ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЧИСТКИ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, промышленности, транспорту, экологии и другим областям, где осуществляются теплообменные процессы, и происходит зашлаковка инженерных систем.
Полезная модель предназначена для обслуживания инженерных систем различного назначения, включая их прочистку и промывку от твердокристалличееких, масляно-грязевых, органических и других отложений, и может быть эффективно использована для выполнения регламентных работ по обслуживанию инженерных систем, в том числе ветхого и изношенного фонда.
Известно техническое средство, реализующее способ очистки элементов систем отопления и горячего водоснабжения от твердых отложений и устройство для его реализации (Патент ЕА7030. опубл. 30.06.2006). Оно включает в себя устройство для очистки внутренних поверхностей элементов систем отопления и горячего водоснабжения от твердых отложений, включающее в себя генерацию импульсов сжатого воздуха, создающих ударные волны для разрушения отложений и удаления их из очищаемой системы потоком воды, а воду в системе во время воздействия импульса разгоняют порцией воздуха до скоростей, вызывающих кавитационный эффект.
Недостатками известного устройства являются - невозможность обеспечения одинаково высокого качества очистки конструктивных элементов инженерной системы, поскольку он неприменим при неоднородной степени и структуре загрязнений инженерной системы.
Известно изобретение, которое может быть использовано при обслуживании систем отопления жилых зданий и производственных помещений, которое предусматривает обработку внутренней поверхности системы отопления химическими реагетами при многократной циркуляции их в системе. Отличительной особенностью способа является то, что в качестве химических реагентов последовательно применяют водный раствор щелочи, затем водный раствор кислоты с ингибитором, процесс ведут при температуре от 60 до 80°С, а само устройство располагается на транспортном средстве, например, на автомобиле (патент РФ на изобретение №2109244, опубликованный 20.04.1998).
Недостатками этого изобретения являются - невозможность применения устройства на многоуровневых объектах, отсутствие свойства биоразлагаемости у используемых моющих средств и связанные с этим повышенные экологические риски.
Известно изобретение, которое относится к очистке внутренней поверхности отопительных приборов от загрязнений и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для прочистки забившихся и засорившихся радиаторов центрального отопления и стояков автономных систем теплоснабжения. Осуществляется подача под давлением импульсов воздуха и слив загрязненной жидкости, в котором очищаемый отопительный прибор соединяют с воздушным гидроимпульсным комплексом гибким шлангом, затем осуществляют плавную подачу импульсов сжатого воздуха из воздушного резервуара гидроимпульсного комплекса плавным открытием клапана с подпружиниванием и с изменяющейся площадью его проходного сечения по нелинейной характеристике. При этом происходит активное перемешивание расширяемого воздуха и воды, отрыв загрязнений под воздействием этого процесса от поверхности отопительного прибора, образование загрязненной взвеси, которую сбрасывают через трехходовой кран в канализацию, а очистка включает этапы: воздействие - слив (Патент РФ на изобретение №2302596 от 10.07.2007).
Недостатками этого изобретения являются - ограниченная область применения, невозможность обеспечения высокого качества очистки конструктивных элементов системы отопления из-за подачи в систему импульсов воздуха с плавным открытием клапана.
Известно изобретение, которое относится к очистке систем отопления и внутренней поверхности трубопроводов, где используется направленный пневмогидроудар, называемый «Кинетическим гидравлическим тараном». Используя эту технологию, имеется возможность очистить системы без химикатов, вскрытия полов, стен, без демонтажа арматуры (Латвийский патент №12414), в России (Патент №2179082).
Недостатками этого изобретения являются - невозможность обеспечения высокого качества очистки конструктивных элементов системы отопления из-за подачи в систему нерегулируемых импульсов воздуха с плавным открытием клапана.
3
Известно изобретение, которое обеспечивает пневмоимпульсную очистку отопительных систем промышленных и бытовых помещений путем использования пневмоимпульсного генератора для очистки поверхностей, причем обычное рабочее давление воздуха в пневмогенераторе составляет от 20 до 30 атм., но при необходимости может быть повышено до 100 атм. В определенный момент времени вручную осуществляется выстрел из пневмогенератора и на выходе образуется мощная ударная волна, действующая на отложения в радиаторе отопления. Время воздействия не превышает 0,02 секунды, при этом в радиатор вбрасывается 1 дм сжатого воздуха (Патент РФ, №2023228 от 7.08.1992, Патент РФ, №2225761 от 10.06.2002).
