Устройство для импульсной очистки теплообменных поверхностей
Владельцы патента RU 2783739:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки теплообменных аппаратов систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. В устройстве для импульсной очистки теплообменных поверхностей, содержащем последовательно расположенные и объединенные в замкнутый контур группу теплообменных аппаратов, охладитель со сборным резервуаром, обратный клапан и циркуляционный насос с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, а также перепускной трубопровод с подключенной к нему герметичной емкостью, соединенный входом через второй обратный клапан с нагнетательным трубопроводом, а выходом посредством задвижки связан с всасывающим трубопроводом, герметичная емкость выполнена в виде гидравлического аккумулятора, конструкция содержит второй гидравлический аккумулятор, трехходовой кран переключения режимов и ударный узел, трехходовой кран переключения режимов установлен в нагнетательный трубопровод и соединен с входом перепускного трубопровода, второй гидравлический аккумулятор присоединен к нагнетательному трубопроводу между трехходовым краном переключения режимов и циркуляционным насосом, а ударный узел входом подключен ко входу второго обратного клапана и выходом связан со входом теплообменных аппаратов. Технический результат - повышение эффективности очистки теплообменных поверхностей при упрощении конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки теплообменных аппаратов систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций.
Известен способ очистки внутренней поверхности отопительных приборов центрального отопления, включающий в себя подачу под давлением импульсов воздуха и слив загрязненной жидкости, характеризующийся тем, что очищаемый отопительный прибор соединяют с воздушным гидроимпульсным комплексом гибким шлангом, затем осуществляют плавную подачу импульсов сжатого воздуха из воздушного резервуара воздушного гидроимпульсного комплекса плавным открытием клапана с подпружиниванием и с изменяющейся площадью его проходного сечения по нелинейной характеристике, при этом происходит активное перемешивание расширяемого воздуха и воды и отрыв загрязнений под воздействием этого процесса от поверхности отопительного прибора, образование загрязненной взвеси, которую сбрасывают через трехходовой кран в канализацию, при этом способ состоит из циклов, включающих этапы: воздействие - слив (RU 2302596; МПК F28G 9/00, В08В 5/02; опубл. 10.07.2007).
Недостатками этого изобретения являются относительно низкое качество очистки конструктивных элементов системы отопления из-за технической особенности плавной подачи в нее импульсов воздуха.
Известен способ очистки внутренней поверхности трубопроводов от загрязнений, включающий в себя генерацию ударных волн в жидкости, заполняющей очищаемый трубопровод, резкой подачей под большим давлением импульсов сжатого воздуха и слив загрязненной жидкости. При этом, ударную волну генерируют в непосредственной близости от входа в трубопровод в гидроблоке, заполнение трубопровода рабочей жидкостью и слив загрязнений осуществляют также через гидроблок в одном замкнутом цикле (RU 2179082; МПК В08В 9/04, В08В 9/032; опубл. 10.02.2002).
Недостатком этого изобретения являются относительно низкое качество очистки конструктивных элементов системы отопления из-за использования для промывки только пневмоимпульса.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для импульсной очистки теплообменных поверхностей, содержащее объединенные в замкнутый контур группу теплообменных аппаратов 1, охладитель со сборным резервуаром 5, обратный клапан 7 и циркуляционный насос 2, а также подсоединенную к контуру на входе циркуляционного насоса 2 посредством перепускного трубопровода с задвижкой герметичную емкость 8 и подключенный к ней источник давления, выполненный в виде дополнительного насоса 13, подключенного всасывающим патрубком через дополнительную задвижку 10 к замкнутому контуру на выходе циркуляционного насоса, а нагнетательным - к перепускному трубопроводу 11 между задвижкой 10 и герметичной емкостью 8. При этом дополнительный насос снабжен байпасом с обратным клапаном (SU 1733900; МПК F28G 9/00; опубл. 15.05.1992).
Недостатки прототипа - относительная сложность конструкции, а также необходимость использования дополнительного насоса для создания повышенного давления в герметичной емкости очищающей жидкости.
