УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ КАК ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, ХОЛОДНОЙ И ПИТЬЕВОЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Предлагаемая полезная модель предлагается к применению в системе жилищно-коммунального хозяйства страны, для систем подвода воды как холодной, так и горячей в условиях эксплуатации при низких температурах, где возникают предпосылки замерзания воды, как теплоносителя и разрушения в результате длительного воздействия низких температур металлических или пластиковых конструкций, заполненных водой.
Уровень техники
Аналогов предлагаемой полезной модели, характеризующихся совокупностью признаков, по существующим и известным из общедоступных сведений не удалось обнаружить.
Сущность полезной модели
Сущность полезной модели технического решения, относящегося к устройству подачи горячей воды как теплоносителя, холодной и питьевой выражается в том, что водопроводные трубы дорабатываются на производстве при их изготовлении или в системе жилищного коммунального хозяйства, на производственных или сельскохозяйственных объектах путем установки по центру трубы компенсатора из пластмассовой или резиновой трубы меньшего диаметра с расширителями, симметрично размещенными один от другого под разными
углами, предназначенными для компенсации внутреннего давления в трубе, возникающего при замерзании воды.
Существующий способ подачи воды в металлические и пластмассовые трубы разных диаметров, покрытых теплоизолированными материалами для снижения тепловых расходов, а также защиты от низких температур при подаче холодной воды.
При техногенных авариях на тепловых магистралях при низкой температуре атмосферы или при повреждении труб коррозией от длительной эксплуатации, или же из-за человеческого фактора при допуске нарушений теплоизоляции, происходит замерзание воды, вследствие чего труба разрывается.
Недостатком существующего технического решения есть то, что необходимо раскрывать теплосеть, искать разрыв, сваривать, прогревать или вырезать часть трубы и вкладывать новую. Это обычное состояние замерзающего места или группы помещений, в том числе и жилых домов без воды и тепла.
Анализируя процесс замерзания воды в закрытом сосуде, устанавливается факт следующего явления. В процессе охлаждения сначала лед образуется вдоль стенок трубы. Постепенно толщина ледяной стенки увеличивается, а в центре трубы вода остается еще жидкой, а так как лед расширяется, но вода не сжимается, то давление еще жидкой воды увеличивается до очень больших величин и может достичь тысяч атмосфер (кг/см), в результате чего металл не выдерживает и разрывается. Необходимо найти место разрыва трубы и устранить повреждение. Для того, чтобы запустить сеть тепло- водоснабжения, необходимо вскрыть теплотрассу, разогреть трубы и через дренажные отверстия слить воду и потом заварить эти отверстия или поменять трубы, после чего трубы утепляют и пропускают горячую воду в движение. Только при этих условиях может заработать тепло- водопровод (1). Процесс этот трудоемкий и весьма затратный, требующий принятия экстренных мер по устранению аварии или последствий техногенной катастрофы в условиях экстремально низких температур окружающего воздуха и промерзшего грунта.
В основу полезной модели поставлена задача избежания негативных выше описанных явлений при помощи технического решения, позволяющего введение в водоносные трубы специальных компенсаторов, которые предупреждают разрыв трубы при замерзании в ней воды, а также дают возможность возобновления движения воды (размораживания) в трубе, не раскрывая сети тепло-водоснабжения.
Поставленная задача выполняется таким образом. Техническое решение устройства подачи горячей воды, как теплоносителя, холодной и питьевой отличается тем, что в центральную часть водогонной трубы вводится компенсатор давления, представляющего собой пустотелую пластмассовую или резиновую трубу меньшего диаметра с расширителями, симметрично размещенными один от другого под разными углами. Введенная труба предназначена для компенсации внутреннего давления в трубопроводе во время замерзания воды, а подача горячего воздуха под давлением через полость компенсатора приводит к быстрому размораживанию льда в трубе.
На фиг.1 изображена схема компенсаторов для водопроводов большого диаметра.
На фиг.2 и фиг.3 изображены схемы компенсаторов для труб малого диаметра, которые размещены внутри помещений и зданий.
На фиг.1: 1 - корпус основной трубы;
2 - вода;
3 - компенсатор;
4 - внутренне трубное пространство для воздуха;
5 - расширитель.
Конфигурации компенсаторов, размешенных как по периметру трубы, так и в центре, могут быть различными для соблюдения принципа компенсации давления при расширении замерзающей воды в трубе.
Суть технического решения компенсации образовывающего давления в
трубе заключается в следующем:
На фигурах 1, 2, 3 показано, как в металлическую или пластмассовую трубу 1 вводится компенсатор в виде полой трубы намного меньшего диаметра 3. Компенсатор должен быть пластмассовым или резиновым для выдерживания низкого давления в трубе, не сжимаясь. Эта труба малого диаметра с расширителями 5, размещенными по всей длине трубы, устанавливается в центре большой водопроводной трубы. Расширители размещаются один относительно другого под разными углами, чтобы при изгибе основной трубы, компенсационная резиновая или пластмассовая труба оставалась в центре основной.
Это необходимое условие установки такого рода компенсатора при замерзании воды и образовании льда вдоль и по окружности основной трубы с постоянным увеличением по толщине.
Концы компенсационной или пластмассовой трубы малого диаметра при входе и выходе выводятся в атмосферу или подводятся при необходимости к генератору горячего воздуха. Когда лед утолщается в основной трубе, давление в незамерзшей воде растет и сжимает малую компенсационную трубу, а так как она легко сжимается, то в основной трубе не создается высокого давления и вода полностью может замерзнуть, не разрушая трубу.
Компенсационная труба малого диаметра присоединяется к тепловому генератору с определенной температурой, чтобы не расплавить компенсационную трубу и по внутреннему трубному пространству 4 подается горячий воздух, в результате чего стенки прогреваются и лед протаивает вдоль трубы.
Так создается возможность возобновления движения воды под давлением. Как только вода начинает двигаться, она лавинообразно размывает лед, и движение воды возобновляется по всему объему трубы. Происходит запуск тепло-водопроводов без раскрытия сети тепло-водоснабжения и выполнения дорогостоящего и трудоемкого ремонта, позволяющего сэкономить огромные суммы, необходимые для нужд жилищно-коммунального хозяйства.
Предлагаемое техническое решение позволяет существенно снизить материальные и финансовые затраты на восстановление работоспособности теплотрассы или водовода при экстремальных ситуациях во время низких температур или авариях на тепловых станциях или прекращении электроснабжения. Отпадает необходимость вскрытия грунта в условиях низких температур, вскрытия теплотрассы, отогрева практически всей протяженности трубопровода для поиска места разрыва трубопроводов и замены повреждения участка трассы.
Источники информации:
1. Теплоснабжение. В.Е.Козин, Т.А.Левина и др., - М., Высшая школа, 1980 г.