Результат интеллектуальной деятельности: Система химводоподготовки

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

Известна система водоподготовки на основе дозатора для жидких реагентов, 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, обе трубки оснащены запорными клапанами, а внутри одной из трубок расположено второе сужение (RU 52972, МПК F17D 3/12, опубл. 27.04.2006).

Недостатками известной конструкции 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 присутствие человеческого фактора и, как следствие, результат на основе решения, принимаемого по исполнению оператора, поскольку присутствует необходимость периодического слива исходной воды для опорожнения контейнера для реагента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является тепловой пункт, содержащий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, подающий и обратный трубопроводы системы теплопотребления, присоединенные по независимой схеме к трубопроводам тепловой сети через первый теплообменник, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара, установленный в обратный трубопровод тепловой сети, и импульсный нагнетатель, который по одну сторону эластичной диафрагмы гидравлически связан с обратным трубопроводом тепловой сети, а со второй ее стороны последовательно через обратные клапаны входа и выхода включен в подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления, первый и второй теплообменники по греющей среде входами включены параллельно в подающий трубопровод тепловой сети, а выходами подключены к самовозбуждаемому генератору гидравлического удара, по нагреваемой среде первый и второй теплообменники включены последовательно или параллельно между подающим и обратным трубопроводами системы теплопотребления, третий обратный клапан, первый гидроаккумулятор и первый регулятор температуры, контролирующий элемент которого установлен в обратный трубопровод тепловой сети, включены последовательно в рециркуляционный трубопровод тепловой сети, соединяющий выход второго теплообменника по греющей среде и подающий трубопровод тепловой сети, в который по ходу движения греющей среды в теплообменники установлены второй регулятор температуры с контролирующим элементом в подающем трубопроводе системы теплопотребления и второй гидроаккумулятор, третий гидроаккумулятор установлен после обратного клапана выхода импульсного нагнетателя, задвижки установлены на входах и выходах подающих и обратных трубопроводов соответственно тепловой сети и системы теплопотребления, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара выполнен с двумя входами рабочей среды с возможностью попеременной генерации в них импульсов количества движения рабочей среды и одним или несколькими выходами рабочей среды (RU 2543465, МПК F24D 3/00, опубл. 27.02.2015).

Недостаток теплового пункта заключается в том, что для осуществления перекачки жидкости используется импульсный нагнетатель, однако конструкция известного устройства не предназначена для дозированной подачи реагента в системах теплоснабжения.

Технический результат заключается в создании энергонезависимой системы химводоподготовки с повышенной точностью процесса дозирования одной жидкости в другую при осуществлении их качественного смешения.

Сущность изобретения заключается в том, что система химводоподготовки содержит полый контейнер, трубопровод жидкости, первую трубку, сообщающуюся с контейнером, вторую трубку, сообщающуюся с трубопроводом, причем обе трубки оснащены первым и вторым запорными клапанами. Самовозбуждаемый генератор гидравлического удара выполнен с двумя входами рабочей среды и одним выходом рабочей среды. Импульсный нагнетатель разделен установленной в нем эластичной диафрагмой на верхнюю и нижнюю гидравлически изолированные части. Гидроаккумулятор установлен в рециркуляционный трубопровод.

Самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в трубопроводе жидкости, причем входы рабочей среды объединены трубопроводом жидкости, и дополнительно содержит второй нагнетатель, в полом корпусе которого установлен поршень, соединенный со штоком, выведенным за пределы полого корпуса, а также предохранительный клапан и регулятор расхода жидкости с контролирующим элементом. Импульсный нагнетатель верхней частью подключен к одному из входов рабочей среды самовозбуждаемого генератора гидравлического удара, а нижней частью - ко второму входу рабочей среды, его эластичная диафрагма соединена с поршнем второго нагнетателя посредством штока. Первая и вторая трубки соединены последовательно через второй нагнетатель. Гидроаккумулятор и предохранительный клапан установлены в рециркуляционный трубопровод, соединяющий вторую трубку с первой трубкой после первого запорного клапана. Регулятор расхода жидкости установлен на второй трубке за рециркуляционным трубопроводом. Контролирующий элемент расположен в трубопроводе жидкости за самовозбуждаемым генератором гидравлического удара после места врезки второй трубки.

