Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для отвода конденсата

Изобретение относится к устройствам для удаления и отвода конденсата из газа и может быть, например, применено для удаления влаги из газа, поступающего на горелки топочных газовых котлов.

Известно устройство для отвода конденсата (патент RU №2246066, МПК F16T 1/20, опубл. 10.02.2005 в Бюл. №4), содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками, полый поплавок, имеющий рычаг, соединенный с клапаном, установленным в клапанном седле, размещенном на выпускном патрубке, причем оно имеет расположенную в верхней части корпуса газоотводящую трубку с вертикальным участком, а поплавок выполнен с возможностью вертикального перемещения вдоль боковых стенок корпуса и содержит установленную соосно корпусу дыхательную трубку для выравнивания давления внутри и снаружи полого поплавка.

Недостатками устройства являются узкая область применения из-за невозможности использования для отделения конденсата из быстротекущих сред, так как используется только гравитационное разделение, и сложность изготовления из-за большого количества точно изготавливаемых деталей поплавка.

Наиболее близким является кондесатосборник (патент SU №1143921, МПК F16T 1/20, опубл. 07.03.1985), имеющий корпус с впускным и выпускным патрубками, размещенный на вертикальной направляющей, выполненной в виде трубки с расположенным в ней коммутирующем устройством, поплавок с магнитной вставкой, выпускной клапан с электроприводом, управляемый коммутирующим устройством, причем поплавок снабжен установленной на его верхней части крыльчаткой, а впускной патрубок размещен тангенциально.

Недостатками конденсатосборника являются узкая область применения из-за невозможность установки на пол или ниже уровня поверхности (части корпуса в подземном состоянии), так как на днище расположены выходы кабеля коммутирующего устройства и патрубок отвода конденсата, что значительно усложняет применение устройства в полевых условиях, нет зажиты от захвата конденсата выпускным патрубком в случае выхода из строя коммутирующего устройства или электрической части выпускного клапана и невозможность применения в проточных и быстротекущих сред из-за разделения только гравитационного и инерционного (при вращении потока).

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание устройства для отвода конденсата, упрощающего монтаж устройства за счет возможности установки его на поверхность или частично ниже уровня поверхности, исключающего попадание выделившегося конденсата в выпускной патрубок при выходе электрических элементов устройства и позволяющего работать с проточными и быстротекущими средами за счет использования также термического разделения.

Техническая задача решается устройством для отвода конденсата, включающим цилиндрический вертикальный корпус с тангенциальным входным патрубком, расположенным выше входного патрубка выходным патрубком, поплавок, выполненный с возможностью взаимодействия с коммутирующим устройством, клапан с седлом, и отводящая конденсат с нижней части корпуса трубка с электроприводом, управляемый коммутирующим устройством.

Новым является то, что корпус снабжен датчиками включения и выключения, соединенными с коммутирующим устройством, а перед входом в корпус входной патрубок снабжен нагревающим элементом, при этом выходной патрубок изготовлен горизонтальным с загнутым входом вверх внутри корпуса, седло клапана установлено на входе выходного патрубка, а клапан установлен внутри корпуса и соединен с поплавком рычагом, выполненным с возможностью взаимодействия с датчиками включения и выключения при закрытии и максимальном открытии клапана соответственно, отводящая трубка герметично вставлена сверху корпуса и снабжена вакуумным насосом, приводимым в действие электроприводом.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для отвода конденсата включает цилиндрический вертикальный корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2, расположенным выше входного патрубка 2 выходным патрубком 3, поплавок 4, выполненный с возможностью взаимодействия с коммутирующим устройством 5, клапан 6 с седлом 7, и отводящая конденсат с нижней части корпуса 1 трубка 8 с электроприводом 9, управляемый коммутирующим устройством 5. Корпус 1 снабжен датчиками включения 10 и выключения 11, соединенными с коммутирующим устройством 5. Перед входом в корпус 1 входной патрубок 2 снабжен нагревающим элементом 12. Выходной патрубок 3 изготовлен горизонтальным с загнутым входом 13 вверх внутри корпуса 1. Седло 7 клапана 6 установлено на входе 13 выходного патрубка 3. Клапан 6 установлен внутри корпуса 1 и соединен с поплавком 4 рычагом 14 с осью 15, выполненным с возможностью взаимодействия с датчиками включения 10 и выключения 11 при закрытии и максимальном открытии клапана 6 соответственно. Отводящая трубка 8 герметично вставлена сверху корпуса 1 и снабжена вакуумным насосом 16, приводимым в действие электроприводом 9.