Недостатками этого изобретения являются - повышенные риски разрушения конструктивных элементов системы от большой мощности ударной волны, невозможность использования на объектах с изношенным и ветхим фондом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является технологический комплекс для очистки инженерных систем, содержащий генератор промывочных импульсов с двумя входами и выходом, аккумуляторный бак моющей жидкости, соединяемый с очищаемым объектом, и систему шаровых кранов для реверсирования потока моющей жидкости, поступающего на вход и выход аккумуляторного бака в процессе очистки объекта, один из входов генератора связан с компрессором, второй предназначен для подачи на него моющей жидкости с возможностью образования воздушно-капельной смеси, а выход предназначен для подключения - через обратный клапан - к очищаемому объекту. В данном комплексе используется пневмоимпульсный генератор УКО БУЧА, который позволяет выполнять очистку внутренней поверхности теплообменных аппаратов посредством комплексного воздействия на объект, включающего акустическое (ультразвуковое), гидродинамическое и химическое воздействия с использованием реагентов МСК, Дескам, Доместик и др. Технология комплексной очистки заключается в селективном воздействии на накипь, осадки и грязь использованием установки, позволяющей разрыхлять и растворять накипь щадящей рецептурой водного раствора реагента в сочетании с заданным гидродинамическим режимом его циркуляции. При этом происходит передача энергии импульса посредством передачи накопленной потенциальной энергии воздуха в кинетическую энергию импульса потока жидкости с обеспечением эффектов барботирования и гидродинамической кавитации ( html; http://.html; ).
Недостатки этого технического средства заключаются в необходимости использования для эффективной очистки небезопасных для работников реагентов на основе соляной кислоты, которые требуют погашения (нейтрализации) кислотности перед сливом их в ливневую канализацию, отсутствием модуля подогрева реагента, недостаточным уровнем автоматизации.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в повышении эффективности и надежности работы аппаратных средств, которая обеспечивается - рациональным сочетанием конструктивных модулей, возможностью использования биоразлагаемых, не требующих нейтрализации биопрепаратов, в частности, использованием экологически чистых биопрепаратов на водной основе серии ЭкоСАН, которые «циркулируя» внутри теплообменного оборудования, приборов горячего водоснабжения, транспортных трубопроводов и других систем, производят разрыхление твердокристаллических, масляно-грязевых и прикипевших органических отложений.
Техническим результатом, обеспечиваемым при использовании предлагаемого комплекса, является сокращение времени выполнения работ по очистке инженерных систем при использовании биоразлагаемых препаратов и обеспечение экологической безопасности процесса очистки, за счет регулировки частоты следования и длительности воздушно-капельных зарядов, а также снижения уровня зашлакованности конструктивных элементов многофункционального технологического комплекса.
Технический результат достигается тем, что в технологическом комплексе для очистки инженерных систем, содержащем генератор промывочных импульсов с двумя входами и выходом, аккумуляторный бак моющей жидкости, соединяемый с очищаемым объектом, и систему шаровых кранов для реверсирования очищающего потока, поступающего на вход и выход аккумуляторного бака в процессе очистки объекта, один из входов генератора связан с компрессором, второй предназначен для подачи на него моющей жидкости с возможностью образования воздушно-капельной смеси, а выход предназначен для подключения - через обратный клапан - к очищаемому объекту, второй вход генератора подключен к дозатору моющей жидкости, связанному с устройством регулирования длительности и частоты следования промывочных импульсов, а аккумуляторный бак оснащен системой подогрева моющей жидкости со ступенчатым изменением температуры, при этом комплекс снабжен средствами магнитной обработки очищающего потока.
Моющая жидкость представляет собой водный раствор биоразлагаемого препарата.
Система подогрева моющей жидкости выполнена с возможностью ступенчатого изменения температуры от 25°С до 70°С.
