс 

величина hn (0,85-0,9) hp, позвол юща  удовлетвор ть перечисленным требовани м . Причем окончательна  высота пружин выбираетс  в предлагаемом интервале в зависимости от характеристик материалов, примен емых дл  изготовлени  поперечного ребра и пружин, а также из конструктор- ско-технологических соображений.

Таким образом, применение предлагаемого устройства дл  вибродинамической очистки поверхности труб позвол ет эффективно решить поставленные цели, так как позвол ет ускорить врем  очистки стальных труб в 3-4 раза по сравнению с существующим методом очистки, при качестве очистки внешней и внутренней поверхности труб соответствующей чистоте Sa2. Благодар  при- менению таких устройств в промышленности, возможно получение значительного реального экономического эффекта.

Claims (6)

1. Формула изобретени  1. Установка дл  вибродинамической очистки труб, содержаща  ванну дл  моющей жидкости, смонтированную на ванне посредством опоры кассету дл  загрузки труб и вибратор кассеты с кольцевой эпюрой колебаний, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности очистки и снижени  энергоемкости, вибратор установлен на торцовой стенке

   кассеты так, что плоскость его колебаний совпадает с продольной осью кассеты, а опора выполнена в виде смонтированного на дне ванны ребра , кассета установлена

   на ребре с расположением ее продольной оси перпендикул рно оси ребра и на рассто нии , обеспечивающем балансирование кассеты на ребре относительно ее центра т жести, и снабжена расположенными по

   обе стороны от ребра у ее торцовых стенок и на наружной стороне ее дна амортизаторами .
2. 2.Установка поп.1,отличающа - с   тем, что рассто ние от торца кассеты с

   вибратором до ребра выбираетс  из услови  I (0,48-0,44) 1К, а длина ребра выбираетс  из услови  b (0,9-0,95) Ьв, где к - длина кассеты; Ьв - ширина ванны.
3. 3.Установка по п.1,отличаю щ а  - с   тем, что ребро имеет перфорацию, направленную параллельно оси кассеты.
4. 4.Установка по п.1, отличающа - с   тем, что ребро выполнено съемным.
5. 5.Установка поп.1,отличающа - с   тем, что ребро выполнено из агрессивно

   стойкого упругого материала, причем высота ребра составл ет 1,2-1,4 его толщины.
6. 6.Установка поп.1,отличающа - с   тем, что амортизатор выполнен в виде

   пружин, высота которых выбираетс  из соотношени  hn (0,85-0,9) hp, где hp - высота ребра.

   У///////////////////////////////

   f

   «

   I

   /7

   ///

   f

   «

   г/г

   Фиг./

   teU

   12

   Й/2.2

   ФигЗ