Оборотная система водоснабжения

 

Система относится к области водоснабжения и может быть использована в пищевой и химической отраслях промышленности, в частности при ректификации спирта. Оборотная система водоснабжения содержит охладители, линии для подвода и отвода подогретой и охлажденной воды, нагнетательные насосы, установленные на этих линиях, промежуточные емкости, установленные на этих линиях между отдельными ступенями охлаждения. Между буферной емкостью и первой ступенью охлаждения на линии, связывающей их, установлено автоматизированное распределительное устройство, по меньшей мере один канал которого связывает вход и выход нагнетательных насосов, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком давления, установленным на участке линии, соединенном с выходом нагнетательных насосов. Изобретение позволяет повысить точность поддержания температуры воды на ее выходе для ее повторного использования. 12 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к комплексу устройств, предназначенных для повторного использования производственной воды, и может найти широкое применение в различных отраслях пищевой и химической промышленности, в частности, при ректификации спирта.

Известна система оборотного водоснабжения, содержащая охладитель и линии для подвода нагретой воды и отбора охлажденной воды.

Недостатком известной системы является ее инертность, не позволяющая точно поддерживать заданную температуру охлажденной воды, что делает ее трудноавтоматизируемой и неприемлемой по температурным параметрам для повторного применения для отдельных технологических процессов.

Задачей настоящего изобретения является создание системы водоснабжения, позволяющей с необходимой точностью поддерживать температуру воды на ее выходе для ее повторного использования.

Технический результат достигается тем, что между технологическими емкостями, скоростными теплообменниками и нагнетательными устройствами установлены смесители горячей, холодной воды, при этом основные нагнетательные устройства выполнены со стабилизирующим устройством по давлению на их выходе.

Оборотная система водоснабжения состоит из аппаратов 1 для ректификации спирта, трубопроводом 2 соединенных с баком 3 для дефлегматорной воды, который трубопроводом 4 соединен с буферным баком 5. Бак 5 трубопроводом 6 соединен со входом смесительного устройства 7, которое может быть выполнено в виде трехходового клапана /фиг.1/, выход его соединен с трубопроводом 8, а другой вход трубопроводом 9 соединен с накопительным баком 10.

Накопительный бак 10 соединен патрубком 11 с автоматическим клапаном 12, который функционально связан с датчиком уровня 13. Трубопровод 8 соединен со входами насосов 14, 15, 16, выход которых соединен с общим коллектором 17, который соединен со входом распределительного устройства 18, имеющим автоматическое управление. Распределительное устройство 18 может быть выполнено в виде трехходового клапана /фиг.1/, исполнительный механизм 19 которого функционально связан с датчиком давления 20, установленным на патрубке 21, соединяющим выход распределительного устройства 18 со входом распределительного устройства 22, выполненного, например, в виде трехходового клапана /фиг.1/. Трубопровод 8 соединен с одним из выходов устройства 18. Распределительное устройство 22 одним своим выходом при помощи патрубка 23 соединено со входом смесительного устройства 24, которое может быть выполнено в виде трехходового клапана /фиг.1/, другой вход которого соединен с патрубком 25 для стабилизированной по давлению холодной воды. Выход устройства 24 соединен со входом воздухоохладителя 26, являющегося первой ступенью охлаждения, а выход распределительного устройства 22 патрубком 27 соединен с трубопроводом 28, который в свою очередь соединяет выход воздухоохладителя 26 со смесительным устройством 29, которое может быть выполнено в виде трехходового клапана /фиг. 1/, другой его вход соединен с патрубком 30 для стабилизированной по давлению холодной воды. Выход устройства 29 соединен со входом водоподогревателя 31, выход которого трубопроводом 32 соединен с аппаратами 1. Канал 34 для охлажденной артезианской воды, размещенный внутри водоподогревателя 31, своим входом через патрубок 35 соединен с выходом регулирующего клапана 36, который может быть выполнен в виде трехходового клапана, вход которого связан патрубком 37 с параллельно установленными артезианскими насосами 38 и 39. Другой выход клапана 36 соединен со сливным патрубком 40. Дефлегматорный бак 3 имеет отвод 41 для отвода подогретой воды на хозбытовые нужды.

Оборотная система водоснабжения поясняется чертежами: фиг.1 - принципиальная схема системы, фиг. 2 - пример выполнения распределительного устройства в виде одного клапана, фиг. 3 - пример выполнения распределительного устройства в виде двух клапанов, фиг. 4 - пример выполнения смесительного устройства в виде одного клапана, фиг.5 - пример выполнения смесительного устройства в виде двух клапанов, фиг.6 - пример выполнения регулирующего клапана в виде одного клапана, фиг.7 - пример выполнения регулирующего клапана в виде двух клапанов, фиг.8 - то же, фиг.9 - пример параллельной установки смесительного и распределительного устройств,
фиг.10 - пример установки распределительного устройства,
фиг.11 - то же,
фиг.12 - пример установки смесительного устройства,
фиг.13 - комплексное устройство,
фиг.13а - то же,
фиг.14 - функциональный узел оборотной системы водоснабжения,
фиг. 15 - пример выполнения распределительного устройства с мембранным исполнительным механизмом,
фиг.16 - то же,
фиг.17 - пример выполнения комплексного устройства,
фиг.18 - то же,
фиг.19 - то же,
фиг.20 - часть принципиальной схемы оборотной системы водоснабжения,
фиг. 21 - мембранный исполнительный механизм с предохранительным устройством.

