Система химической водоподготовки Российский патент 2024 года по МПК C02F1/68 F04F7/02 F17D3/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах водоподготовки теплоносителя, а также к области химического машиностроения в системах дозирования жидких сред.

Уровень техники

Известна система водоподготовки на основе дозатора для жидких реагентов (патент RU на ПМ № 52972, опубл. 27.04.2006, МПК F17D 3/12), включающая полый контейнер, трубопровод жидкости, первое сужение, расположенное в трубопроводе, первую трубку, присоединенную к трубопроводу выше по течению от первого сужения и сообщающуюся с контейнером, вторую трубку, соединяющую нижнюю часть контейнера с трубопроводом ниже по течению от первого сужения, выпускной клапан, сообщающийся с нижней частью контейнера, заливную горловину в верхней части контейнера, средство для закрывания заливной горловины, первая трубка сообщается с верхней частью контейнера, причем обе трубки оснащены запорными клапанами, а внутри одной из трубок расположено второе сужение.

Недостатками настоящего технического решения являются относительно низкая точность процесса дозирования реагента в исходную воду на выходе из устройства, обусловленная постоянным снижением концентрации реагента в контейнере при замещении (разбавлении) его частью воды, а также необходимость периодического слива исходной воды для опорожнения контейнера реагентом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является система химводоподготовки (патент RU № 2577676, опубл. 20.03.2016, МПК F17D 3/12, F04F7/02), содержащая питательную трубу с ударным узлом, импульсный нагнетатель с обратными клапанами входа и выхода, внутри которого размещена эластичная диафрагма, разделяющая его полость на две изолированные друг от друга части, первая из которых связана с подводящей трубой на участке до ударного узла по ходу движения жидкости, а вторая - с обратными клапанами входа и выхода, а также нагнетательную трубу, соединенную одним концом с обратным клапаном выхода, регулятор расхода с контролирующим элементом, три гидроаккумулятора, всасывающий трубопровод и емкость для реагента, причем первый гидроаккумулятор включен в подводящую трубу за ударным клапаном, второй гидроаккумулятор включен в подводящую трубу до напорного колпака, третий гидроаккумулятор и регулятор расхода последовательно включены в нагнетательную трубу, соединенную вторым концом с подводящей трубой на участке перед контролирующим элементом, а всасывающий трубопровод соединен с впускным клапаном и емкостью для реагента.

Недостатком данного технического решения является относительно низкая надежность, обусловленная чрезмерным повышением давления в нагнетательном трубопроводе при минимальном дозировании жидкого реагента.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности системы химводоподготовки.

Технический результат заключается в реализации автоматического сброса избыточного давления в нагнетательной линии после импульсного нагнетателя.

Это достигается за счет того, что известная система химической водоподготовки, содержащая питательный трубопровод с ударным узлом, импульсный нагнетатель с обратными клапанами входа и выхода, внутри которого размещена эластичная диафрагма, разделяющая его внутреннюю полость на две изолированные друг от друга полости, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, регулятор расхода с контролирующим элементом, емкость для жидкого реагента и три гидравлических аккумулятора, где первая гидравлически изолированная полость импульсного нагнетателя связана с питательным трубопроводом на входе ударного узла, а вторая полость - с обратными клапанами входа и выхода, всасывающий трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном входа, а вторым - с емкостью для жидкого реагента, контролирующий элемент установлен в питательном трубопроводе на выходе ударного узла, нагнетательный трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном выхода, а вторым концом включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, первый гидравлический аккумулятор и регулятор расхода включены последовательно в нагнетательный трубопровод, второй гидравлический аккумулятор включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, третий гидравлический аккумулятор включен в питательную трубу до импульсного нагнетателя, снабжена перепускным трубопроводом и двумя регуляторами давления, причем первый регулятор давления установлен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, второй регулятор давления установлен последовательно в перепускной трубопровод, один конец которого включен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, а второй конец - во всасывающий трубопровод.

Краткое описание чертежей (если они содержатся в заявке)

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено предлагаемая система химической водоподготовки.

