СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ ВНУТРИДОМОВЫХ ТЕПЛОВОДОСЕТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F28G7/00 

Группа изобретений относится к чистке, в частности, к способам и устройствам общего назначения для чистки и предотвращения загрязнений, а именно для чистки полых, гибких или хрупких изделий, например, труб, контейнеров (резервуаров), а также относится к очистке внутренних и внешних теплообменных или теплопередающих каналов посредством деформации, вибрации или смыванием или промыванием, например, химическими растворителями при реставрации домовых тепловодосетей центральных систем отопления много- и одноэтажных жилых, гражданских и общественных зданий и сооружений.

Известен способ очистки внутренней поверхности отопительных радиаторов, включающий разъединение в системе водяного отопления в двух местах подающей и обратной труб, и к месту разъединения подают гибким шлангом чистую воду и промывают (В.Н. Рудаков, А.Ю. Сопоцько. Планировка и ремонт сельского жилого домаю. - М.: Россельхозиздат, 1988, стр.265). Однако при этом способе удаляется только загрязненная вода от ржавчины, а отложения твердых примесей на стенках трубопроводов (радиаторов) при частой смене воды не удаляются и при эксплуатации их падает температурный градиент из-за плохой теплопередачи в радиаторах от загрязнений. Нормальным считается, что температурный градиент должен составлять 20^o - это разность температур на участке нагревания воды и на участке, где вода охлаждается (в радиаторе) (Й. Сюч. Азбука домашнего мастера. - М.: Стройиздат, 1985, стр.158, 160).

Известен способ отопления помещений многоэтажных зданий и устройство, его реализующее, патент N 2154239, М.кл. F 24 D 3/10, 19/10. Способ предусматривает измерение температур на вводе и выходе (Тв-Твх) с заданным пороговым значением t_з и переключают горячую воду на обратную. Устройство включает датчики температур, электрический двигатель, клапан, три задвижки, последовательно с датчиками соединен котроллер.

Недостатком известного способа является невозможность очистки радиаторов от отложений и повысить температурный градиент. Он позволяет только периодически устранять застойные зоны в радиаторах.

Недостатком известного устройства является сложная электрическая система, повышенная опасность в эксплуатации, требующая постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Известен способ очистки внутренней поверхности теплообменной установки от отложений (авт. св. N 799840, М.кл. В 08 В 9/08, "Способ мойки вакуум-выпарной установки"). Способ включает введение внутрь установки раствора каустической соды и азотной кислоты при Т=100-110^oС, и давление паров выдерживают 1,2-1,5 атм.

Недостатком данного способа является сама химическая очистка. Способ трудоемок, требует дорогих, экологически вредных реактивов и представляет повышенную опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды.

Известен способ очистки теплообменников (заявка N 92004022/12, М.кл. F 28 G 7/00). Способ относится к производству и эксплуатации теплообменных аппаратов, в частности к очистке от загрязнений внутренних и внешних поверхностей трубок, трубных досок, калачей и внутренней поверхности корпуса секции теплообменного аппарата. Заполняют жидкой средой (водой) и осуществляют в ней электрический разряд из расчетной энергии до заданной степени очистки от загрязнений, создавая электрогидроудары.

Недостатком данного способа является необходимость специальной высоковольтной установки с напряжением на выходе около 60 тыс. вольт, что требует специальной мобильной лаборатории, повышенной техники безопасности для обслуживающего персонала. Кроме того, в точке разряда возникает в воде давление около 30 тыс. атм, спадающее к периферии по линейному закону. Использование этого способа для очистки в отопительных радиаторах приведет к их разрушению (хрупкий чугун).

Ближайшим техническим решением по заявленному способу является способ очистки теплообменных элементов (заявка N 93018840/12, М.кл. F 28 G 7/00) - прототип. Способ относится к электрогидравлической обработке материалов и может быть использован для очистки внутренней поверхности теплообменных аппаратов от накипи при их реставрации. Для этого теплообменные элементы погружают в контейнер с водой и воздействуют на них гидравлическими ударами, возникающими при электрическом пробое межэлектродных промежутков между перемещаемыми высоковольтными электродами и теплообменными элементам. Элементы заполнены водой на 90%. Электроды целесообразно размещать с двух сторон элемента погружением последнего и извлечением из контейнера.

Основным недостатом данного способа является разделение теплообменных аппаратов на отдельные элементы, и для их обработки требуется специальная стационарная высоковольтная установка с присущей ей повышенной опасностью поражения электротоком обслуживающего персонала, его специальная подготовка к работе с высоковольтной аппаратурой, кроме того, не гарантируется целостность всех обработанных элементов и их 100%-ная очистка от загрязнений внутренних поверхностей (гидроудары производятся снаружи элемента) и как результат не интенсифицируется теплообмен обработанных элементов и не повышается технологичности процесса.