Смесительное устройство 42 может быть установлено на трубопроводе 32 и может быть выполнено в виде трехходового клапана, на один из входов которого подается стабилизированная по давлению вода через патрубок 43.

На отводе 41 устанавливается автоматический клапан 44, который своим выходом соединен с накопительным баком 45. Буферный бак 5 также связан с накопительным баком 45 через переливную трубу 46. Накопительный бак 45 также имеет выход, который через трубу 47 соединен с насосами 48 и 49, выход которых соответственно связан со входом водоподогревателей 50 и 51.

Автоматический клапан 42 имеет исполнительный механизм 52, функционально связанный с датчиком уровня 53, например, через электронный прибор, сигнализатор уровня. Исполнительный механизм 54 установлен на автоматическом клапане 55, который в свою очередь установлен на трубопроводе 56 для питательной воды, соединенном с накопительным баком 45, при этом исполнительный механизм 54 функционально связан с датчиком уровня 57, расположенным по уровню ниже датчика уровня 53.

Датчики уровня 53 и 57 контролируют уровень воды в накопительном баке 45. Трубопровод 58 для обратной воды соединен с баком 45.

В баке 45 имеется переливной патрубок 59.

Водоподогреватели 50 и 51 служат для подогрева воды на хозбытнужды. Буферный бак 5 также имеет автоматический клапан 60, установленный на питательном трубопроводе 61, выход которого соединен с баком 5.

Клапан 60 имеет исполнительный механизм 62, функционально связанный датчиком уровня 63, установленным на баке 5. Датчик уровня 63 установлен на баке 5 в средней по высоте точке.

Исполнительный механизм 64 смесительного устройства 7 функционально связан с датчиком температуры 65, например с термометром сопротивления.

Датчик температуры 65 может быть установлен на трубопроводе 28 после первой ступени охлаждения или на трубопроводе 32 после второй ступени охлаждения и связан с исполнительным механизмом 64 через электронный регулирующий прибор, например P-25.

Аналогичную функциональную связь имеет исполнительный механизм 66 распределительного устройства 22 с датчиком температуры 67, который также может быть установлен как на трубопроводе 28, так и на трубопроводе 32. Смеситель 24 своим исполнительным механизмом 68 также функционально связан с датчиком температуры 69, также установленным или на трубопроводе 28, или на трубопроводе 32.

Исполнительный механизм 70 смесительного устройства 29 функционально связан с датчиком температуры 71, установленным на трубопроводе 32, эта связь может осуществляться через электронный регулятор температуры, например через прибор типа P-25. Исполнительный механизм 72, аналогично предыдущему примеру установленный на смесительном устройстве 42, также функционально связан с датчиком температуры 73, установленным на трубопроводе 32 после устройства 42.

Исполнительный механизм 74 функционально связан с датчиком температуры 75, установленным на трубопроводе 32. Исполнительный механизм 74 установлен на регулирующем клапане 36.

На фиг. 2 показан пример выполнения распределительного устройства 18 в виде нормально замкнутого регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом 75, например клапана типа 25ч32нж, проходной канал которого через трубопровод связывает вход и выход насосов 14, 15, 16, а полость мембранного исполнительного механизма 75 через импульсную линию соединена с датчиком давления 20, которым может быть отборное устройство, связанное с полостью трубопровода 21.

На фиг. 3 показан пример выполнения распределительного устройства, выполненного в виде двух клапанов, один из которых 18а выполнен в виде нормального замкнутого клапана с мембранным исполнительным механизмом 76 и установлен на трубопроводе, связывающим вход насосов 14, 15, 16 с их выходом, а другой на трубопроводе 21 и выполнен в виде нормально разомкнутого клапана 76а с мембранным исполнительным механизмом 77, при этом мембранный исполнительный механизм 76 через импульсную линию соединен с датчиком давления 78а, установленным на трубопроводе 21, а мембранный механизм 77 импульсной линией соединен с датчиком давления 78а, установленным на трубопроводе 21.

На фиг.5 показан пример выполнения смесительного устройства 7, выполненного в виде регулирующего клапана с одним входом и выходом, установленного на трубопроводе 9.

На фиг.4 показан пример выполнения смесительного устройства 7, выполненного в виде двух клапанов: клапана 7а, установленного на трубопроводе 9, и регулирующего клапана 79, установленного на трубопроводе 6, исполнительный механизм 80 которого также функционально, как исполнительный механизм 64, связан с датчиком температуры 65 или параллельно установленным датчиком температуры. Оба исполнительных механизма 64 и 80 могут быть связаны с общим датчиком температуры через общий вторичный электронный прибор, например Р-25. Аналогично выше рассмотренному примеру могут быть выполнены смесительные устройства 24, 29, 42, в этом случае аналогично трубопроводу 6 будут выполнять функцию трубопроводы соответственно 23, 28, 32, а трубопроводу 9 соответствовать патрубки 25, 30, 43.

На фиг.6 показан пример выполнения регулирующего клапана 36, выполненного в виде клапана с одним входом и выходом, установленного на сливном патрубке 40.

