Защищенное от коррозии устройство для обработки воды

 

Изобретение относится к способам предотвращения коррозии или отложения накипи, а именно к устройствам для обработки воды, которая циркулирует в системах центрального отопления. Устройство снабжено растворимым анодом, который установлен в пространстве снаружи трубчатого элемента внутри корпуса и предназначен для дополнительной защиты от коррозии. Трубчатый элемент установлен горизонтально в рабочем положении и имеет по меньшей мере одно отверстие, а корпус имеет верхнее открываемое отверстие для выпуска газа и нижнее открываемое отверстие - донный слив. Изобретение позволяет предотвратить коррозию посредством дегазации и электролитической обработки циркулирующей жидкости в закрытых трубопроводах. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству для обработки воды, которая циркулирует в закрытых трубопроводах, например, в системах центрального отопления.

Известно, что для предотвращения от коррозии и кавитации в насосах жидкость, циркулирующую в закрытом трубопроводе, подвергают дегазации или деаэрации. Установка, применяемая для этой цели, описана, например, в публикации ЕР-А-0273508. В публикации WO 97/10890 описаны аналогичные установки, соединенные последовательно и включающие также устройство для отделения твердых частиц от циркулирующей жидкости.

Другим средством борьбы с коррозией являются катодные устройства. Например, в патенте US-A-4376753 и публикации WO 96/22407 описаны электролизные установки, имеющие расходуемые аноды, соединенные параллельно в трубах, отходящих от системы циркуляции, и предназначенные для борьбы с коррозией. Такие установки управляются посредством регулировки потока жидкости, которая проходит через параллельные трубопроводы и электролизную установку, посредством изменения напряжения на аноде или катоде, посредством подбора материала анода и, необязательно, посредством добавки электропроводной жидкости, например гидразина.

Также известны устройства для борьбы с коррозией, представляющие собой отдельные резервуары, которые расположены в параллельных трубопроводах или непосредственно в замкнутом трубопроводе таким образом, чтобы часть циркулирующей в трубопроводе жидкости или вся жидкость проходила через резервуары, при этом такие устройства включают растворимый анод, который действует в отсутствии прикладываемого напряжения. Такие устройства для борьбы с коррозией выпускаются промышленностью под названиями PROMAG® и ELYSATOR®, соответственно.

Устройство для борьбы с коррозией, предусматривающее параллельные трубопроводы, обуславливает дополнительные затраты и требует дополнительного пространства, а устройство для борьбы с коррозией, установленное непосредственно в замкнутом трубопроводе, обычно приводит к неприемлемой эрозии растворимого анода, что существенно ограничивает срок службы этого анода.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является устройство для деаэрации воды, содержащее дегазатор, выполненный в виде трубчатого элемента, заключенный в корпус и соединенный посредством впускного и выпускного патрубков с трубопроводной системой, которое описано в патенте RU 2076768, 10.04.1997, кл. В 01 D 19/00.

Такое устройство для борьбы с коррозией является недостаточно эффективным и сравнительно дорогим, что затрудняет использование его в системах центрального отопления.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для обработки воды, которое предотвращает коррозию как посредством дегазации или диаэрации циркулирующей жидкости, так и посредством электролитической обработки этой жидкости, и которое по существу не имеет недостатков, присущих известным устройствам, в которых применяется катодное ингибирование коррозии.

Технический результат достигается тем, что устройство для обработки воды, которая циркулирует в замкнутой трубопроводной системе, содержит дегазатор, выполненный в виде трубчатого элемента, заключенный в корпус и соединенный посредством впускного и выпускного патрубков с трубопроводной системой, при этом устройство снабжено растворимым анодом, который установлен в пространстве снаружи трубчатого элемента внутри корпуса и предназначен для дополнительной защиты от коррозии, причем трубчатый элемент установлен горизонтально в рабочем положении и имеет по меньшей мере одно отверстие, а корпус имеет верхнее открываемое отверстие для выпуска газа и нижнее открываемое отверстие - донный слив.

