Пристрій для утворення струменя термопневмоабразивної суміші

1. Пристрій для утворення струменя термопневмоабразивної суміші, який містить циліндричний корпус з патрубками для свічки запалювання і для подачі газоподібного окислювача, кожух, жарову трубу з отворами, трубопровід пневмоабразивної суміші, жиклер з торцевою кришкою, розподільну насадку і тримач із соплом Лаваля, причому трубопровід, жарова труба, кожух і циліндричний корпус послідовно розміщені концентрично один в одному з зазорами між собою, на вхідний кінець трубопроводу щільно насаджено жиклер, а його вихідний кінець розміщено у соплі Лаваля, яке закріплене в тримачі, зафіксованому на жаровій трубі і з'єднаному з корпусом з можливістю регулювання його положення вздовж жарової труби, жиклер розміщено в порожнині розподільної насадки, яка виконана у вигляді циліндричного порожнистого розподільника з головкою, причому розподільник розміщений усередині корпусу, а головка, в якій виконано канал для підводу пального, насаджена на корпус, з порожниною головки жиклер і його торцева кришка утворюють кільцевий колектор для приймання пального, а з порожниною розподільника жиклер утворює кільцеву камеру підігріву і випаровування пального, зовнішня поверхня розподільника споряджена виступом, на якому закріплено кожух з торцевим зазором до корпусу, а на зовнішній поверхні хвостової частини розпо 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до техніки струменевоабразивної обробки поверхні, зокрема, до пристроїв для обробки поверхонь високошвидкісним абразивним струменем з використанням тепла і може бути застосований для обробки поверхонь металевих конструкцій, внутрішніх порожнин труб та теплообмінних поверхонь від продуктів корозії, асфальтенових та коксових нафтомасляних відкладень, продуктів аміачних та карбамідних виробництв, відкладень каталітичного заліза, карбонатних відкладень, лакофарбових покриттів та інших забруднень. Відомий пристрій для очистки внутрішньої поверхні труби від відкладень [МІЖ В08В9/02; В24С1/00 Патент Росії №2184002, 2001p.], який включає корпус, термогазогенератор, патрубки для з'єднання шлангом для подачі повітря і пального, порожнисту штангу, сопло для виходу високотемпературного газу, причому корпус виконано зігнутим, усередині корпусу відповідно його формі встановлено камеру згорання термогазогенератора з зазором відносно його, що сполучена з патрубком для підводу повітря зі сторони сопла для виходу високотемпературного газу, на вході в камеру згорання повітряного потоку концентричне встановлені завихрювач і відцентрова форсунка пального, на бічній стінці камери згорання встановлено елемент для запалення пальної суміші, а зі сторони виходу сопла встановлено інжектор, усередині якого розміщено камеру змішування, яка сполучена з патрубком для подачі абразиву. Недоліком пристрою є складність конструкції та те, що пристрій призначено переважно для очистки внутрішніх поверхонь труб. Відомий пристрій [МПК В24С1/00, 5/00, патент Росії №2234407], який містить корпус з каналом для подачі окислювача, встановлені концентричне трубопровід для подачі абразивної суміші, камеру згорання, що утворена жаровою трубою з радіальними отворами, регенеративну трубу і кожух, порожнину, що утворена між кожухом, жаровою і регенеративними трубами і сполучена з каналом подачі окислювача, а також завихрювач, розпилювальну камеру і встановлене на виході камери згорання співвісно з трубопроводом подачі абразивної суміші сопло для прискорення з конічною і циліндричними частинами, форсунку для подачі пального, яка розміщена в каналі для подачі в розпилювальну камеру окислювача з кільцевим зазором і можливістю зміни положення зрізу її сопла в розпилювальній камері, трубопровід для подачі абразивної суміші встановлено з можливістю переміщення в камері згорання і розміщення його вихідного зрізу в порожнині конфузора для прискорення потоку продуктів згорання, радіальні отвори виконані по всій довжині жарової труби, а завихрювач встановлено на вхідній ділянці камери згорання близько отворів, що сполучають розпилювальну камеру з камерою згорання, і виконаний з перехідним конусом. Недоліком пристрою є складність його конструкції, а також складність ремонту пристою, зокрема, заміни його зношених частин. Відомий пристрій для термоабразивної обробки поверхонь [МПК