Осуществление изобретения

Система химической водоподготовки содержит питательный трубопровод 1 с ударным узлом 2, импульсный нагнетатель 3 с обратными клапанами входа 4 и выхода 5, внутри которого размещена эластичная диафрагма 6, разделяющая его внутреннюю полость на две изолированные друг от друга полости 7, 8, всасывающий 9 и нагнетательный 10 трубопроводы, регулятор расхода 11 с контролирующим элементом 12, емкость для жидкого реагента 13, три гидравлических аккумулятора 14, 15, 16, перепускной трубопровод 17 и два регулятора давления 18, 19. Первая гидравлически изолированная полость 7 импульсного нагнетателя 3 связана с питательным трубопроводом 1 на входе ударного узла 2, а вторая полость 8 - с обратными клапанами входа 4 и выхода 5. Всасывающий трубопровод 9 соединен одним концом с обратным клапаном входа 4, а вторым с емкостью для жидкого реагента 13. Контролирующий элемент 12 установлен в питательном трубопроводе 1 на выходе ударного узла 2. Нагнетательный трубопровод 10 соединен одним концом с обратным клапаном выхода 5, а вторым концом включен в питательный трубопровод 1 между ударным узлом 2 и контролирующим элементом 12. Первый гидравлический аккумулятор 14 и регулятор расхода 11 включены последовательно в нагнетательный трубопровод 10. Второй гидравлический аккумулятор 15 включен в питательный трубопровод 1 между ударным узлом 2 и контролирующим элементом 12, который, в свою очередь, представляет собой устройство, выполненное с возможностью фиксирования качества подготовки воды и выдачи управляющего воздействия при отклонении ее параметров от заданных. Третий гидравлический аккумулятор 16 включен в питательный трубопровод 1 до импульсного нагнетателя 3. Первый регулятор давления 18 установлен в нагнетательный трубопровод 10 между первым гидравлическим аккумулятором 14 и регулятором расхода 11. Второй регулятор давления 19 установлен последовательно в перепускной трубопровод 17, один конец которого включен в нагнетательный трубопровод 10 между первым гидравлическим аккумулятором 14 и регулятором расхода 11, а второй конец во всасывающий трубопровод 9.

Система химической водоподготовки работает следующим образом.

Сначала емкость для жидкого реагента 13 заполняют химическим реагентом. В первый гидравлический аккумулятор 14 закачивают воздух под давлением, необходимым для сглаживания пульсаций давления нагнетаемого жидкого реагента в нагнетательном трубопроводе 10. Во второй гидравлический аккумулятор 15 закачивают воздух под давлением, необходимым для сглаживания пульсаций давления рабочей среды в питательном трубопроводе 1 на выходе ударного узла 2. В третий гидравлический аккумулятор 16 закачивают воздух под давлением, необходимым для сглаживания пульсаций давления рабочей среды на входе ударного узла 2.

Далее из питательного трубопровода 1 полностью удаляется воздух. Это достигается путем его заполнения рабочей средой и последующим выпуском воздуха в его высшей точке с использованием автоматического воздухоотводчика (на рисунке не указан) или кратковременной разгерметизацией его гидравлического контура при сообщении его с атмосферой от ослабления составляющих его конструктивных элементов.

Для быстрого запуска технического решения в работу эластичную диафрагму 6 рекомендуется переместить в первую полость 7 импульсного нагнетателя 3. Это может быть реализовано путем применения возвратной пружины (на рисунке не указана), устанавливаемой внутрь импульсного нагнетателя, или же повышенным давлением жидкого реагента во второй полости 8 относительно давления рабочей среды в первой полости 7 импульсного нагнетателя 3, что может быть достигнуто путем применения подкачивающего насоса (на рисунке не указан) жидкого реагента.

Первый регулятор давления 18 настраивают на поддержание рабочего давления жидкого реагента в первом гидравлическом аккумуляторе 14.

Второй регулятор давления 19 настраивают на сброс избыточного разрешенного давления, значение которого определяется конкретной гидравлической системой.

Затем через питательный трубопровод 1 организуют циркуляцию рабочей среды с входа ударного узла 2 к выходу при его открытом проходном сечении. При установившейся скорости истечения рабочей среды проходное сечение ударного узла 2 закрывается автоматически или принудительно (в зависимости от типа применяемой конструкции), в результате чего возникает локальный гидравлический удар. Положительная волна этого удара, устремляясь от закрытого ударного узла 2 к третьему гидравлическому аккумулятору 16, обеспечит перемещение эластичной диафрагмы 6 из первой полости 7 импульсного нагнетателя 3 в его вторую полость 8 при вытеснении порции жидкого реагента (или изначально порции воздуха при постепенном заполнении всасывающего трубопровода 9 жидким реагентом из емкости 13, - в том случае, если всасывающий 9 и нагнетательный 10 трубопроводы не были заполнены жидким реагентом) из этой полости через обратный клапан выхода 5 в первый гидравлический аккумулятор 14, а затем по нагнетательному трубопроводу 10 через первый регулятор давления 18 и регулятор расхода 11 в питательный трубопровод 1 за ударным узлом 2.