Известно устройство для очистки фасонных поверхностей (заявка N 93001712/12, М. кл. В 08 В 9/04). Относится к очистке поверхностей от отложений, накипи, окалины и других загрязнений и может быть использовано для очистки внутренней поверхности трубопроводов, деталей сложной конфигурации в различных областях промышленности. Устройство обеспечивает условия кавитационного истечения потока рабочего агента через кольцевой зазор между коаксиально установленных головок внутренней и наружной труб отвода агента и продуктами очистки через центральное отверстие внутренней трубы. Агент подается под давлением, достаточным условию кавитации в камеру очистки.

Недостатком данного устройства является наличие прямолинейного обрабатываемого участка внутренней поверхности, во-вторых, необходимость защиты поверхности головок внутренней и внешней труб от разрушения в условиях кавитации (в основном золочение или использование сверхпрочных спецматериалов), в-третьих, высокие энергозатраты на создание кавитирующего явления, и последнее - маловероятно, чтобы агент вместе с разрушенными отложениями возвращался назад в центральное отверстие внутренней трубы, тогда как впереди свободное пространство: это примерно как струя из брандспойта гонит воду вперед; широко известно, что скорость истечения кавитирующей струи жидкости достигает более 400 км/ч и Т=10000^oС в приграничном слое.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для осуществления способа является установка для очистки полых изделий (заявка N 93032909/12, М.кл. В 08 В 9/00) - прототип.

Устройство относится к очистке полых изделий от отложений (загрязнений). Преимущественная область применения установки - трубопроводы, теплообменные аппараты внутридомовых тепловодосетей. Для повышения эффективности очистки полых изделий, содержащих плотные отложения и непрочные (малопрочные) участки, в состав установки включены герметизируемый резервуар для очищающей среды, основное и дополнительное устройства, связанные трубопроводами с резервуаром и полым изделием, причем основное устройство выполнено в виде насоса, а дополнительное устройство представляет собой блок, состоящий из компрессора и вакуум-насоса.

Установка включает вспомогательное оборудование, дополнительное, повышающее эффективность очистки полых изделий: подогреватель, блок ввода моющих компонентов в очищаемую среду и т.д. В качестве очищающей среды используются жидкости, воздух.

Недостатком известной установки является следующее: загрязнение окружающей среды моющими средствами (типа каустическая сода, ряд кислот и т.д.); неполная очистка теплообменных аппаратов, что не приводит к интенсификации теплообмена в аппаратах (радиаторах), так как любой насос работает на принципе разрежения, что приводит к преждевременному выделению воздуха из очищаемой среды (жидкости); прерывистость процесса (необходимость выдерживания очищающей среды в радиаторах с последующим сбросом ее наружу); сложность технологического оборудования, используемого для очистки.

Сущность группы изобретений выражается:
- в способе очистки внутренней поверхности отопительных радиаторов внутридомовых тепловодосетей, включающем отсоединение их от отопительной системы и заполнение водой с воздушной подушкой и создание гидроударов, согласно изобретению создают зоны гидроударов и формируют их сжатым воздухом в каждой секции в нижней части в двух направлениях в сторону вертикальных полостей и улавливают водовоздушную жидкость с разрушенными отложениями через верхнюю часть радиатора, после чего отделяют от отложений и возвращают жидкость в нижнюю часть радиатора, причем импульсы сжатого воздуха подают после обработки предыдущей секции поочередно в последующую секцию и координируют зоны гидроударов под вертикальными полостями каждой секции. Достигаемый технический результат находится в причинно-следственной связи с сущностью способа и заключается в интенсификации теплообмена после очистки внутренней поверхности радиатора;
- устройство для осуществления способа, содержащее отопительный радиатор с основанием для крепления, трубопроводы, компрессор, согласно изобретению снабжено ресивером, глушителем в форме резервуара с крепежными трубами, воздушной Т-образной трубкой со шлангом, соединенным с ресивером, опорным основанием для воздушной трубки, координаторной передвижной шкалой, причем резервуар закреплен на отопительном радиаторе через его верхнее и нижнее ниппельные отверстия, а крепежные трубы выполнены сообщающимися, причем днище резервуара расположено на нижнем уровне воздушной подушки в радиаторе, воздушная трубка в торце выполнена с двумя отверстиями в нижней ее части, которые расположены под углом 90^o к друг другу, и выполнена с возможностью фиксированного перемещения через нижнее отверстие радиатора и крепежную трубу глушителя. Достигаемый технический результат заключается в повышении технологичности и эффективности процесса очистки.

Суть изобретения будет понята из нижеследующего описания изобретения и прилагаемых чертежей, где:
на фиг. 1 приведена схема установки очистки внутренней поверхности отопительных радиаторов,
на фиг.2 - поперечный разрез последней секции отопительного радиатора.