Технологический комплекс очистки инженерных систем, представленный на Фиг.1, компонуется из трех взаимодополняющих технических модулей:
Модуль №1, предназначенный для генерации промывочных импульсов (пневмогидроимпульсов) и подачи их на объект очистки, включает - коммутационный блок из трех шаровых кранов 1, 2 и 4, емкость для слива шлама 3, генератор промывочных импульсов - (пневмогидроимпульсатор) 5 с устройством управления частотой следования импульсов 6, стандартная емкость для водного раствора биопрепарата 7, манометром 8 для контроля внутрисистемного давления на элементах пневматики, манометром 9 для контроля давления воздуха в сети и соответственно мощности импульса на выходе из пневмогидроимпульсатора, управляющей кнопки генератора импульсов 10 в ручном и автоматическом режимах, управляющей кнопки дозатора биопрепарата 11, шаровой кран 12 для подключения компрессора 13, шаровой кран 14 для коммутации подачи сжатого воздуха на контроллер 23 Модуля №2, шину заземления компрессора 15, магистраль подачи импульсов А с коммутационного блока пневмогидроимпульсатора на объект очистки;
Модуль №2, предназначенный для коммутации в автоматическом режиме по заданной программе направления циркуляции биопрепарата на объекте очистки, включает - клапаны 16, 17, 18, 20 и 21 с автоматическим управлением от контроллера 23 с управлением реверсом по таймеру 24 и магистралями подачи биопрепарата на объект очистки С и D, датчик уровня водного раствора биопрепарата ЭкоСАН в системе 22, бак дозатора подпитки 19 объекта в автоматическом режиме водным раствором биопрепарата ЭкоСАН через магистраль В;
Модуль №3, предназначенный для подготовки и обеспечения циркуляции биопрепарата на объекте очистки, который включает - шаровые краны 25 и 37 для сброса шлама по магистралям Е и F соответственно, шаровые краны 27 и 35 для подключения в контур циркуляции биопрепарата, систему магнитной обработки очищающего потока, включающую поляризующие матрицы 26 и 33, датчик уровня давления 29 и датчик температуры 32 биопрепарата в аккумуляторном баке 28 с выдачей управляющего сигнала на контроллер 38, горловину 30 аккумуляторного бака 28, фильтр шлама в потоке 31, многоступенчатого моноблочного вертикального электронасоса 34, трехфазный регулируемый кавитатор 36 подогрева биопрепарата, частотный преобразователь 39, шину заземления 40 аккумуляторного бака 28, сетевой коммутатор 41.
Объектом очистки может быть теплообменное оборудование различного назначения, котельное оборудование, система отопления или кондиционирования, технологическое оборудование и продуктопроводы, парогенераторы, дистилляторы и пр., при этом количество подключаемых к объекту очистки модулей определяется только массогабаритными параметрами объекта.
Перед запуском в работу многофакторного технологического комплекса осуществляется подключение его к объекту очистки с использованием магистралей А, В, С, D, Е и F, выполняется заземление компрессора 13 и аккумуляторного бака 28.
В исходном состоянии многофакторного технологического комплекса:
- Компрессор 13 и электронасос 34 должны быть обесточены;
- Сетевой коммутатор 41 должен находиться в положении «Выключено»;
- Запорная арматура должна находиться в следующем положении:
- в Модуле №1 - шаровые краны 1, 2, 4, 12 и 14 в положении «Закрыто»;
- в Модуле №2 - шаровые краны 16 и 21 в положении «Открыто», шаровые краны 17, 18 и 20 в положении «Закрыто»;
- в Модуле №3 - шаровые краны 25 и 37 в положении «Закрыто», а шаровые краны 27 и 35 в положении «Открыто».
На следующем этапе вся система, включая объект очистки, через горловину 30 аккумуляторного бака 28 заполняется 5-15% водным раствором биопрепарата ЭкоСАН (в зависимости от характера и степени зашлакованности системы) до полного объема, включается сетевой коммутатор 41, который подает напряжение на контроллер 38 и частотный преобразователь 39. Контроллер 38 программируется на предельно допустимые значения давления меньшее или равное 4,0 бар, фиксируемые датчиком 29, и температуры меньшее или равное 60°С, фиксируемые датчиком 32.
После полного заполнения системы водным раствором биопрепарата ЭкоСАН для обеспечения его циркуляции необходимо выполнить включение в сеть моноблочного вертикального насоса 34.