На фиг.7 показан пример выполнения данного клапана в виде двух клапанов, один из которых установлен на трубопроводе 40, а другой на трубопроводе 35. Регулирующий клапан 81 с исполнительным механизмом 82 функционально связан с датчиком температуры 75 через электронный прибор, являющийся общим как для исполнительного механизма 82, так и для исполнительного механизма 74, как общее связующее звено.

На фиг. 8 показан аналогичный случай, только в нем клапан 81 установлен на патрубке 37.

На фиг.9 показан пример параллельной установки распределительного устройства 22 смесительному устройству 24. В этом случае они имеют общий вход.

На фиг.10 показан пример распределителя 22 в виде регулирующего клапана, имеющего один вход и выход и установленного на патрубке 27.

На фиг. 11 показан пример выполнения распределителя 22 с дополнительным клапаном 83, исполнительный механизм 84 которого функционально связан с датчиком температуры 67 через общий с исполнительным механизмом 66 электронный регулирующий прибор, например, типа Р-25. Клапан 83 может быть установлен или на входе воздухоохладителя 26, на патрубке 21 после его соединения с патрубком 27, или на выходе воздухоохладителя 26, на трубопроводе 28 до соединения его с патрубком 27. При установке параллельно устройств 22 и 24 их выходы соединены патрубками 85 и 86.

На фиг.12 показан пример выполнения комплексного устройства 87, которое выполнено в виде трехходового клапана, один вход которого связан патрубком 89 с патрубком 21, т.е. со входом воздухоохладителя 26, а другой патрубок 90 с источником стабилизированной по давлению холодной воды /на чертеже не показано/. Выход комплексного устройства 87 патрубком 91 соединен с трубопроводом 28, который также может быть соединен с трубопроводом 92 непосредственно перед входом водоподогревателя 31 или трубопроводом 32 непосредственно после водоподогревателя 31.

На фиг.13 показан пример выполнения комплексного устройства 93, установленного на трубопроводе 28, в его разрыве, вход и выход его соединяет трубопровод 28, а один из входов комплексного устройства патрубком 94 соединен с источником стабилизированной холодной воды по давлению, а другой вход соединен патрубком 95 с трубопроводом 21, т.е. непосредственно со входом воздухоохладителя 26, таким образом комплексное устройство 93 совмещает в себе функции двух устройств: распределительного устройства 22 и, например, смесительного устройства 29. Комплексное устройство 93 может быть также установлено в разрыве трубопровода 92 или трубопровода 32 и через свой исполнительный механизм 95а функционально связан с датчиком температуры, установленным аналогично датчику температуры 67 на одном из трубопроводов 28, 32 или 92. Наиболее предпочтительное место установки датчика температуры - трубопровод 32, т.к. в этом случае он находится после двух ступеней охлаждения дефлегматорной воды.

Аналогично предыдущим примерам исполнительный механизм 95а может быть связан со своим датчиком температуры через электронный прибор, например, типа Р-25.

На фиг.15 показан частный пример выполнения распределительного устройства 18 в виде трехходового регулирующего клапана с мембранным дополнительным механизмом 75.

На фиг.14 показан наиболее рентабельный пример выполнения второй ступени охлаждения, на ней показана обводная линия 96 с установленным на ней клапаном 97, который может быть регулирующим и функционально связанным с датчиком температуры, установленным на трубопроводе 32.

Его функции - отключение частично или полностью второй ступени охлаждения в зимний период, когда достаточно мощности первой ступени охлаждения. Одновременно на фиг. 14 показаны варианты соединения патрубка 27 трубопроводом 92 или с трубопроводом 32.

На фиг.15 показан частный пример выполнения распределительного устройства 18 в виде трехходового регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом 75, который разделен мембраной 98 на две полости: верхнюю полость 98а и нижнюю полость 99, в которой размещена тарелка 100, механически соединенная со штоком 101 и подпружиненная пружиной 102. Одновременно через редукционный клапан 103 в нижнюю полость 99 может быть подведен патрубок 104 для сжатого воздуха или жидкости под давлением. Шток 101 через уплотнительный сальник 105, выполненный в мембранном исполнительном механизме 75, и сальник 105а, выполненный в корпусе клапана, соединен с клапаном 106, расположенным между седлами 107 и седлом 108, эти седла делят трехходовой клапан на три канала: канал 109, в данном случае являющийся выходом, канал 110, в данном случае являющийся входом, канал 111, в данном случае являющийся выходом, соединяющим через канал 110 и патрубок 112 вход насосов с их выходом, т. е. насосы 14, 15, 16 через эти каналы работают по замкнутому контуру. Патрубок 112 соединяет через каналы 110 и 111 трубопровод 8 с коллектором 17 и является обводным. Верхняя полость 98 трубкой 113, являющейся импульсной, соединена с трубопроводом 21.

Аналогичным образом устроен и двухходовой клапан, выполняющий функции распределителя 18 и установленный на обводном патрубке 112, только у него в отличие от трехходового клапана отсутствует один канал 111, выполнено одно седло 108 и выполнен он нормально замкнутым, т.е. клапан 106 в отсутствии воздействия на мембранный исполнительный механизм 75 перекрывает седло 108 /фиг.16/. Аналогично предыдущему примеру верхняя полость 98а трубкой 113 соединена с трубопроводом 21.