В24С1/00; 5/00; 3/00 патент 77332 4 Росії №2167756], що містить трубопровід для аероабразивної суміші, навкруги якого розміщено завихрювач, кожух, регенеративну трубу, сопло, камеру згорання, що утворена жаровою трубою з радіальними отворами і завихрювачем, і корпус з каналом для подачі пального і каналом для подачі окислювача у простір між кожухом, регенеративною і жаровою трубами, причому в корпусі виконано камеру змішування, яка сполучена з каналом подачі пального, каналом для подачі окислювача і завихрювачем, радіальні отвори в жаровій трубі виконані в зоні вигорання пального і зоні змішування окислювача з продуктами згорання, а вихідний зріз трубопроводу для абразивної аеросуміші розміщено між останнім рядом радіальних отворів і вхідним перетином сопла. Недоліком пристрою є складність виготовлення пристрою та його ремонту, необхідність якого виникає внаслідок дії високотемпературного абразивного струменю на внутрішні конструктивні частини пристрою. Відомий пристрій для утворення струменю термопневмоабразивної суміші [патент України №36316, МПК В24С3/00, 5/02, В05В7/20], прототип, який містить циліндричний корпус з патрубками для свічки запалювання і для подачі газоподібного окислювача, кожух, жарову трубу з отворами, трубопровід для потоку пневмоабразивної суміші, жиклер з торцевою кришкою, розподільну насадку і тримач із соплом Лаваля, причому трубопровід, жарова труба, кожух і циліндричний корпус концентричне розміщені послідовно один в одному із зазорами між собою, на вхідний кінець трубопроводу щільно насаджено жиклер, а його вихідний кінець розміщено на вході у сопло Лаваля, яке закріплене в тримачі, зафіксованому на жаровій трубі і закріпленому на корпусі з можливістю регулювання його положення вздовж жарової труби, жиклер розміщено в порожнині розподільної насадки, яка виконана у вигляді розподільника з головкою, причому розподільник розміщений усередині корпусу, а головка, в якої виконано канал для підводу пального, з'єднана з корпусом, з порожниною головки жиклер і його торцева кришка утворює кільцевий колектор для прийому пального, а з порожниною розподільника утворює кільцевий щілинний зазор для подачі пального, який розширюється до кільцевої камери підігріву і випаровування пального, зовнішня поверхня трубки споряджена виступом, на якому закріплено кожух з торцевим зазором до корпусу, на її хвостовій частині виконана гвинтова поверхня з утворенням гвинтових каналів для завихрення пального, на гвинтову поверхню щільно насаджена жарова труба, а між виступом і гвинтовою поверхнею в тілі трубки виконано чотири інжекційних канали для підводу окислювача в камеру підігріву і випаровування пального, що виконані під кутом 35-55° до радіуса і 20-25° до осі головки, виступ розподільника з головкою розподільної насадки і корпусом утворюють колектор для прийому газоподібного окислювача, торцева кришка жиклера споряджена хвостовиком із отвором для подачі пневмоабразивної суміші в трубопровід, а трубопровід із жаровою трубою утворює камеру згорання, яка скрізь отвори в жаровій трубі, гвинтові й інжекційні кана 5 77332 6 ли та зігнутий канал, що утворений зазорами між провід, трубопровід з жаровою трубою утворює корпусом, кожухом, жаровою трубою і торцевим камеру згорання з зонами запалювання і горіння зазором кожуха і корпуса сполучена з колектором пального і з можливістю подачі в неї окислювача з для приймання окислювача, а свічка запалювання колектора для приймання окислювача скрізь отвоскрізь патрубок в корпусі введена в жарову трубу. ри в жаровій трубі, гвинтові й інжекційні канали Недоліком відомого пристрою є те, що незважаюрозподільника та зігнутий канал, що утворений чи на встановлення мінімально можливого розміру зазорами між корпусом, кожухом і жаровою трукільцевого каналу скрізь нього в камеру підігріву і бою та торцевим зазором кожуха з корпусом, а випаровування пального подається занадто велисвічка запалювання скрізь патрубок в корпусі ввека кількість пального, що у сукупності з неефектидена в камеру згорання в зоні запалювання пальвним напрямком інжекційних каналів та недостатного, новим є те, що ділянка жиклера в камері підіньої подачі окислювача призводить до неповного гріву і випаровування пального споряджена спалювання пального, в результаті чого відбувагвинтовою поверхнею з утворенням гвинтових