Система химводоподготовки содержит полый контейнер 1, трубопровод жидкости 2, первую трубку 3, сообщающуюся с контейнером 1, вторую трубку 4, сообщающуюся с трубопроводом жидкости 2. Обе трубки 3, 4 оснащены первым 5 и вторым 6 запорными клапанами. Самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 7 выполнен с двумя входами рабочей среды 8, 9 и одним выходом рабочей среды 10. Импульсный нагнетатель 11 разделен установленной в нем эластичной диафрагмой 12 на нижнюю 13 и верхнюю 14 гидравлически изолированные части. Гидроаккумулятор 15 установлен в рециркуляционный трубопровод 16. Самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 7 установлен в трубопроводе жидкости 2, причем входы рабочей среды 8, 9 объединены трубопроводом жидкости 2, и дополнительно содержит второй нагнетатель 17, в полом корпусе 18 которого установлен поршень 19, соединенный со штоком 20, выведенный за пределы полого корпуса 18, а также предохранительный клапан 21 и регулятор расхода жидкости 22 с контролирующим элементом 23.

Импульсный нагнетатель 11 нижней частью 13 подключен к одному из входов рабочей среды 9 самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 7, а верхней частью 14 - ко второму входу рабочей среды 8, эластичная диафрагма 12 которого соединена с поршнем 19 второго нагнетателя 17 посредством штока 20, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в импульсный нагнетатель 11. Первая трубка 3 и вторая трубка 4 соединены последовательно через второй нагнетатель 17. Гидроаккумулятор 15 и предохранительный клапан 21 установлены в рециркуляционный трубопровод 16, соединяющий вторую трубку 4 с первой трубкой 3 после первого запорного клапана 5. Регулятор расхода жидкости 22 установлен на второй трубке 4 за рециркуляционным трубопроводом 16. Контролирующий элемент 23 расположен в трубопроводе жидкости 2 за самовозбуждаемым генератором гидравлического удара 7 после места врезки второй трубки 4.

Система химводоподготовки работает следующим образом.

Сначала полый контейнер 1 заполняют реагентом и по трубопроводу 2 подается жидкость на входы рабочей среды 8, 9 самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 7, конструкция которого обеспечивает попеременную генерацию импульсов количества движения в его входах рабочей среды 8, 9. В результате этого генерируемые прямые волны гидравлического удара будут направлены к точке разветвления трубопровода жидкости 2, а энергия этих волн, попеременно возникающая во входах рабочей среды 8 и 9 самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 7, будет обеспечивать поступательное перемещение эластичной диафрагмы 12 импульсного нагнетателя 11 из верхней 14 его части в нижнюю 13. В свою очередь, эластичная диафрагма 12, связанная со штоком 20 поршня 19 второго нагнетателя 17, при своем возвратно-поступательном движении обеспечивает всасывание реагента вторым нагнетателем 17 из полого контейнера 1 по первой трубке 3 через запорный клапан 5 и его последующее вытеснение поршнем 19 через второй запорный клапан 6 во вторую трубку 4. Из второй трубки 4 реагент поступает в гидроаккумулятор 15, в рециркуляционный трубопровод 16, где его дальнейшее истечение задерживается предохранительным клапаном 21, и через регулятор расхода жидкости 22 поступает в выход рабочей среды 10 самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 7, за которым в трубопроводе жидкости 2 установлен контролирующий элемент 23.

Гидроаккумулятор 15 компенсирует перепады давления в системе через предохранительный клапан 21 и служит для запаса реагента, подмешиваемого в трубопровод жидкости 2. В том случае, когда контролирующий элемент 23 вырабатывает управляющее воздействие на регулятор расхода 22, приводящее к закрытию его проходного сечения (например, в случае установления факта подачи на вход системы химводоподготовки воды, не требующей обработки реагентом), реагент будет циркулировать в рециркуляционном трубопроводе 16 через предохранительный клапан 21.

В рециркуляционном трубопроводе 16 может быть установлен автоматический воздухоотводчик (на чертеже не указан), который будет обеспечивать автоматическое удаление воздуха, попавшего в систему при несвоевременной доливке реагента в полый контейнер 1.

По сравнению с известным техническим решением предлагаемое обеспечивает более точное дозирование реагента на объем проходящей через систему воды и автономность ее работы, что позволит повысить качество водоподготовки теплоносителя в системе теплоснабжения и сэкономить денежные средства на закупку реагентов. Обслуживание предлагаемого технического решения для обеспечения химводоподготовки не требует наличия высококвалифицированного персонала в силу простоты и надежности конструкции.