Начинается процесс циркуляции и разогрева биопрепарата ЭкоСАН в регулируемом многоступенчатом кавитаторе 36 от 25 до 70°С. В результате волново-резонансных процессов в многоступенчатом кавитаторе 36, и соответственно в аккумуляторном баке 28, наблюдается образование и рост количества кавитационных пузырьков, которые объединяются в «кавитационное энергетическое облако» в пределах объема многоступенчатого кавитатора 36.
Процесс циркуляции биопрепарата ЭкоСАН осуществляется в системе по замкнутому контуру в течение времени, которое устанавливается по таймеру 24 Модуля №2 управления реверсом, при этом подогретый водный раствор биопрепарата ЭкоСАН насосом 34 подается через поляризующую матрицу 33 с формированием из кавитационного «облака» кавитационного «жгута», который транспортируется через открытый клапан 21 на объект очистки по магистрали С, где он «схлопывается», выполняя при этом работу по очистке внутренней полости объекта от отложений, и возвращается по магистрали D, последовательно проходя через открытый клапан 16, поляризующую матрицу 26, открытый кран 27 в аккумуляторный бак 28.
Циркуляция биопрепарата ЭкоСАН в этом направлении продолжается до тех пор, пока не истечет время, установленное оператором на таймере 24, после чего подается сигнал управления реверсом на контроллер 23, который формирует и направляет управляющие воздействия на клапаны 16, 17, 18 и 21 таким образом, что клапаны 16 и 21 закрываются, а клапаны 17 и 18 открываются, т.е. осуществляется реверс потока биопрепарата ЭкоСАН в системе.
При этом подогретый водный раствор биопрепарата ЭкоСАН насосом 34 подается на поляризующую матрицу 33 с формированием из кавитационного «облака» кавитационного «жгута», который транслируется через открытый клапан 17 на объект очистки по магистрали D, где он «схлопывается», выполняя при этом работу по очистке внутренней полости объекта от отложений, и возвращается по магистрали С последовательно проходя через открытый клапан 18, поляризующую матрицу 26, открытый кран 27 в аккумуляторный бак 28.
Поляризующие матрицы 33 и 26 построены на сверхсильных постоянных магнитах.
Циркуляция биопрепарата ЭкоСАН в противоположном направлении продолжается до тех пор, пока не истечет время, установленное оператором на таймере 24, после чего подается сигнал управления реверсом на контроллер 23, который формирует и направляет управляющие воздействия на клапаны 16, 17, 18 и 21 таким образом, что клапаны 17 и 18 закрываются, а клапаны 16 и 21 открываются, т.е. осуществляется реверс потока биопрепарата ЭкоСАН в системе. Этот процесс продолжается до полной очистки объекта.
Параллельно с началом процесса циркуляции биопрепарата ЭкоСАН в системе, включаются в работу компоненты Модуля №1, т.е. включается компрессор 13, открывается шаровой кран 14, через который подается сжатый воздух для обеспечения функционирования контроллера 23, открывается шаровой кран 12, через который подается сжатый воздух с давлением 15 бар на пневмогидроимпульсатор 5, при этом внутрисистемное давление на элементах пневматики пневмогидроимпульсатора 5 контролируется по манометру 8 и не должно превышать 8 бар, а контроль давления и соответственно мощности импульса на выходе из пневмогидроимпульсатора 5 в магистраль подачи импульсов А с коммутационного блока на объект очистки осуществляется по манометру 9 и должно быть меньше или равно 15 бар.
Открываются шаровые краны 1 и 4, через которые биопрепарат ЭкоСАН по магистрали А поступает на выход пневмогидроимпульсатора 5. Оператору предоставляется возможность выбора одного из двух режимов работы «ручной» или «автомат», для чего он использует управляющую кнопку генератора импульсов 10, при этом в случае выбора режима работы «автомат» Оператор имеет возможность регулировать частоту следования импульсов рычагом управления 6 в пределах от 0,05 до 1,0 Гц.