Трехходовой клапан имеет крепежные фланцы 115, 116 и 117. Двухходовой клапан имеет фланцы 115 и 116.

На фиг.17 показан пример выполнения комплексного устройства 93, выполненного в виде четырехходового клапана и установленного в разрыве трубопровода 28, состоящего из корпуса 118 цилиндрической формы, в котором выполнен золотник 119 в форме стакана, в боковых стенках которого выполнены отверстия 121, 122 и 123, а дно золотника 119 соединено штоком 123 через уплотнитель 124 в корпусе 118 с исполнительным механизмом 125, вход трубопровода 28 в комплексное устройство 93 осуществляется сверху и он имеет еще два входа, патрубок 94 для холодной воды и патрубок 95 для разогретой, дефлегматорной воды, и один выход для стабилизированной воды, стабилизированной по температуре, переходящий в трубопровод 28.

I. Дополнительно: в системе может быть задействован один из смесителей 7, 24, 29 и 42. В зависимости от конкретных особенностей производства выбирается конкретное место установки смесителя, но при рассмотрении принципа работы системы в ней будет использоваться один вариант установки смесителя, наиболее рентабельный, это смеситель 29.

Оборотная система водоснабжения работает следующим образом. Вода после ректификационных аппаратов, имея температуру +65, +70^oC, поступает в дефлегматорный бак 3, из него по трубопроводу 4 она поступает в буферный бак 5, который автоматизирован по уровню, когда уровень в нем падает, срабатывает датчик 63 и подает сигнал на исполнительный механизм 62, а тот через патрубок 61 подает холодную воду в бак 5, пока не заполнится до нужной отметки. Из бака 5 по трубопроводу 6 вода поступает на смеситель 7, на него же из накопительного бака 10 по трубопроводу 9 поступает холодная вода, одновременно температура воды контролируется термометром сопротивления или датчиком температуры 65, установленным после первой или второй ступени охлаждения. В случае отклонения от заданной температуры исполнительный механизм 64 начинает перекрывать канал, связанный с трубопроводом 6 и открывать канал, связанный с трубопроводом 9, тем самым охлаждать воду, поступающую по трубопроводу 8 на вход насосов 14, 15, 16.

Накопительный бак 10 автоматизирован аналогично по уровню буферному баку 5. Далее вода насосами 14, 15, 16 подается на вход распределительного устройства 18, задача которого стабилизировать по давлению воду на выходе из насосов, при превышении давления в трубопроводе 21 датчик 20 подает сигнал на исполнительный механизм 19 и, воздействуя на него, перекрывает один из каналов на выходе и открывает другой, в данном случае если давление превышается по отношению к заданному, то перекрывается канал, связывающий выход насосов с трубопроводом 21, и открывается канал, соединяющий вход и выход насосов через обводной патрубок 112, тем самым насосы частично работают сами по себе, смягчая частично режим их работы и уменьшая давление на выходе.

В случае использования в качестве распределителя одного клапана /фиг.2/ при превышении давления нормально замкнутый клапан открывается, давая возможность воде поступать с выхода насосов 14, 15, 16 на их вход, уменьшая тем самым давление на выходе. При использовании двух клапанов /фиг.3/ клапан открывается, связывая вход-выход насосов, а нормально открытый клапан 76а закрывается частично под воздействием исполнительного механизма 77. Если давление воды в трубопроводе 21 начнет понижаться, то порядок срабатывания клапанов пойдет в обратном порядке, если в качестве распределителя используется трехходовой клапан, то будет перекрываться канал, связывающий выход насосов 14, 15, 16 с их входом, и открываться канал, связывающий выход этих насосов с трубопроводом 21. Если в качестве распределителя будет использован двухходовой нормально замкнутый клапан, установленный на обводном патрубке 112, то клапан начнет перекрывать канал, связывающий вход насосов с их выходом, тем самым увеличится поток воды по трубопроводу 21. Если в качестве распределителя используются два клапана, один из которых нормально замкнутый, установлен на обводном патрубке 112, а другой на трубопроводе 21, например клапаны 18а и 76а, то первый начнет закрываться, а второй открываться. Во всех рассмотренных случаях давление будет повышаться в трубопроводе 21. Таким образом, пройдя ступень стабилизации по давлению, вода поступает на первую ступень охлаждения и одновременно на узел стабилизации воды по температуре. Автоматизированное распределительное устройство 22 предназначено для повышения температуры воды в случае ее переохлаждения после первой ступени, т.е. после воздухоохладителя 26, что возможно зимой. Это делается следующим образом: при переохлаждении воды датчик температуры, например, через электронный прибор подает сигнал на исполнительный механизм 66, который, воздействуя на распределительное устройство 22, выполненное, например, в виде трехходового клапана, начнет перекрывать канал, связывающий трубопровод 21 с патрубком 23, и открывать канал, связывающий трубопровод 21 с патрубком 27, который является обводным по отношению к воздухоохладителю 26, тем самым на трубопровод 28 поступает больше подогретой воды через обводной патрубок 27, чем через воздухоохладитель охлажденной воды. Если в качестве распределительного устройства 22 используется клапан, установленный на обводном патрубке 27, то он, получив сигнал от датчика температуры о переохлаждении, начнет открываться, пропуская подогретую воду по патрубку 27 в трубопровод 28, если распределительное устройство будет выполнено из двух клапанов, один из которых будет установлен на патрубке 23 например, то последний при переохлаждении воды начнет перекрывать канал, связывающий трубопровод 21 с патрубком 23.