Предпочтительно устройство снабжено трубообразным элементом с наружной съемной крышкой, при этом растворимый анод расположен внутри трубообразного элемента, выступающего из корпуса. Трубообразный элемент может быть установлен внизу корпуса, а донный слив может быть выполнен в съемной крышке.

При этом растворимый анод опирается на съемную крышку, электрически изолирован от съемной крышки.

Целесообразно, чтобы в устройстве донный слив или съемная крышка имели выпускной клапан для отвода шлама.

Предпочтительно устройство снабжено отделителем частиц, который соединен с впускным патрубком трубчатого элемента, расположенным выше по потоку, либо с выпускным патрубком трубчатого элемента, расположенным ниже по потоку, а дегазатор и отделитель частиц установлены в общем корпусе. При этом отделитель частиц соединен с впускным патрубком, расположенным выше по потоку.

Устройство согласно настоящему изобретению с помощью простых средств обеспечивает эффективную обработку воды. При помощи данного устройства эрозия растворимого анода является сравнительно небольшой, и анод будет растворяться, по существу, только с той скоростью, которая требуется для борьбы с коррозией.

Для более точного понимания настоящего изобретения, а также его особенностей далее будут описаны более подробно отдельные варианты осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых: фиг.1 представляет собой разрез по вертикали первого варианта устройства для обработки воды согласно настоящему изобретению; фиг.2 представляет собой поперечный разрез по линии II-II на фиг.1; фиг. 3-6 - виды, аналогичные виду на фиг.1, где проиллюстрированы еще четыре варианта осуществления настоящего изобретения.

Совпадающие или в основном совпадающие детали и элементы, показанные на чертежах, имеют одинаковые ссылочные позиции.

Устройство для очистки воды, показанное на фиг.1 и 2, включает трубчатый элемент 10, имеющий впускной и выпускной концы 11, 12 и предназначенный для последовательного соединения с горизонтальным трубопроводом, показанным стрелками 13 и 14, и включенный в систему замкнутого трубопровода, например, систему центрального отопления. Трубчатый элемент 10 с концами 11 12 имеет разрыв или отверстие 15 и заключен в корпус 17, который имеет верхнее отверстие 16 для выпуска газа. Отверстие 16 для выпуска газа снабжено клапаном 18, который может открываться либо вручную, либо автоматически, для удаления газа, например воздуха, который накопился в верхней части корпуса 17.

Устройство для обработки воды образует газоотделитель для жидкости, циркулирующей в трубопроводной системе. По мере того как жидкость проходит через газоотделитель, пузырьки газа, имеющиеся в жидкости, могут выходить из трубчатого элемента 10 через отверстие 15, и затем газ накапливается в верхней части газоотделителя. Часть жидкости, поступающей через конец 11 трубчатого элемента 10, отклоняется и попадает из трубчатого элемента в корпус 17. Эта жидкость проходит вперед в корпус 17 при пониженной скорости и затем проходит вниз вокруг выпускного конца 12 трубчатого элемента 10 и назад под трубчатый элемент и, наконец, вверх вокруг впускного конца 11 трубчатого элемента, где эту жидкость захватывает основной поток, проходящий прямо через трубчатый элемент. Как показано на чертеже, такое устройство может включать элементы 19, выполненные в виде рассекателей, которые помогают направлять поток в нужную сторону через газоотделитель.

Дегазация или деаэрация жидкости, циркулирующей в замкнутых системах, очень необходима, поскольку присутствие газа, например воздуха, в системах, которые служат для передачи тепла посредством воды, может снизить эффективность системы и вызвать кавитацию в насосах. Определенные концентрации кислорода в жидкости могут вызвать проблемы с коррозией, и эти проблемы уменьшаются по мере уменьшения содержания воздуха в результате дегазации или деаэрации. Дополнительная защита от коррозии обеспечивается при помощи устройства, показанного на фиг.1 и 2, посредством размещения растворимого анода 20 в корпусе снаружи от трубчатого элемента 10, где скорость потока жидкости существенно снижена, и эрозия растворимого анода под воздействием жидкости будет незначительна, причем анод может состоять, например, из магния.