После того, как положительная волна гидравлического удара исчерпает свою энергию, отразившись от третьего гидравлического аккумулятора 16, она сменит знак на противоположный и устремится к закрытому ударному узлу 2. В момент такого понижении давления в питательном трубопроводе 1 проходное сечение ударного узла 2 открывается автоматически или принудительно (в зависимости от типа применяемой конструкции) и эластичная диафрагма 6 импульсного нагнетателя 3 перемещается в первую полость 7 импульсного нагнетателя 3, обеспечивая при этом всасывание очередной порции жидкого реагента (или воздуха, - в случае отсутствия жидкого реагента) через обратный клапан входа 4 из всасывающего трубопровода 9

Контролирующий элемент 12 постоянно фиксирует качество рабочей среды в питательном трубопроводе 1 и при отклонении параметров ее химической подготовки от нормативных изменяет проходное сечение регулятора расхода 11. При этом возможно два крайних положения регулятора расхода 11. Так в случае необходимости максимальной подачи жидкого реагента проходное сечение регулятора расхода 11 полностью открывается в результате управляющего воздействия контролирующего элемента 12. А в случае отсутствия необходимости добавления жидкого реагента к рабочей среде в питательном трубопроводе 1 проходное сечение регулятора расхода 11 полностью закрывается в результате управляющего воздействия контролирующего элемента 12, а избыточное давление, развиваемое импульсным нагнетателем 3 при подаче жидкого реагента в нагнетательный трубопровод 10 сбрасывается вторым регулятором давления 19 в перепускной трубопровод 17, а оттуда во всасывающий трубопровод 9.

С последующим закрытием ударного узла 2 процесс работы системы химводоподготовки повторится в описанной последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет присутствовать жидкий реагент в емкости 13.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность работы системы химической водоподготовки за счет исключения факта чрезмерного повышения давления в нагнетательном трубопроводе при минимальном разборе жидкого реагента.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано в системах водоподготовки теплоносителя, а также к области химического машиностроения в системах дозирования жидких сред и направлено на повышение надежности системы химводоподготовки. Система химической водоподготовки содержит питательный трубопровод с ударным узлом, импульсный нагнетатель с обратными клапанами входа и выхода, внутри которого размещена эластичная диафрагма, разделяющая его внутреннюю полость на две изолированные друг от друга полости, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, регулятор расхода с контролирующим элементом, емкость для жидкого реагента и три гидравлических аккумулятора, где первая гидравлически изолированная полость импульсного нагнетателя связана с питательным трубопроводом на входе ударного узла, а вторая полость - с обратными клапанами входа и выхода, всасывающий трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном входа, а вторым - с емкостью для жидкого реагента, контролирующий элемент установлен в питательном трубопроводе на выходе ударного узла, нагнетательный трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном выхода, а вторым концом включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, первый гидравлический аккумулятор и регулятор расхода включены последовательно в нагнетательный трубопровод, второй гидравлический аккумулятор включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, третий гидравлический аккумулятор включен в питательную трубу до импульсного нагнетателя. При этом система дополнительно снабжена перепускным трубопроводом и двумя регуляторами давления, причем первый регулятор давления установлен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, второй регулятор давления установлен последовательно в перепускной трубопровод, один конец которого включен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, а второй конец - во всасывающий трубопровод. 1 ил.

Система химической водоподготовки, содержащая питательный трубопровод с ударным узлом, импульсный нагнетатель с обратными клапанами входа и выхода, внутри которого размещена эластичная диафрагма, разделяющая его внутреннюю полость на две изолированные друг от друга полости, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, регулятор расхода с контролирующим элементом, емкость для жидкого реагента и три гидравлических аккумулятора, где первая гидравлически изолированная полость импульсного нагнетателя связана с питательным трубопроводом на входе ударного узла, а вторая полость - с обратными клапанами входа и выхода, всасывающий трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном входа, а вторым - с емкостью для жидкого реагента, контролирующий элемент установлен в питательном трубопроводе на выходе ударного узла, нагнетательный трубопровод соединен одним концом с обратным клапаном выхода, а вторым концом включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, первый гидравлический аккумулятор и регулятор расхода включены последовательно в нагнетательный трубопровод, второй гидравлический аккумулятор включен в питательный трубопровод между ударным узлом и контролирующим элементом, третий гидравлический аккумулятор включен в питательную трубу до импульсного нагнетателя, отличающаяся тем, что она снабжена перепускным трубопроводом и двумя регуляторами давления, причем первый регулятор давления установлен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, второй регулятор давления установлен последовательно в перепускной трубопровод, один конец которого включен в нагнетательный трубопровод между первым гидравлическим аккумулятором и регулятором расхода, а второй конец - во всасывающий трубопровод.