кається заливання свічки запалювання надлишками налів, інжекційні канали для підводу окислювача пального, що ускладнює запалювання газопаливвиконані в радіальному напрямку, а діаметр отвоної суміші, а також утворення реактивного струмерів жарової труби в зоні запалювання більше ніж ню газопаливної суміші. діаметр отворів в зоні горіння на 0,9-1,1мм. Новим В основу винаходу поставлена задача поліптакож є те, що в тілі розподільника виконано пришення його функціональних та експлуатаційних наймні вісім інжекційних каналів. Новим також є те, якостей за рахунок врегулювання подачі палива що гвинтова поверхня жиклера споряджена двома шляхом встановлення гвинтового каналу для погвинтовими каналами, площа їх поперечного передачі палива, збільшення кількості інжекційних катину складає 0,5-1кв.мм, а їх входи й виходи виконалів та їх розташування в радіальному напрямку, нані діаметрально протилежно. Новим також є те, збільшення діаметру отворів для подачі окислющо отвір для пневмоабразивної суміші виконано в вача в зоні запалювання, а також встановленням знімному чопові, яким споряджено хвостовик торзмінних конструктивних частин пристрою. цевої кришки жиклера. Новим також є те, що в Поставлена задача вирішується тим, що в якості свічки запалювання використовують свічку пристрої для утворення струменю термопневмоарозжарення. бразивної суміші, який містить циліндричний корНа Фіг.1 наведено конструкція пристрою для пус з патрубками для свічки запалювання і для утворення струменю термопневмоабразивної суподачі газоподібного окислювача, кожух, жарову міші. трубу з отворами, трубопровід пневмоабразивної Пристрій для утворення струменю термопневсуміші, жиклер з торцевою кришкою, розподільну моабразивної суміші містить циліндричний корпус насадку і тримач із соплом Лаваля, причому тру1 з патрубками для свічки запалювання 2 і для бопровід, жарова труба, кожух і циліндричний корподачі газоподібного окислювача 3, кожух 4, жаропус послідовно розміщені концентричне один в ву трубу 5 з отворами 6, трубопровід пневмоабраодному з зазорами між собою; на вхідний кінець зивної суміші 7, жиклер 8 з торцевою кришкою 9, трубопроводу щільно насаджено жиклер, а його розподільну насадку 10 і тримач 11 із соплом Лавихідний кінець розміщено у соплі Лаваля, яке валя 12. Жарова труба, кожух і циліндричний корзакріплене в тримачі, зафіксованому в жаровій пус утворюють зазори 13 між собою, а трубопровід трубі і з'єднаному з корпусом з можливістю регуі жарова труба утворюють камеру згорання 14 з лювання його положення вздовж жарової труби, зоною запалювання І і зоною горіння П пального. жиклер розміщено в порожнині розподільної насаТримач зафіксовано в жаровій трубі і з'єднано з дки, яка виконана у вигляді циліндричного порожкорпусом з можливістю регулювання його полонього розподільника з головкою, причому розподіження вздовж жарової труби за допомогою притильник розміщений усередині корпусу, а головка, в скної гайки 15 і контргайки 16. Розподільна насадякій виконано канал для підводу пального, насака виконана у вигляді циліндричного джена на корпус, з порожниною головки жиклер і розподільника 17 з головкою 18, в якій виконано його торцева кришка утворює кільцевий колектор канал для підводу пального 19. У порожнині головдля прийому пального, а з порожниною розподільки жиклер і його торцева кришка утворюють кільника жиклер утворює кільцеву камеру підігріву і цевий колектор для прийому пального 20, а з повипаровування пального, зовнішня поверхня розрожниною розподільника жиклер утворює кільцеву подільника споряджена виступом, на якому закріпкамеру підігріву і випаровування пального 21. Ділено кожух з торцевим зазором до корпусу, а на лянка жиклера у цієї камері споряджена гвинтовизовнішньої поверхні хвостової частини розподільми каналами 22. Зовнішня поверхня розподільника ника виконана гвинтова поверхня з утворенням споряджена виступом 23, на якому закріплено когвинтових каналів для завихрення пального, на жух, а на зовнішній поверхні його хвостової частигвинтову поверхню розподільника щільно насани виконана гвинтова поверхня 24 з утворенням джена жарова труба, в тілі розподільника виконані гвинтових каналів для завихрення пального. В тілі інжекційні канали для підводу окислювача в кільрозподільника в радіальному напрямку виконані цеву камеру підігріву і