УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ХИМИЧЕСКОГО РАСТВОРА

Полезная модель относится к вспомогательным устройствам для дозирования смешиваемых компонентов и может применяться для химической очистки внутренних поверхностей водогрейных котлов тепловых сетей после окончания отопительного периода, а также для приготовления раствора, применяющегося при консервации котельных агрегатов.
Из уровня техники известно устройство для приготовления суспензий или растворов [ЕР 0229875 А2, МПК B01F 3/12, B01F 15/00, опубликовано 29.07.1987], включающее в себя емкость, снабженную смесительной трубкой, выполненной с возможностью подачи через нее порошковой смеси или суспензии в смеситель, представляющий собой воронку, откуда смесь или суспензия подается в одну из камер емкости, разделенных вертикальной разделительной стенкой.
Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная со сложностью конструкции устройства. Кроме того, устройство сложно адаптировать для его установки на котельный агрегат.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа признана установка для приготовления и дозирования растворов реагентов [RU2481149C2, МПК B01F 15/04, опубликовано 10.05.2013]. Установка содержит две емкости с перемешивающими устройствами, линию подачи воды, устройство подачи сухого реагента, систему подачи и дозирования рабочего раствора реагента, комплекс запорной арматуры и измерительного оборудования, микропроцессорный блок управления, Отличает устройство то, что емкости используются поочередно в качестве растворных и рабочих, для подачи сухого вещества используется шнековый двусторонний реверсивный питатель, система подачи и дозирования рабочего раствора реагента включает два дозирующих насоса.
Недостатком установки является сложность ее конструкции, кроме того установка не содержит в своем составе датчиков, обеспечивающих измерение уровня жидкости, с помощью которых можно осуществлять точное дозирование раствора.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение возможности осуществления с помощью устройства дозированной подачи химического раствора в котельные агрегаты для очистки их внутренних поверхностей.
Указанная задача решена тем, что устройство для приготовления и подачи химического раствора содержит цилиндрический корпус из листового металла, состоящий из обечайки, к нижней части которой приварено дно, с отверстием, а верхняя часть закрыта крышкой. При этом в отверстии дна при помощи резьбового соединения установлен первый штуцер, снабженный мелкоячеистым фильтром, на выходной патрубок которого навинчен шаровой кран, а на выходную муфту крана навинчен второй штуцер с приваренным к нему фланцем для установки устройства на котельный агрегат. Емкость корпуса составляет от 150 до 200 л, толщина листового металла корпуса составляет от 0.5 до 1 мм, а ячейки фильтра имеют размеры не более 1 мм.
Дополнительно на обечайке внутри корпуса вдоль его продольной оси могут быть установлены датчики уровня жидкости, например поплавкового типа, выходы которых подключены к измерительным входам бока управления, информационные выходы которого подключены к блоку ввода данных и блоку индикации.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью конструктивных признаков устройства, является повышение качества очистки котлов от накипи и отложений, за счет обеспечения возможности дозированной подачи в котельные агрегаты отфильтрованного щелочного раствора или раствора гидроксида кальция, приготовленных в соответствии с инструкцией по щелочению паровых и водогрейных котлов (РД 34.37.408) и методическими указаниями по консервации тепло-энергетического оборудования (РД 34.20.591-97).
Конструкция устройства для приготовления и подачи химического раствора поясняется чертежами, где на фиг.1 показан внешний вид устройства; на фиг.2 показано устройство, установленное на котельный агрегат; на фиг.3 показано устройство, установленное на грязевик; на фиг.4 представлена возможная структурная схема узла измерения уровня жидкости в устройстве, в случае установки в его корпусе датчиков.
Устройство для приготовления и подачи химического раствора имеет следующую конструкцию.
Его основой является цилиндрический корпус 1 из листового металла, состоящий из обечайки 2, к нижней части которой приварено дно 3, с отверстием, а верхняя часть закрыта крышкой 4. При этом в отверстии дна при помощи резьбового соединения установлен первый штуцер 5, снабженный мелкоячеистым фильтром 6, на выходной патрубок которого навинчен шаровой кран 7, а на выходную муфту крана навинчен второй штуцер 8 с приваренным к нему фланцем 9 для установки устройства на котельный агрегат.