Для случая недостаточного охлаждения воздухоохладителем подогретой воды используется смеситель 24, который выполнен, например, в виде трехходового клапана. Получив сигнал от датчика температуры 69, исполнительный механизм при недостаточном охлаждении воды, начнет перекрывать канал, связывающий патрубок 23 с воздухоохладителем 26, и открывать канал, связывающий патрубок 25 с холодной водой с воздухоохладителем, т.е. на его вход подается разбавленная холодной водой теплая вода более низкой температуры, которую значительно легче охладить воздухоохладителю 26. Аналогично примеру фиг.5 для смесительного устройства 7, когда установлен лишь один клапан 7а на трубопроводе 9 холодной воды, смесительное устройство 24 может быть выполнено в виде одного регулирующего клапана, установленного на патрубке 25 стабилизированной по давлению воды /холодной/, и может работать, например, от функционально связанного с ним датчика температуры 69. Аналогично и примеру со смесительным устройством 7, когда оно выполнено в виде двух клапанов, клапана 7а, установленного на патрубке 9, и клапана 79, который установлен на патрубке 6 горячей воды, смесительное устройство 24 может быть выполнено из двух клапанов, один из которых установлен на патрубке 25, а другой на патрубке 23, оба клапана функционально могут быть связаны с одним датчиком температуры 69 через один электронный вторичный регулирующий прибор /с целью экономии места на чертеже не показаны/.

Если температура на выходе после первой или второй ступени охлаждения охлаждаемой воды повысится, то в данном случае начнет закрываться клапан, установленный на патрубке 23, и открываться клапан, установленный на патрубке 25, тем самым на вход первой ступени охлаждения поступает более охлажденная вода, которую легче охладить до необходимой температуры. При понижении температуры на выходе первой или второй ступени охлаждения происходит обратный процесс управления клапанами. Пройдя первую ступень охлаждения воздухоохладителем, вода, имея температуру около 30^oC, поступает на вторую ступень охлаждения, на вход смесительного устройства 29. При повышении температуры охлаждаемой воды после водоподогревателя 31, который в данном случае работает как охладитель воды, верней подогревается хладоноситель - артезианская вода, датчик температуры 71 через электронный вторичный прибор воздействует на исполнительный механизм 70, который в свою очередь воздействуя на смесительное устройство, которое может быть выполнено в виде трехходового клапана, начнет перекрывать канал, связывающий трубопровод 28 с трубопроводом 92. Если температура на выходе со второй ступени охлаждения охлаждаемой воды начнет понижаться, то процесс управления смесительным устройством будет протекать как в предыдущем случае, в обратном порядке. Как и в предыдущем примере аналогичные смесительные устройства выполнялись в виде одного клапана, установленного на патрубке с холодной стабилизированной по давлению водой или двух клапанов, один из которых установлен на основной магистрали охлаждаемой воды, а другой на патрубке для холодной стабилизированной по давлению воды, и управляются эти клапана от датчика температуры, связанного с исполнительными механизмами этих клапанов в противофазе, например через вторичный электронный регулирующий прибор, т.е. когда один клапан приоткрывается, другой призакрывается. В данном случае: при выполнении устройства 29 в виде одного клапана он становится на патрубке 30, а если в виде двух клапанов, то они ставятся на патрубок 30, а другой на трубопровод 28. В остальном принцип действия совпадает с предыдущим примером.

Точное поддержание температуры после второй ступени охлаждения обеспечивается автоматизированным распределительным устройством 36, которое может быть выполнено в виде трехходового клапана. При отклонении температуры воды на выходе водоподогревателя 31 от заданного значения датчик температуры 75 подает сигнал на исполнительный механизм 74 через, например, электронный вторичный прибор, открывая или закрывая канал регулирующего клапана, связывающий патрубок 37 с патрубком 35, одновременно открывая и закрывая в противофазе с предыдущей операцией канал, связывающий со сливным патрубком 40. Так если температура понижается, то канал, связывающий патрубки 35 и 37, перекрывается, а канал, связывающий патрубки 7 и 40, открывается, тем самым артезианская вода больше идет на слив, чем в канал 34. При повышении температуры охлаждаемой воды после второй ступени происходит обратный процесс переключения каналов регулирующего клапана 36, т.е. патрубки 37 и 35 соединяются, а канал, связывающий патрубки 37 и 40, уменьшается за счет перекрытия его регулирующим клапаном. Регулирующий клапан может быть выполнен в виде одного клапана, установленного на сливном патрубке 40, и может быть выполненным двухходовым, в остальном принцип действия его совпадает с предыдущими примерами, т. е. если температура воды после второй ступени возрастает, то клапан по сигналу датчика температуры закрывается, если происходит возрастание температуры воды, то он открывается. Наконец, может быть установлен дополнительный клапан 81, который, работая в паре с клапаном, установленным на патрубке 40, сделает регулировку температуры воды более точной, работая с ним в противофазе, когда двухходовой клапан будет закрываться, то клапан 81 под воздействием исполнительного механизма 82 от сигнала с датчика температуры будет открываться, и наоборот.