В описании изобретения и на чертежах приведены следующие обозначения:
- радиатор 1,
- крепежное основание 2,
- подкладки 3,
- верхнее отверстие 4,
- нижнее отверстие 5,
- глушитель 6,
- верхняя крепежная труба 7,
- нижняя крепежная труба 8,
- быстроразъемное соединение 9,
- вертикальная трубка 10,
- отвод для слива 11,
- патрубок 12,
- лючок 13,
- кран 14,
- воздушная Т-образная трубка 15,
- шланг 16,
- ресивер 17,
- пробковый кран 18,
- трубопровод 19,
- опорное основание 20,
- координаторная передвижная шкала 21,
- трубопровод 22,
- компрессор 23,
- манометр 24.

Отопительный радиатор 1 (фиг.1) внутридомовых тепловодосетей отсоединяют от отопительной системы и выносят на место очистки. Радиатор 1 крепится на основание 2 на подкладки 3 из дерева и фиксируется в вертикальном положении с помощью захватного устройства. Перед этим радиатор 1 освобождается от двух проходных радиаторных пробок. После этого через эти освобожденные верхнее 4 (фиг.2) и нижнее 5 ниппельные отверстия крепится глушитель б (фиг.1) в форме резервуара с помощью крепежных труб (верхней 7 и нижней 8) на резиновых прокладках с помощью быстроразъемного соединения 9. Крепежные трубы 7 и 8 выполнены сообщающимися с помощью вертикальной трубки 10. На нижней крепежной трубке 8 сделан отвод 11 для слива воды из радиатора 1 с помощью шланга, конец которого закрепляется в верхней части глушителя 6.

Резервуар имеет патрубок 12 для сброса воздуха, а также заливной лючок 13 и кран 14 для сброса лишней воды и установления нижнего уровня воздушной подушки (фиг. 2 - зона Б, размер А=100 мм) в радиаторе 1, так как днище резервуара расположено на нижнем уровне воздушной подушки в радиаторе 1. Через нижнюю крепежную трубу 8 глушителя 6 (фиг.1) и нижнее отверстие 5 (фиг.2) радиатора 1 с помощью сальника установлена воздушная Т-образная трубка 15 со шлангом 16, соединенным с ресивером 17 через пробковый кран 18, трубопровод 19 и Т-образный конец самой трубки. Этот конец находится и перемещается на опорном основании 20 для воздушной трубки 15. На опорном основании 20 крепится координаторная передвижная шкала 21, которая позволяет фиксированно перемещать воздушную трубку 15 через нижнее отверстие 5 радиатора 1. Воздушная Т-образная трубка 15 в своем закрытом торце в радиаторе 1 выполнена с двумя отверстиями в нижней ее части (обращенной к днищу радиатора 1), которые расположены под углом α=90^o к друг другу (фиг.2). Ресивер 17 (фиг.1) соединен трубопроводом 22 с компрессором 23. Давление в ресивере 17 контролируется по манометру 24, установленному на трубопроводе 19 перед пробковым краном 18.

Устройство работает следующим образом.

После того как схема установки собрана полностью в соответствии со схемой очистки радиаторов 1 фиг.1, берут воздушную Т-образную трубку 15 и максимально выдвигают ее конец в радиатор 1 через нижнее отверстие 5 таким образом, что ее торец с двумя отверстиями в нижней части (фиг.2) располагается в последней секции радиатора 1 под вертикальными полостями. На опорном основании 20 для воздушной Т-образной трубки 15 закрепляется координатная передвижная шкала 21 и проверяется зафиксированное соответствие начала шкалы 21 устройства Т-образному концу трубки 15 (что соответствует началу обработки последней секции радиатора 1). На шкале 21 нанесены метки расположения 2, 3 и т.д. секций. Через глушитель 6, лючок 13 заливается техническая вода в радиатор 1. Излишки воды на дне резервуара сливаются через кран 14, тем самым обеспечивая воздушную подушку не менее 100 мм в радиаторе 1. Включается в работу компрессор 23, достигается в ресивере 17 давление 6-8 атм, которое контролируется по манометру 24. Через пробковый кран 18, открывая его на 0,2-0,3 с, подают короткие импульсы сжатого воздуха в радиатор 1, которые формируют гидравлические удары в зоне последней секции в нижней ее части в двух направлениях в сторону вертикальных полостей. Мощные ударные волны распространяются снизу вверх, разрушают и измельчают многолетние отложения в секции радиатора 1. За счет наличия воздушной подушки (которая обеспечивается конструкцией глушителя 6) в верхней части радиатора 1 (фиг.2, зона Б) не происходит разрушения секций радиатора 1. При этом происходит выброс водовоздушной жидкости с разрушенными отложениями в глушитель 6 через верхнее отверстие 4 радиатора 1.

