КОТЕЛ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ "ПАР"

Полезная модель относится к конструкциям электродных водогрейных котлов (электродных парогенераторов), предназначенных для выработки технологического пара низких и средних давлений, и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства.
Известен электродный котел (парогенератор), в полости которого расположена емкость и центральный электрод с тоководом, выполненный в виде стержня, имеющего высоту, равную суммарной высоте горизонтальных электродов, и расположенного в отверстиях последних, выполненных в их центральной части. (патент RU №2013687 С1, кл. F22В 1/30, 1989)
К недостаткам известного электродного котла следует отнести конструктивно сложное выполнение блока электродов, а также его низкую паропроизводительность.
Известен котел электродный водогрейный(парогенератор), содержащий котел для воды, на фланце которого закреплены три электрода и антиэлектрод и полость которого сообщена через вентиль с трубопроводом выпуска пара, блок контроля за нижним и верхним предельными уровнями воды, прикрепленный к стенке котла, электронасосный агрегат для подачи воды непосредственно в котел, предохранительный клапан, сообщенный с полостью котла, датчик реле давления, сообщенный с полостью котла, причем блок контроля за нижним и верхним предельными уровнями воды выполнен в виде камеры, сообщенной с полостью котла, в которой установлен ряд вертикально расположенных стержней разной высоты, каждый из которых является датчиком, при замыкании крайних из которых между собой обесточивается электромагнитный клапан включения электронасосного агрегата, а при замыкании двух смежно расположенных стержней, длина каждого из которых больше длины любого другого стержня, осуществляется подача питания на электромагнитный клапан для включения электронасосного агрегата, причем в камере свободный конец стержня, длина которого больше длины любого другого стержня, расположен на уровне не ниже уровня расположения свободных концов электродов, при этом электронасосный агрегат выполнен с управлением включения от электроуправляемого клапана, связанного с пускателем напряжения, который связан через реле с датчиками контроля за нижним и верхним предельными уровнями воды, а датчик реле давления, сообщенного с полостью котла, электрически связан с пускателем напряжения к электродам.(патент RU №2315232 С1, кл. F22В 1/30, опубл. 20.08.2007).
Поддержание уровня воды в известном парогенераторе выполняется следующим образом. При отсутствии воды в котле или недостаточном ее уровне реле выключено, включен пускатель, осуществляющий подачу напряжения на электромагнитный клапан и двигатель электронасоса подачи воды в котел. При повышении уровня воды последовательно замыкаются на корпус через воду электроды датчиков нижнего и верхнего уровня воды, включая реле. Реле включается на самопитание, отключает пускатель, подача воды прекращается. При снижении уровня воды до нижнего датчика реле отключается, вновь включаются пускатель, клапан, двигатель. Таким образом осуществляется регулирование уровня воды.
К недостаткам данного электродного котла следует отнести сложность и значительную материалоемкость ввиду наличия специальной камеры с блоком датчиков, установленной сбоку котла и сообщенной с ним в нижней и верхней зонах, а также недолговечность ввиду использования обычной «ржавеющей» стали, т.к. цилиндрическая часть котла обычно изготавливается из листа Ст.3 толщиной 5,0 мм, а дно и фланец котла - из листа Ст.3 толщиной 12,0 мм.
Кроме того, сложность геометрической формы конструкции котла не позволяет его хорошо утеплить, что влечет дополнительные энергопотери при эксплуатации.
Расположение управляемого электромагнитного клапана в линии подачи воды между насосным агрегатом и источником воды не позволяет производить подачу воды в парогенератор из колодцев и скважин, т.к. конструкция большинства электромагнитных клапанов предполагает для открывания наличие давления около 0,5 атм. в поступающей жидкости.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании конструкции электродного водогрейного котла повышенной долговечности и низкой материалоемкости
Техническим результатом от использования предложенной конструкции является достижение уменьшенного веса котла парогенератора при увеличении его срока службы за счет:
- применения нержавеющей стали меньшей толщины для стенок, днища и крышки котла, и как следствие - отсутствие антиэлектрода и элементов его крепления:
- применения только одного датчика уровня воды, расположенного на крышке котла, что позволило убрать специальную камеру для блока датчиков снаружи котла.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в парогенераторе электрическом электродном, содержащем котел для воды в виде сварной металлической конструкции, на крышке которого закреплены электроды и полость которого сообщена через вентиль с трубопроводом выпуска пара и трубопроводом подкачки воды, электронасосный агрегат для подачи воды в котел, предохранительный клапан и датчик реле давления, сообщенные с полостью котла, по крайней мере один стержень-датчик, при замыкании которого через воду на корпус обесточивается электромагнитный клапан и электронасосный агрегат, а при размыкании через реле времени осуществляется подача питания на электромагнитный клапан и электронасосный агрегат, причем электронасосный агрегат выполнен с управлением включения от реле пуска насоса, связанного с реле времени и с датчиком контроля верхнего уровня воды, а датчик реле давления, сообщенного с полостью котла, электрически связан с пускателем напряжения к электродам, стенки, днище и крышка котла выполнены из листа нержавеющей стали одинаковой толщины по всему периметру котла, причем днище и крышка выполнены полусферической формы, а датчик уровня воды смонтирован на крышке котла, при этом электрическая схема парогенератора дополнительно содержит реле времени, которое устанавливает время задержки включения подкачки воды до датчика верхнего уровня, а электромагнитный клапан установлен в нагнетающей линии после электронасосного агрегата.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Предложение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На Фиг.1 - Блок-схема котла электродного водогрейный
На Фиг.2 - Котел электродный водогрейный
На Фиг.3 - Схема электрическая
Парогенератор электрический электродный, в состав которого входит котел 1 для воды. На крышке 2 закреплены электроды 3 и по крайней мере один датчик 4 уровня воды, показывающий верхний уровень воды. В качестве антиэлектрода служит внутренняя поверхность котла 1. Котел вместе с электрооборудованием монтируется на опоре 5.