Таким образом, задача регулирующего клапана 36, уменьшая или увеличивая подачу артезианской воды, добиться точности регулирования температуры охлаждаемой воды после второй ступени охлаждения.

Вариант установки дополнительного смесителя 42 после второй ступени охлаждения, а этот вариант пригоден в летний период, когда возможный сбой на одной из ступеней охлаждения приведет к перегреву охлаждаемой воды на выходе системы, по принципу своего действия полностью совпадает с предыдущими примерами со смесителями 7, 24 и 29. Только в данном случае датчик температуры 71 установлен непосредственно после смесительного устройства 42, и вода, поступаемая по патрубку 43, должна иметь температуру меньшую, чем заданное значение охлаждаемой воды. Как и в предыдущих случаях, датчик температуры через электронный вторичный прибор управляет исполнительным механизмом 72, манипулируя регулирующим клапаном смесительного устройства, перекрывая или открывая частично или полностью каналы, соединяющие трубопровод 32 со входом ректификационных аппаратов 1, и патрубок 43 со входом аппаратов 1. Разбавляя холодной водой недоохлажденную оборотную воду, доводят ее до заданной температуры.

Аналогично предыдущим примерам смесительное устройство 42 может быть выполнено в виде трехходового клапана или одного двухходового клапана, установленного на патрубке 43 и управляемого от датчика температуры 71, или двух двухходовых клапанов, один из которых установлен на трубопроводе 32 до места соединения его с патрубком 43, а другой на патрубке 43. Они работают в противофазе, управляемые датчиком температуры 71, например, через вторичный электронный прибор.

Дополнительно: в заявочных материалах рассматривается вопрос о применении комплексного устройства, выполненного в виде трехходового клапана 87, на входы которого подается горячая до охлаждения первой ступенью вода и холодная вода, и в зависимости от температуры воды на выходе одной из ступеней охлаждения открывается тот или иной канал, связывающий или патрубок 89 с патрубком 91 или патрубок 90 с патрубком 91, получая управляющий сигнал от датчика температуры, установленного после комплексного устройства 87, такой вариант полезен для случаев использования дефлегматорной воды на хознужды и необходимости добавления определенного количества холодной воды для пополнения потерь оборотной воды.

Накопительный бак 45 позволяет использовать теплоэнергию дефлегматорной воды для хознужд завода. Это осуществляется следующим образом: если накопительный бак не заполнен полностью, то автоматический клапан открыт, и подогретая вода с дефлегматорного бака 3 поступает до тех пор, пока накопительный бак 45 не заполнится и уровень воды не дойдет до верхнего датчика уровня 53. После того как вода дойдет до этого датчика, с него поступает сигнал, например, через электронный сигнализатор уровня на исполнительный механизм 52 электронного или электрического исполнения, и начинает закрываться автоматический клапан 42. Возможно и применение пневматической системы. Если дефлегматорной воды будет не достаточно и уровень воды дойдет до нижнего датчика уровня 57, то открывается автоматический клапан 55, т.к. датчик уровня 57 через сигнализатор уровня, например, воздействует на исполнительный механизм 54. При открытии автоматического клапана 55 начнет через него и патрубок 56 поступать питательная вода. Далее из бака 45 вода поступает на водоподогреватели 50 и 51, а с них подогретая вода идет на хозбытнужды.

Комплексное устройство 93, установленное на трубопроводе 28 и выполненное, например, в виде четырехходового клапана, позволяет сконцентрировать процесс добавления холодной или горячей дефлегматорной воды в случае необходимости практически в одной точке, управляться одним исполнительным механизмом 95а от сигнала одного датчика температуры 71, например, через один вторичный прибор. При перегреве после второй ступени охлаждения открывается канал клапана, соединяющего патрубок 94 с трубопроводом, точнее его части, стоящей на выходе комплексного устройства 93, т.е. с трубопроводом 28, канал соединяющий патрубок 95 с этим выходом закрыт, а часть канала, соединяющая трубопровод 28, подключенный ко входу устройства 93, перекрывается. При переохлаждении дефлегматорной воды после первой или второй ступени охлаждения, например в зимний период, открывается канал устройства 93, соединяющий патрубок 95 с частью трубопровода 28, подведенного к выходу комплексного устройства 93, канал, соединяющий патрубок 94 с выходом устройства, закрыт, а часть канала, соединяющая трубопровод 28, подключенный к входу устройства 93, перекрывается. Четырехходовое комплексное устройство 93 может быть реализовано в виде трех одноходовых автоматических клапанов /фиг.13а/. Один из них установлен на трубопроводе 28, клапан 93а, а другой на патрубке 94, клапан 94а, и третий установлен на патрубке 95, клапан 95а. При переохлаждении дефлегматорной воды открывается клапан 95а от воздействия исполнительного механизма 95б, а клапан 93а перекрывается от воздействия исполнительного механизма 93б и, наконец, если дефлегматорная вода после охлаждения перегревается, то открывается клапан 94а под воздействием исполнительного механизма 94б, а клапан 93а перекрывается. В данном дополнительно рассматриваемом случае клапаны 94а и 95а подключены к трубопроводу 28 своим выходом после установленного на нем клапана 93а. В данном случае клапаны управляются от отдельных индивидуальных исполнительных механизмов, но могут быть связаны с одним вторичным электронным прибором, который дает соответствующий сигнал, например через промежуточное реле, одновременно на все исполнительные механизмы трех клапанов одновременно, при этом если клапан 94а открыт, то клапан 95а закрыт, и эти оба клапана работают в противофазе по отношению к клапану 93а, т.е. когда клапан 94а или 95а открываются, то клапан 93а начинает закрываться. В данном и предыдущем случаях управление комплексным устройством может производиться от одного датчика температуры, например, 67 через общий вторичный электронный прибор. Комплексное устройство 87 и комплексное устройство 93 могут быть также установлены на трубопроводах 8, 21, 28 и 32.