Технический результат заключается в повышении эффективности очистки теплообменных поверхностей при упрощении конструкции.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для импульсной очистки теплообменных поверхностей, содержанием последовательно расположенные и объединенные в замкнутый контур группу теплообменных аппаратов, охладитель со сборным резервуаром, обратный клапан и циркуляционный насос с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, а также перепускной трубопровод с подключенной к нему герметичной емкостью, соединенный входом через второй обратный клапан с нагнетательным трубопроводом, а выходом посредством задвижки связан с всасывающим трубопроводом, герметичная емкость выполнена в виде гидравлического аккумулятора, а устройство снабжено вторым гидравлическим аккумулятором, трехходовым краном переключения режимов и ударным узлом, причем трехходовой кран переключения режимов установлен в нагнетательный трубопровод и соединен с входом перепускного трубопровода, второй гидравлический аккумулятор присоединен к нагнетательному трубопроводу между трехходовым краном переключения режимов и циркуляционным насосом, а ударный узел входом подключен ко входу второго обратного клапана и выходом связан со входом теплообменных аппаратов.
Предлагаемое техническое решение представлено на чертеже. Устройство для импульсной очистки теплообменных поверхностей включает последовательно расположенные и объединенные в замкнутый контур группу теплообменных аппаратов 1, охладитель 2 со сборным резервуаром 3, обратный клапан 4 и циркуляционный насос 5 с всасывающим 6 и нагнетательным 7 трубопроводами, а также перепускной трубопровод 8 с подключенной к нему герметичной емкостью 9 в виде гидравлического аккумулятора, соединенный входом через второй обратный клапан 10 с нагнетательным трубопроводом 7, а выходом посредством задвижки 11 связан с всасывающим трубопроводом 6. Трехходовой кран переключения режимов 13 установлен в нагнетательный трубопровод 7 и соединен: с входом перепускного трубопровода 8, второй гидравлический аккумулятор присоединен к нагнетательному трубопроводу 7 между трехходовым краном переключения режимов 13 и циркуляционным насосом 5, а ударный узел 14 входом подключен ко входу второго обратного клапана 10 и выходом связан со входом теплообменных аппаратов 1.
Устройство для импульсной очистки теплообменных поверхностей работает следующим образом. Сначала замкнутый контур заполняют рабочей средой - жидкостью. В гидравлический аккумулятор 9 закачивают воздух под давлением, необходимым для обеспечения импульсного вытеснения из него жидкости в перепускной трубопровод 8 на вход циркуляционного насоса 5 по всасывающему трубопроводу 6 с требуемым расходом. В гидравлический аккумулятор 12 закачивают воздух под давлением, необходимым для защиты циркуляционного насоса 5 от пульсаций давлений, генерируемых ударным узлом 14 в нагнетательном трубопроводе 7. Трехходовой кран переключения режимов 13 переводят в положение, при котором перепускной трубопровод 8 отключен от нагнетательного трубопровода 7. Задвижку 11 переводят в положение, при котором перепускной трубопровод 8 отключен от всасывающего трубопровода 6.
Далее производят очистку теплообменных аппаратов 1 и связанных с ним трубопроводов по схеме оборотного водоснабжения, когда работает циркуляционный насос 5. Жидкость от него с рабочим расходом по нагнетательному трубопроводу 7 через открытый трехходовой кран переключения режимов 13 поступает к группе теплообменных аппаратов 1, затем в охладитель 2 со сборным резервуаром 3 и через первый обратный клапан 4, установленный на всасывающем трубопроводе 6, вновь поступает к циркуляционному насосу 5. Второй гидравлический аккумулятор 12 при этом частично заполняется жидкостью.
Для зарядки первого гидравлического аккумулятора 9 жидкостью трехходовой кран переключения режимов 13 переводят в положение, при котором жидкость от циркуляционного насоса 5 поступает к группе теплообменных аппаратов 1 через ударный узел 14, который в автоматическом самоподдерживающемся режиме или вследствие внешнего управляющего воздействия периодически перекрывает проходное сечение нагнетательного трубопровода 7. При закрытии ударного узла 14 возникает гидравлический удар, положительная волна распространения которого обеспечивает импульсную подачу жидкости по перепускному трубопроводу 8 через второй обратный клапан 10 в первый гидравлический аккумулятор 9.