випаровування пального, інжекційні канали 25 для підводу окислювача в виступ розподільника з головкою розподільної накамеру підігріву і випаровування пального; виступ садки і корпусом утворюють колектор для прийому розподільника з головкою розподільної насадки і газоподібного окислювача, торцева кришка жиклекорпусом утворюють колектор 26 для прийому ра споряджена хвостовиком, в якому виконано газоподібного окислювача. Колектор для прийотвір для подачі пневмоабразивної суміші в трубомання окислювача з'єднаний з камерою згорання з 7 77332 8 можливістю проходу між ними окислювача скрізь рання 14, в зоні запалювання І запалюється від отвори в жаровій трубі, гвинтові й інжекційні канасвічки запалювання 28, в зоні горінняі II згорає і ли та зігнутий канал, що утворений зазорами між виходить через сопло Лаваля 12 разом із потоком корпусом, кожухом, жаровою трубою і торцевим пневмоабразивної суміші, яка подається через зазором 27 кожуха. Свічка запалювання 28 скрізь трубопровід 7, тобто струмень газопаливної суміші патрубок в корпусі введена в зону запалювання і пневмоабразивний потік утворюють струмінь камери згорання. Торцева кришка жиклера спорятермопневмоабразивної суміші, яка набуває надджена хвостовиком 29 із отвором 30 для подачі звукової швидкості, що дозволяє якісно і швидко пневмоабразивної суміші в трубопровід. Отвір моочищати поверхні від різноманітних видів забрудже бути виконаний в змінному чопові 31, яким монень. В якості свічки запалювання краще встановже бути споряджений хвостовик. лювати свічку розжарювання, використання якої не Пристрій для утворення потоку термопневмостворює проблем з одержанням іскри і запалюабразивної суміші працює наступним чином. Паванням паливноповітряної суміші. льне через канал для підводу пального 19 постуПоєднання виконання гвинтової канавки, яка пає в камеру для приймання пального 20. Далі регулює подачу пального в камеру підігріву і випапальне під тиском, яке створюється зовнішнім ровування пального, з виконанням інжекційних джерелом тиску, проходить через вузькі гвинтові каналів в радіальному напрямку, причому найкраканали 22, прискорюється, закручується і попадає щі результати показало виконання восьми каналів, в камеру підігріву і випаровування пального 21. а також виконання діаметрів отворів в жаровій Через інжекційні канали 25 в цю камеру поступає трубі в зоні запалювання більше на 0,9-1,1мм ніж підігрітий в зігнутому каналі окислювач і змішуєтьдіаметри отворів жарової труби в зоні горіння, дося з пальним, що випаровується. Температура зволило вирішити проблему якісного запалювання підігріву окислювача залежить від режиму роботи газопаливної суміші. Кращі результати показало всього пристрою і коливається в межах 200-700°С. виконання гвинтових канавок в два заходи з викоУ якості окислювача звичайно використовують нанням входів й виходів канавок діаметрально повітря, у якості пального можливе використання протилежне та площею їх перетину близько однобензину. Окислювач подається через патрубок го квадратного міліметра. для подачі окислювача 3 в колектор для прийманУсі ці удосконалення привели до зменшення ня окислювача 26, який забезпечує його безперевитрат пального, зменшення експлуатаційних вирвну подачу по зігнутому кільцевому каналу, а сатрат на обслуговування пристрою, скорочення ме: по кільцевому 13 і торцевому 27 зазорам між часу очистки обладнання. Так, очистка однієї трубкорпусом і кожухом, зазору 13 між кожухом і жароки довжиною 6м, товщиною стінки 2мм і діаметром вою трубою, звідки одна його частина проходить 25мм з коксовими відкладеннями товщиною 1мм через отвори 6 в жаровій трубі 5 в камеру згорання проводиться протягом 20сек. 14, друга частина окислювача поступає через інПристрій пройшов випробування на підприємжекційні канали 25 в камеру підігріву і випаровуствах України і Росії, а саме: ВАТ Одеський портовання пального 21 і далі в камеру згорання 14, а вий завод, Сєвєродонецьке ГПП Азот, ОАО Азот третя частина проходить по канавкам гвинтової м.Черкаси, ПАК Азот м.Новомосковськ, ЗАТ "Ноповерхні 24 розподільника 17, де завихрюється і вокуйбишевська нафтохімічна компанія" перемішується з газовим пальним. Далі збагачена м.Самара. паливноповітряна суміш поступає в камеру зго 9 Комп’ютерна верстка В. Сердюк 77332 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601