В дополнительной части заявочных материалах автор приводит примеры конкретных конструкций и их установки на трубопроводах. Так на фиг.15 изображен пример автоматизированного распределительного устройства 18 в виде трехходового клапана с мембранным исполнительным механизмом 75. Принцип его работы следующий. Если давление в трубопроводе 21 начнет повышаться, то это давление по трубке 113 начнет передаваться в верхнюю полость 98а, мембрана 98 начнет воздействовать на тарелку 100, а через нее на шток 101, перекрывая клапаном 106 связь каналов 110 и 109, одновременно открывая связь каналов 110 и 111, пропуская больший процент воды по замкнутому контуру с выхода насосов 14, 15, 16 на их вход и уменьшая подачу ее в трубопровод 21, тем самым уменьшая давление воды в нем, этот процесс будет происходить до тех пор, пока противодействие пружины 102 не сравняется с давлением мембраны, воздействующей на тарелку 100, если давление в трубопроводе 21 понижается, то под воздействием пружины 102 процесс перекрытия и открытия связи каналов будет идти в обратном порядке. Пружина определяет величину регулируемого давления воды в трубопроводе 21.

Чтобы увеличить регулируемое давление в трубопроводе 21, осуществляют подбор стабилизированным давлением воздуха или воды /жидкости/ через редукционный клапан 103 и патрубок 104, создавая в полости 99 постоянное давление, помогающее работе пружины 102, частично заменяя ее функции. Аналогично работает и двухседельчатый клапан, установленный на обводном патрубке 112, только в данном случае при увеличении давления в патрубке 21 нормально замкнутый клапан открывается, соединяя вход и выход насосов 14, 15, 16, а при уменьшении давления в трубопроводе 21 эти входы и выходы частично или полностью перекрываются /фиг.16/.

На фиг.17 показан пример реализации комплексного устройства в виде четырехходового цилиндрического клапана, который работает следующим образом: при отклонении температуры охлаждаемой воды после первой или второй ступени в зависимости от установки датчика температуры через вторичный электронный прибор на исполнительный механизм 125 поступает управляющий сигнал и тот начинает вращать золотник 119 в ту или иную сторону, совмещая соответствующие отверстия с соответствующим входом, например, одно из отверстий по команде системы автоматизации, например отверстие 121, совпадает с патрубком 94 для холодной воды, и через него начнет поступать холодная вода, смешиваясь с прогретой водой и охлаждая ее. Если необходимо подогреть переохлажденную воду, то исполнительный механизм поворачивает золотник 119 так, что совпадает отверстие 123 с патрубком 95 для подогретой воды, и вода начнет прогреваться, смешиваясь с неохлажденной водой. В обоих случаях отверстия подобраны так, что отверстие 122, связанное с трубопроводом 28 на его входе в комплексное устройство 93, начнет перекрываться, уменьшая доступ поступающей дефлегматорной воды на вход данного устройства к выходу этого устройства.

II. Дополнительно: в данном разделе дополнительных материалов к основным заявленным материалам в схему введено редуцирующее устройство 126, установленное непосредственно перед ректефикационным дефлегматорным аппаратом, на трубопроводе 32, это необходимо для стабилизации давления при больших расстояниях от нагнетательных насосов 14, 15, 16 /фиг.20/. На этой фигуре трубопровод 2, являющийся выходом ректификационных аппаратов 1, связан через трубопровод 127 со входом насосов 14, 15, 16, т.е. с трубопроводом 8, перед местом соединения трубопровода 127 и трубопровода 8 установлен обратный клапан 128 на трубопроводе 9. На трубопроводе 127 установлен автоматический клапан 129, исполнительный механизм 130 которого функционально связан через электронный прибор, вторичный, например, с датчиком температуры, например, установленный после первой ступени охлаждения, например, датчик температуры 67, в этом случае вторичный прибор - электронный регулятор температуры, может быть общим для исполнительных механизмов 66 и 130. Одновременно может быть установлен дополнительный циркуляционный насос 131, который через смесительное устройство 132 связан при помощи патрубков 133 и 134 со входом и выходом аппаратов 1, через трубопроводы 21, 28, 32 или дефлегматорную емкость давление насосов 131 также может быть стадилизировано, как давление воды с насосов 14, 15, 16. Смесительное устройство 132 может быть установлено на трубопроводах 21, 38 и 32. При остановке процесса ректификации предусмотрен автоматический клапан 135, установленный на патрубке 136, связывающий выход воздухоохладителя 26 через трубопровод 28 с буферным баком 5, и через исполнительный механизм функционально соединенный датчиком давления 137, например, с электроконтактным манометром, установленным на трубопроводе 2.