Котел 1 предназначен для выработки пара и представляет собой сварную конструкцию из нержавеющей стали. Стенки, крышка 2 и днище 6 котла выполнены из листа нержавеющей стали одинаковой толщины по всему периметру котла. Оптимальная толщина листа нержавеющий стали, из которой выполнен котел, исходя из экспериментальных данных, установлена в размере 2,0 мм. Днище 6 и крышка 2 котла выполнены полусферической формы.
Котел выполнен с каналом 7 слива воды, в котором смонтирован вентиль 9, а полость котла сообщена через вентиль 10 с трубопроводом выпуска пара, поступающего к потребителю. Кроме того, полость котла сообщена с атмосферой через предохранительный клапан 11 и с датчиком реле давления 12. Электронасосный агрегат 13 для подачи воды в котел сообщен по всасывающей линии через фильтр 15 с источником воды. Управляемый электромагнитный клапан 14 установлен в нагнетающей линии после электронасосного агрегата 13, что позволяет производить подачу воды в парогенератор из колодцев и скважин. Между предохранительным клапаном 11 и датчиком реле давления 12 установлен манометр 16. На всасывающей линии установлен впускной вентиль 17.
Электрооборудование парогенератора состоит из электрического агрегата, автоматического выключателя, сигнальных ламп, амперметра, датчика-реле давления, реле времени (обозначено как РВ), электроуправляемого клапана и панели с расположенной на ней электроаппаратурой (на электросхеме позиции не показаны.
Поддержание уровня воды в парогенераторе осуществляется следующим образом. При отсутствии воды в котле или недостаточном ее уровне реле пуска электронасосного агрегата 13 выключено, и оно своими контактами осуществляет подачу напряжения на магнитную катушку пускателя, питающего электромагнитный клапан 14 и двигатель электронасоса подачи воды в котел. При повышении уровня воды замыкается на корпус котла электрод датчика верхнего уровня 4, включая реле пуска электронасосного агрегата 13. Оно своими контактами отключает магнитную катушку пускателя двигателя электронасосного агрегата, подает питание на реле времени (РВ) и становится на самоблокировку. Реле времени при включении также стоит в цепи блокировки. Подача воды прекращается - идет испарение воды. Через «время установки» 2 мин., реле времени (на электросхеме обозначено как РВ) разрывается цепь блокировки реле пуска электронасосного агрегата. Возобновляется подача воды, но лишь в том случае, если уровень воды будет ниже датчика уровня. В противном случае реле времени РВ заблокирует реле пуска электронасосного агрегата еще на одно «время установки». Таким образом, осуществляется регулирование уровня воды.
Конструкция крышки и днища, выполненных полусферической формы, позволяет изготавливать их из стали той же толщины, что и стенки котла (т.к. в сферической конструкции нагрузки на стенку распределяются равномерно, в отличии от плоской конструкции). Выполнение стенок котла, а также крышки и днища из листа нержавеющей стали одинаковой (уменьшенной) толщины, а также размещение датчика уровня воды на крышке котла, как и наличие в электрической схеме парогенератора дополнительно реле времени, позволит значительно снизить вес котла парогенератора по отношению к аналогу - с 25 кг до 9 кг(без электродов).
Использование описанной полезной модели позволит упростить конструкцию парогенератора, снизить ее материалоемкость и трудозатраты на изготовление.
Описанная полезная модель может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе:
- для гидротермической обработки продуктов с целью улучшения их технических и пищевых качеств;
- для санитарно-гигиенической обработки тары и оборудования линий производства различных продуктов;
- для пропаривания и сушки древесины, фанеры, картона;
для пропаривания железобетонных изделий;
- для пропаривания почвы в теплицах и парниках, для запаривания кормов в животноводстве;
- для отопления; для разогрева застывших вязких жидкостей и сыпучих материалов;
- для нагрева и барбатирования жидкостей;
- для подогрева гальванических ванн;
- для очистки поверхности перед покраской;
- в банно-прачечных предприятиях и т.д.