В конструкцию устройства могут быть введены элементы автоматики, а именно -датчики уровня жидкости 10, 11, 12 и 13 (на фиг. 1 показан вариант устройства, содержащего четыре таких датчика), установленные внутри корпуса 1 на обечайке вдоль его продольной оси. Выходы датчиков в этом случае подключены к измерительным входам 14, 15, 16 и 17 блока управления, который целесообразно выполнить на основе современного микроконтроллера, например Atmel ATMegal6L. При этом информационные выходы блока управления, представляющие собой универсальные двунаправленные порты ввода-вывода В и С, могут быть подключены к блоку ввода данных 18 и блоку индикации 19. В случае применения поплавковых контактных датчиков, измерительные входы могут быть выполнены, например, в виде транзисторных ключей и подключены к четырем младшим линиям РАО-РАЗ порта А микроконтроллера, работающих в режиме четырехразрядного двунаправленного порта ввода-вывода. В случае если датчики выполнены резистивными, они могут быть подключены к четырем младшим разрядам РАО-РАЗ порта А посредством операционных усилителей, а сам порт переключен в режим многоканального десятиразрядного аналого-цифрового преобразователя. Блок ввода данных может быть выполнен в виде кнопочной клавиатуры, содержащей шестнадцать клавиш. В этом случае четыре младшие линии PC0-PC3 порта С переключены в режим вывода данных и используются для перебора столбцов клавиатуры, а четыре старших линии РС4-РС7 переключены в режим ввода данных и используются для сканирования строк. Блок индикации 19 может быть выполнен на основе светодиодов или семисегментных индикаторов. В приведенном на фиг.4 варианте исполнения узла измерения уровня жидкости блок индикации представляет собой четыре светодиода, подключенные анодами через токоограничивающие резисторы емкостью 470 Ом к четырем младшим линиям PB0-PB3 порта В микроконтроллера.
Устройство для приготовления и подачи химического раствора используют следующим образом.
Предварительно до начала щелочения котел 20 подвергают промывке путем заполнения его водой с последующим дренированием. На подающий и обратный трубопровод котла устанавливают заглушки. Дальнейшие действия по щелочению проводят, используя предложенное в настоящей заявке устройство.
3
Для очистки внутренних поверхностей котельных агрегатов устройство устанавливают на котел 20, совмещая фланец 9 с фланцем 21 горловины котла, и фиксируют их болтами, шаровой кран 7 при этом закрыт, а котел заполнен водой на три четверти. Крышку 4 открывают, в корпус устройства вводят компоненты щелочного раствора (вода, кальцинированная сода или едкий натр) необходимой концентрации, предварительно рассчитанной для всего водяного объема котла, составляющей обычно 0,5÷0,8% и плотностью 5-8 кг/м. После чего открывают шаровой кран 7 и заполняют полученным раствором котел, при этом раствор проходит фильтрацию мелкоячеистым фильтром 6. После завершения подачи в котел 20 щелочного раствора устройство используют для подачи в него химически очищенной воды до ее появления в линии развоздушивания котла. После чего шаровой кран 7 закрывают и начинают процесс щелочения, включающий в себя обеспечение циркуляции щелочного раствора в контуре котла котловым насосом, подогрев водно-щелочного раствора до температуры 100°С его с последующим охлаждением до 50°С. Процесс щелочения занимает 24 часа, при этом после каждого цикла подогрева котел интенсивно продувают и дополняют химически очищенной водой с помощью устройства.
В общем случае щелочение обеспечивает достижение следующих результатов:
• ослабление сцепления слоя ржавчины с металлом вследствие проникновения раствора щелочи в трещины, упаривания его и частичного растворения им окислов железа с образованием ферритов натрия;
• омыление или эмульгирование маслянистых загрязнений;
• частичное растворение кремнекислых загрязнений с образованием силикатов натрия.
3
Для консервации водогрейных котлов и тепловых сетей устройство устанавливают на грязевик 22 обратного трубопровода в котельной, совмещая фланец 9 с фланцем 23 грязевика 22, и фиксируют их болтами, шаровой кран 7 при этом закрыт.Крышку 4 открывают, в корпус устройства вводят компоненты раствора гидроксида кальция плотностью 1÷1,5 кг/м, рассчитанной для всего водяного объема грязевика. Далее открывают шаровой кран 7, обеспечивая подачу раствора в грязевик 22. После окончания заполнения грязевика раствором кран шаровой 7 закрывают, включают сетевой насос для размешивания и заполнения раствором оборудования котельной и тепловых сетей, после чего насос выключают, а из пробоотборника берут анализ консервирующего раствора для контроля его концентрации.
При необходимости консервации только водогрейных котлов устройство устанавливают на котел описанным выше способом, при этом он предварительно отглушается от действующих магистралей. Затем с помощью устройства готовится раствор гидроксида кальция плотностью 1÷1,5 кг/м и вводится в котел до полного заполнения последнего. После чего котел консервируется и остается заполненным раствором до необходимости включения его в работу.
При выполнении описанных выше технологических операций щелочения и консервации, в случае если устройство для приготовления и подачи химического раствора снабжено датчиками уровня жидкости, с помощью блока ввода данных 18 настраивают частоту их опроса микроконтроллером, а с помощью блока индикации 19, ориентируясь на показания светодиодов, обеспечивают точное дозирование объема раствора, подаваемого в котельные агрегаты.