В этот же момент остаточная энергия гидравлического удара движется по нагнетательному трубопроводу 7 ко второму гидравлическому аккумулятору 12, где происходит ее демпфирование без накопления объема жидкости. Отрицательная волна гидравлического удара в этот момент воздействует на группу теплообменных аппаратов знакопеременным давлением, создавая начальные условия для промывки.
После зарядки первого гидравлического аккумулятора 9 трехходовой кран переключения режимов 13 возвращают в исходное положение при котором перепускной трубопровод 8 отключен от нагнетательного трубопровода 7. Задвижку 11 переводят в положение, при котором перепускной трубопровод 8 подключен ко всасывающему трубопроводу 6 и жидкость под напором, создаваемым первым гидравлическим аккумулятором 9, поступает по всасывающему трубопроводу 6 на вход циркуляционного насоса 5.
В результате этого расход жидкости, циркулирующей через группу теплообменных аппаратов 1 и связанные с ним трубопроводы, резко возрастает относительно рабочего расхода, обеспечиваемого только циркуляционным насосом 5 в исходном состоянии. Это происходит за счет того, что после открытия задвижки 11 давление жидкости, подаваемой в группу теплообменных аппаратов 1, резко увеличивается от прибавки давления, накопленного в первом гидравлическом аккумуляторе 9. В итоге этого резко повышается скорость движения жидкости через группу теплообменных аппаратов 1 и связанных с ними трубопроводов, кинетическая энергия возрастает пропорционально квадрату скорости, что и обеспечивает отрыв и удаление отложений.
Продолжительность импульсного повышения расхода ограничена временем истечения жидкости из первого гидравлического аккумулятора 9 по перепускному трубопроводу 8 через задвижку 11 во всасывающий трубопровод 6. По окончании истечения жидкости закрывается задвижка 11 и трехходовой кран переключения режимов 13 переводят в положение, при котором жидкость от циркуляционного насоса 5 поступает к группе теплообменных аппаратов 1 через ударный узел 14, после чего начинается новый цикл зарядки первого гидравлического аккумулятора 12 для последующей очистки группы теплообменных аппаратов 1 и связанных с ними трубопроводов.
Количество циклов очистки определяется характером и интенсивностью образования отложений в системе оборотного водоснабжения. По окончании очистки трехходовой кран переключения режимов 13 переводят в положение, при котором перепускной трубопровод 8 отключен от нагнетательного трубопровода 7. Задвижку 11 переводят в положение, при котором перепускной трубопровод 8 отключен от всасывающего трубопровода 6.
В результате применения предлагаемого устройства для импульсной очистки теплообменных поверхностей исключается необходимость использования дополнительного насоса для реализации режима импульсной прочистки поверхностей нагрева с увеличенным расходом промывающей жидкости через промываемый теплообменник, а также повышается эффективность очистки теплообменных поверхностей за счет использования гидроударного аккумулирования расхода и давления промывающей жидкости на источнике давления - гидравлическом аккумуляторе.
Устройство для импульсной очистки теплообменных поверхностей, содержащее последовательно расположенные и объединенные в замкнутый контур группу теплообменных аппаратов, охладитель со сборным резервуаром, обратный клапан и циркуляционный насос с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, а также перепускной трубопровод с подключенной к нему герметичной емкостью, соединенный входом через второй обратный клапан с нагнетательным трубопроводом, а выходом посредством задвижки связан с всасывающим трубопроводом, отличающееся тем, что герметичная емкость выполнена в виде гидравлического аккумулятора, а устройство снабжено вторым гидравлическим аккумулятором, трехходовым краном переключения режимов и ударным узлом, причем трехходовой кран переключения режимов установлен в нагнетательный трубопровод и соединен с входом перепускного трубопровода, второй гидравлический аккумулятор присоединен к нагнетательному трубопроводу между трехходовым краном переключения режимов и циркуляционным насосом, а ударный узел входом подключен ко входу второго обратного клапана и выходом связан со входом теплообменных аппаратов.