Регулярно, через установленные регламентом очистки промежутки времени Оператор выключает генерацию пневмогидроимпульсов, используя управляющую кнопку 10, закрывает шаровой кран 4 и открывает шаровой кран 2, в результате чего из объекта очистки осуществляется слив шлама в емкость 3, процесс слива контролируется Оператором, который закрывает шаровой кран 2 сразу же после появления просветленной жидкости, открывает шаровой кран 4, и включает генерацию пневмогидроимпульсов, используя управляющую кнопку 10.
Дополнительно для слива шлама из системы имеются два спускных шаровых крана 25 и 37 на аккумуляторном баке 28, которые открываются только в случае необходимости взятия проб циркулирующего биопрепарата ЭкоСАН, и на финишном этапе, когда осуществляется сброс жидкости из всей системы по магистралям Е и F.
В результате слива шлама из системы снижается уровень водного раствора биопрепарата ЭкоСАН в системе, который контролируется датчиком 22, и как только этот уровень снижается до установленного порогового значения датчик 22 выдает сигнал в контроллер 23 на включение клапана 20, который открывает бак дозатора подпитки 19 объекта в автоматическом режиме водным раствором биопрепарата ЭкоСАН через магистраль В. При достижении нормального уровня водного раствора биопрепарата ЭкоСАН в системе, датчик 22 выдает сигнал в контроллер 23 на выключение клапана 20.
В Пневмогидроимпульсаторе 5 предусмотрена возможность «впрыска» воздушно-капельного заряда биопрепарата ЭкоСАН в пустую систему дозами по 60 г, для чего используются кнопка дозатора биопрепарата 11 и стандартная емкость 7 водного раствора биопрепарата ЭкоСАН.
В результате многофакторного воздействия на объект очистки биопрепаратом ЭкоСАН, кавитационно-вихревыми, реверсивными, волново-резонансными и интерференционными процессами, изменениями температурных режимов, изменениями скорости и направления потока биопрепарата ЭкоСАН, эффективность воздействия на отложения, особенно при одновременной работе пневмогидроимпульсатора генерирующего в автоматическом режиме пневмогидроимпульсы давлением от 8 до 15 бар регулируемой длительностью от 5 до 15 миллисекунд и частотой следования от 0,05 до 1,0 Гц в водной среде, существенно повышается по сравнению с известными устройствами и таким образом сокращается время расшлаковки и очистки объекта.
Через установленный промежуток времени таймер модуля управления реверсом срабатывает и передает управляющий сигнал на изменение направления движения потока реагента и кавитационного «жгута», при этом в случае обнаружения контроллером модуля управления реверсом снижения уровня реагента в объекте очистки ниже установленного значения, срабатывает механизм дозированной подпитки раствора до необходимого уровня, процедура реверса повторяется и осуществляется до наступления момента полного очищения объекта, который фиксируется контроллером модуля управления реверсом по разности манометрических показаний давления на входе-выходе объекта и останавливает процесс очистки объекта, в случае если разность давления на входе-выходе объекта будет равна или ниже установленной нормы.
В данном технологическом комплексе возможно обеспечение быстрого перехода от использования биопрепаратов, имеющих кислотные свойства с Ph меньше или равно 2,5, к биопрепаратам, имеющим щелочные свойства с Ph меньше или равно 12,5; трехуровневое изменение скорости циркуляции в системе биопрепарата ЭкоСАН, что позволяет, при необходимости, получить очистку внутренней полости трубопроводов с заранее заданными параметрами (например, оставить на стояках отопления «защитный слой» твердокристаллических отложений от 1,5 до 2,0 мм); использование устройства дозированного отбора биопрепарата из стандартной емкости в пределах от 20 до 60 г для размещения ее в дисперсионной камере, изолированной от объекта очистки обратным клапаном с одной стороны и клапаном быстрого выхлопа от ресивера со сжатым воздухом; надежное разделение пневматической системы и дисперсионной камеры от гидросистемы объекта очистки, что обеспечивает постоянство состава воздушно-капельного заряда и защиту пневмогидроимпульсатора от проникновения загрязнений со стороны очищаемого объекта; более высокой эффективностью воздушно-капельного импульса из-за большей средней плотности ее по сравнению с чистым воздухом примерно в 100 раз, что увеличивает ее кинетическую энергию и обеспечивает эффективный разнос биопрепарата на расстояние от 20 до 30 м.