В глушителе 6, а точнее в резервуаре, происходит отделение жидкости от отложений и она возвращается через сообщающую вертикальную трубку 10 и нижнюю крепежную трубку 8 в нижнюю часть радиатора 1 через нижнее отверстие 5. На одну секцию создают 5-6 гидроударов. После этого воздушную Т-образную трубку 15 фиксируют по координатной шкале 21 для обработки поочередно в последующей секции радиатора 1, тем самым координируя новую зону гидроударов. Цикл формирования гидроударов сжатым воздухом в каждой секции под вертикальными полостями повторяется. Таким образом поочередно обрабатывают все секции радиатора 1.

Для освобождения радиатора 1 необходимо снять глушитель 6 вместе с воздушной Т-образной трубкой 15, предварительно с помощью шланга и отвода 11 для слива сбросить воду с измельченными отложениями, которая вытечет из нижнего 5 ниппельного отверстия радиатора 1, снять захватное устройство на основании 2 и повернуть радиатор 1 ниппельными отверстиями 4 и 5 вверх, после чего радиатор 1 заливается чистой водой, которая с остатками отложений сливается. Цикл очистки радиатора, который повышает технологичность установки и эффективность процесса очистки внутренней поверхности радиаторов, закончен, что в конечном итоге интенсифицирует теплообмен в очищенных радиаторах.

Группа изобретений относится к очистке поверхностей и может быть использована для очистки внутренних и внешних теплообменных или теплопередающих каналов домовых тепловодосетей центральных систем отопления много- и одноэтажных зданий и сооружений. Способ включает отсоединение радиаторов от отопительной системы и заполнение их водой с воздушной подушкой и создание гидроударов. Создают зоны гидроударов и формируют их сжатым воздухом в каждой секции радиатора в нижней части в двух направлениях в сторону вертикальных полостей и улавливают водовоздушную жидкость с разрушенными отложениями через верхнюю часть радиатора, после чего отделяют от отложений и возвращают жидкость в нижнюю часть радиатора, причем импульсы сжатого воздуха подают после обработки предыдущей секции поочередно в последующую секцию и контролируют зоны гидроударов под вертикальными полостями каждой секции. Устройство для осуществления способа содержит основание для крепления радиатора, трубопроводы, компрессор, а также оно снабжено ресивером, соединенным трубопроводами с компрессором и воздушной Т-образной трубкой со шлангом, глушителем в форме резервуара с крепежными трубами, опорным основанием для воздушной трубки, координатной передвижной шкалой, причем резервуар закреплен на отопительном радиаторе через его верхнее и нижнее ниппельные отверстия, а крепежные трубы выполнены сообщающимися. Днище резервуара расположено на нижнем уровне воздушной подушки в радиаторе, а воздушная трубка в торце выполнена с двумя отверстиями в нижней ее части, которые расположены под углом 90^o друг к другу, и выполнена с возможностью фиксированного перемещения через нижнее отверстие радиатора и крепежную трубу глушителя. Группа изобретений обеспечивает технологичность и эффективность очистки поверхностей. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ очистки внутренней поверхности отопительных радиаторов внутридомовых тепловодосетей, включающий отсоединение их от отопительной системы и заполнение водой с воздушной подушкой и создание гидроударов, отличающийся тем, что создают зоны гидроударов и формируют их сжатым воздухом в каждой секции радиатора в нижней части в двух направлениях в сторону вертикальных полостей и улавливают водовоздушную жидкость с разрушенными отложениями через верхнюю часть радиатора, после чего отделяют от отложений и возвращают жидкость в нижнюю часть радиатора, причем импульсы сжатого воздуха подают после обработки предыдущей секции поочередно в последующую секцию и контролируют зоны гидроударов под вертикальными полостями каждой секции. 2. Устройство для очистки внутренней поверхности отопительных радиаторов внутридомовых тепловодосетей, содержащее основание для крепления радиатора, трубопроводы, компрессор, отличающееся тем, что оно снабжено ресивером, соединенным трубопроводами с компрессором и воздушной Т-образной трубкой со шлангом, глушителем в форме резервуара с крепежными трубами, опорным основанием для воздушной трубки, координатной передвижной шкалой, причем резервуар закреплен на отопительном радиаторе через его верхнее и нижнее ниппельные отверстия, а крепежные трубы выполнены сообщающимися, причем днище резервуара расположено на нижнем уровне воздушной подушки в радиаторе, воздушная трубка в торце выполнена с двумя отверстиями в нижней ее части, которые расположены под углом 90^o друг к другу, и выполнена с возможностью фиксированного перемещения через нижнее отверстие радиатора и крепежную трубу глушителя.