В описываемом варианте анод 20 частично находится внутри соединительного трубообразного элемента 21, который выступает из корпуса 17. Наружный конец соединительного элемента 21 закрыт наружной съемной крышкой 22, которая поддерживает анод 20. На фиг.1 и 2 показан анод 20, прикрепленный скобой 23, которая изолирована от крышки, и болтом 24, который проходит через крышку 22, причем изоляция показана ссылочной позицией 25. В процессе работы анод 20 соединяется с крышкой 22 и системой трубопроводов в целом посредством кабеля, показанного ссылочной позицией 26. Проверить, не растворился ли анод, очень легко; для этого надо разорвать соединение (удалить один конец кабеля 26) и измерить напряжение между болтом 24 и крышкой 22, изолированной от болта, причем болт должен быть подключен к аноду.

По мере растворения растворимого анода 20 под анодом собирается шлам, который отводится через донный слив 28, который, предпочтительно, закрывается клапаном 27. В том случае, если устройство для обработки воды имеет соединительный элемент 21, направленный вниз, то донный слив 28 необходимо разместить в крышке 22. В альтернативном варианте донный слив 28 можно заменить съемной крышкой 22. Крышка 22 герметично прилегает к фланцу 30 на наружном конце соединительного элемента 21, например ее притягивают болтами 29 так, как показано на чертеже.

В варианте осуществления изобретения на фиг.3 устройство для обработки воды согласно настоящему изобретению соединено с отделителем твердых частиц 31. Этот отделитель может включать фильтр или сетчатый фильтр 32, например, того типа, который описан в публикации WO 97/10890, или такой фильтр может отсутствовать, и отделитель будет собирать только относительно крупные частицы. Отделитель частиц 31 в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3-6, включает корпус 17А, который образует удлинение корпуса 17 и который имеет свой собственный донный слив 33. Элементы корпусов 17, 17А отделены друг от друга общей разделительной перегородкой 34. Отделитель частиц 31 можно расположить в конце дегазатора, находящегося выше по потоку, как показано на фиг.3 и 4, хотя в альтернативном варианте его можно разместить в том конце дегазатора, который расположен ниже по потоку, как показано на фиг. 5 и 6. Что касается остальных позиций на фиг.3-6, они имеют те же значения, что и позиции на фиг.1 и 2.

Должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанными и проиллюстрированными вариантами его осуществления, а также что настоящее изобретение может содержать различные дополнения, не выходящие за рамки объема изобретения, как определено формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки воды, которая циркулирует в замкнутой трубопроводной системе, содержащее дегазатор, выполненный в виде трубчатого элемента, заключенный в корпус и соединенный посредством впускного и выпускного патрубков с трубопроводной системой, отличающееся тем, что оно снабжено растворимым анодом, который установлен в пространстве снаружи трубчатого элемента внутри корпуса и предназначен для дополнительной защиты от коррозии, при этом трубчатый элемент установлен горизонтально в рабочем положении и имеет по меньшей мере одно отверстие, а корпус имеет верхнее открываемое отверстие для выпуска газа и нижнее открываемое отверстие - донный слив.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено трубообразным элементом с наружной съемной крышкой, при этом растворимый анод расположен внутри трубообразного элемента, выступающего из корпуса.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трубообразный элемент установлен внизу корпуса, а донный слив выполнен в съемной крышке.

4. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что растворимый анод опирается на съемную крышку.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что растворимый анод электрически изолирован от съемной крышки.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что донный слив или съемная крышка имеют выпускной клапан для отвода шлама.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что оно снабжено отделителем частиц, который соединен с впускным патрубком трубчатого элемента, расположенным выше по потоку, либо с выпускным патрубком трубчатого элемента, расположенным ниже по потоку, а дегазатор и отделитель частиц установлены в общем корпусе.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что отделитель частиц соединен с впускным патрубком, расположенным выше по потоку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6