Таким образом, установка редуцирующего устройства 126 необходима в тех случаях, когда расстояние от насосов 14, 15, 16 до аппаратов 1 ректификации спирта на столько большое, что трубопроводы, соединяющие их, дросселируют движение воды по ним. Поэтому давление воды перед аппаратами может меняться в зависимости от ее расхода, что не очень желательно.

Связь выхода ректификационного аппарата 1 с входом насосов 14, 15, 16 позволяет в холодный период года увеличить температуру дефлегматорной воды перед первой ступенью охлаждения. С этой же целью трубопровод 127 может связывать трубопровод с буферным баком 5, а через него со входом насосов 14, 15, 16 /фиг.20/.

Аналогичной цели служит дополнительный циркуляционный насос 131, на патрубке 133 которого может быть установлена небольшая накопительная емкость перед входом в этот насос.

III. Дополнительно: при реализации распределительного устройства 18 в виде автоматического клапана с мембранным исполнительным механизмом 75 к нижней полости 99 подсоединен патрубок 137, закрепленный на исполнительном механизме 75, на патрубке установлено предохранительное устройство 138, например предохранительный клапан. Такое дополнение необходимо для того, чтобы излишнее давление, возникающее в полости 99 при движении мембраны 98 вниз, сбрасывалось через предохранительный клапан или гидрозатвор, которым может быть предохранительное устройство 138, при этом предохранительный клапан настраивается, точнее точка его срабатывания настраивается на давление, приблизительно равное давлению регулирования подпора редукционным клапаном 103, для исключения изменения давления подпора в полости 99 /фиг.21/.

Смесительное устройство 132 автоматизировано так же, как и все выше рассматриваемые смесители, и функционально связано своим исполнительным механизмом с датчиком температуры, установленным на линии слива после смесительного устройства 132.

Формула изобретения

1. Оборотная система водоснабжения, содержащая охладители, линии для подвода и отвода подогретой и охлажденной воды, нагнетательные насосы, установленные на этих линиях, промежуточные емкости, установленные на этих линиях между отдельными ступенями охлаждения, отличающаяся тем, что между буферной емкостью и первой ступенью охлаждения на линии, связывающей их, установлено автоматизированное распределительное устройство, по меньшей мере один канал которого связывает вход и выход нагнетательных насосов, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком давления, установленным на участке линии, соединенным с выходом нагнетательных насосов.

2. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что автоматизированное распределительное устройство выполнено в виде регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом, одна из полостей которого через импульсную линию связана с выходом насосов, а другая полость связана с регулятором давления, например с редукционным клапаном.

3. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что полость мембранного исполнительного механизма, связанная с регулятором давления, одновременно связана с предохранительным по давлению устройством, например предохранительным клапаном.

4. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что на линии, связывающей выход нагнетательных насосов со входом охладителя, установлено по меньшей мере одно распределительное устройство, по меньшей мере один канал которого связывает вход и выход охладителя, а его исполнительный механизм функционально связан с датчиком температуры, установленным на линии после охладителя.

5. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что на линии подвода и отвода подогретой и охлажденной воды установлено по меньшей мере одно автоматизированное смесительное устройство, один вход которого связан с источником холодной воды, а другой его вход связан с охлаждаемой водой, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком температуры, установленным на этих линиях после смесительного устройства.

6. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере на одной линии для подвода и отвода горячей и холодной воды установлено по меньшей мере одно автоматизированное распределительно-смесительное многоходовое комплексное устройство, один вход которого соединен с источником охлажденной воды, второй его вход соединен с источником охлаждаемой воды до охладителя, а третий его вход соединен с источником охлаждаемой воды после охладителя, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком температуры, установленным на этих линиях после комплексного устройства.

7. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что на линии артезианской воды перед второй ступенью охлаждения установлен по меньшей мере один регулирующий клапан, по меньшей мере один канал которого соединяет эту линию со сливной линией, а его исполнительный механизм функционально связан с датчиком температуры, установленным после второй ступени охлаждения.

8. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что выход охлаждаемых аппаратов напрямую связан обводной линией с нагнетательными насосами, при этом на этой линии установлен регулирующий клапан, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком температуры, установленным после соединения обводной линии со входом нагнетательных клапанов.

9. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что выход охлаждаемых аппаратов напрямую связан обводной линией с буферным баком, при этом на этой линии установлен регулирующий клапан, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком температуры, установленным после буферного бака.

10. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что вход и выход охлаждаемых аппаратов связан через дополнительный циркуляционный насос, при этом эта связь осуществляется через по меньшей мере одно регулирующее устройство, например регулирующий клапан, смесительное устройство, распределительное устройство или комплексное устройство.

11. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный циркуляционный насос соединяет вход и выход охлаждаемых аппаратов через по меньшей мере один охладитель.

12. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что буферный бак и выход первой ступени охлаждения соединены через автоматический клапан, исполнительный механизм которого функционально связан с датчиком давления, установленным на водопроводном выходе охлаждаемых аппаратов.

13. Система водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей вторую ступень охлаждения с охлаждаемыми аппаратами, установлено дополнительное редуцирующее устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22