Устройство работает следующим образом.

Газ, содержащий конденсат и взвеси в виде пыли (например, попутный скважинный газ, горючий газ или т.п.), перед входом в корпус 1 подогревается нагревающим элементом 12 (например, электрический тэн, теплообменник с горячим теплоносителем или. т.п.) в входном патрубке 2 до температуры не выше температуры самовоспламенения для увеличения подвижности капель конденсата в газе. Так как входной патрубок 2 входит в больший объем корпуса 1 тангенциально, то происходит резкое охлаждение газа и его вращение в корпусе 1, что приводит интенсивному выделению из газа конденсата, который при этом за счет поверхностного натяжения захватывает с собой взвеси, ускоряя процесс очистки газа. При этом более тяжелый конденсат со взвесями за счет вращения потока отжимается к стенкам корпуса 1 и осаждается на дно, а более легкий очищенный от взвесей и конденсата газ - к середине, после чего поднимается на верх корпуса 1, отбирается через вход 13 выходным патрубком 3 и направляется потребителю (например, на горелку топочных котлов, в домашние газовые плиты или т.п. для сжигания). По мере скапливания конденсата в корпусе 1 уровень 17 жидкости поднимается вместе с поплавком 4, который через рычаг 14, вращающийся на оси 15, опускает клапан 6 до взаимодействия с седлом 7 (закрытое состояние). При этом поплавок 4 рычагом взаимодействует с датчиком включения 10, который подает сигнал в коммутирующее устройство 5 для включения электродвигателя 9, приводящего в действие вакуумный насос 16. В результате собранный в корпусе 1 конденсат при помощи вакуумного насоса 16 отводящей трубкой 8 откачивается с нижней части корпуса 1 наверх и далее на утилизацию. Уровень 17 жидкости снижается, а поплавок 4 опускается, при помощи рычага 14 поднимая клапан 6 от седла 7 (открытое состояние) и взаимодействуя с датчиком выключения 11, который подает сигнал в коммутирующее устройство 5 для выключения электродвигателя 9 с насосом 16. Далее циклы откачки повторяются конденсата из корпуса 1. В случае выхода из строя датчиков 10, 11, коммутирующего устройства 5 или электродвигателя 9 откачка конденсата из корпуса 1 прекратится уровень 17 будет подниматься неконтролируемо вместе с поплавком 4, который через рычаг 14 перекроет седло 7 клапаном 6, полностью исключая попадание конденсата из корпуса 1 в выходной патрубок 3. После выравнивания давления внутри корпуса 1 с давлением во входном патрубке 2 прекратится поддача газа в корпус 1. Все это фиксируется падением давления в выходном патрубке 3 и ростом давления во входном патрубке 2 на соответствующих манометрах (не показаны). После чего проводят проверку устройства, ремонт или замену вышедших из строй электрических элементов 10, 11, 5 или 9 и запуск его в работу. Из-за расположения всех элементов устройства сверху и сбоку корпуса 1, устройство легко монтируется на поверхности или частично ниже уровня поверхности (до входного патрубка 2), в том числе и в полевых условиях.

Предлагаемое устройство для отвода конденсата упрощает монтаж его за счет возможности установки на поверхность или частично ниже уровня поверхности, исключает попадание выделившегося конденсата в выпускной патрубок при выходе электрических элементов устройства и позволяет работать с проточными и быстротекущими средами за счет использования также термического разделения.