УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ОТ ГИДРОУДАРА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ОТ ГИДРОУДАРА
Полезная модель относится к средствам защиты от гидроудара и предназначена для использования в местах их эксплуатации. Преимущественной областью применения устройства является средства защиты тепловых сетей жилых и общественных зданий от гидроудара. Защита тепловых сетей от гидроудара особенно актуальна для тепловых сетей, выполненных жесткими трубами, находящимися в эксплуатации продолжительное время.
Уровень техники
В системах отопления существует проблема температурного расширения теплоносителя. Суть этой проблемы заключается в том, что в замкнутой системе или при перекрытии какого-либо участка системы отопления, вода на этом участке может нагреваться или охлаждаться. При этом происходит изменение объема и/или давления воды на этом участке. При отсутствии компенсаторов давления в таких системах или участках, поскольку вода практически не сжимаема, происходит значительное изменения давления, которое приводит к преждевременному износу трубопровода и оборудования, расположенного на этом участке. При перекрытии входа и выхода теплоносителя из радиатора отопления при охлаждении теплоносителя в радиаторе, давление в нем падает, что негативно сказывается на надежности запорной арматуры элементов тепловой сети. В таких условиях в случае при резком открытии ранее перекрытых систем отопления, в них возникает гидравлический удар, который может привести к нарушению герметичности системы, в том числе и в секционном радиаторе отопления.
Проблема гидравлического удара стоит достаточно остро и для решения этой проблемы применяются гасители гидроударов (компенсаторы давления), которые применяются для трубопроводных систем преимущественно большого диаметра, когда ущерб от разрушения может быть значительным.
Известен гаситель гидроударов (компенсатор давления) для квартирных систем отопления и водоснабжения и аналогичных систем для частного малоэтажного домостроения, представляющий собой бак из нержавеющей стали с внутренней разделительной полимерной мембраной ([1], страница «Квартирный гаситель гидроударов CM CAR» на веб-сайте компании «Веста» по адресу: gasitel-gidroudarov.shtml, 14.12.2013).
Этот известный гаситель гидроударов (компенсатор давления), устанавливаемый, как правило, на распределительные коллекторы горячей и холодной воды, способен компенсировать возрастание давления в системах водоснабжения из-за теплового расширения воды в результате нагрева в трубах до комнатной температуры в период отсутствия водозабора. С повышением температуры воды на каждый градус давление в изолированном участке трубопровода увеличивается не менее чем на 1 бар. Зимой, когда вода поступает в квартиры с температурой +5°C, ее нагрев до 20°C, может дать увеличение давления на 15 бар. При резком закрытии кранов известный гаситель гидроударов способен противостоять скачку распространяющегося по системе давления до 16 атм.
Этот известный компенсатор давления не имеет устройства для защиты от гидроудара тепловой сети.
Использование различных по конструкции компенсаторов давления известно в различных отраслях промышленности.
Известен компенсатор давления герметичной емкости с жидкостью, содержащий упругую камеру в форме сильфона с наполнителем из пористого материала, которая также заполнена рабочей жидкостью, не смачивающей пористый материал, и в качестве упругой камеры использован сильфон, при этом радиус пор пористого материала, величина поверхностного натяжения рабочей жидкости, контактный угол смачивания рабочей жидкостью пористого материала, номинальное и допустимое давления в герметичной емкости связаны соотношением. [2, RU 2187742 С1, МПК F16L 55/04, 2002].
Недостатком известного компенсатора давления (аналога) является также то, что он не обеспечивает защиту от гидроударов тепловой сети.
Известен способ защиты «реконструкция» [3], согласно которому «для того, чтобы не возникло гидравлического удара, необходимо придерживаться определенных правил по реконструкции систем: заменить жесткую трубу перед термостатом куском трубы, сделанной из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука. Эти материалы способны растягиваться, поэтому будут самостоятельно снижать энергию гидравлического удара, в случае возникновения высокого давления. Для амортизатора потребуется эластичная труба длиной приблизительно в 20-30 см. Если трубопровод очень длинный, то трубу для амортизатора нужно брать еще на 10 см длиннее)). Однако предложенный способ защиты «реконструкция» с заменой жесткой трубы «перед термостатом куском трубы, сделанной из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука» - предупредительное мероприятие, «чтобы не возникло гидравлического удара» и не является устройством защиты от гидроудара. Так как устройство защиты от гидроудара должно быть предназначено для защиты от аварийных режимов в тепловой системе, то основное назначение устройства защиты - установить факт повреждения и подать сигнал при ненормальном режиме тепловой сети. Для выполнения этих функций устройство защиты должно непрерывно получать информацию о состоянии защищаемого объекта (давление), обеспечивать ее обработку и
при выходе контролируемого параметра давления за допустимые значения отрабатывать соответствующую команду (сигнал). При этом важным является обеспечение быстродействия защиты, так как при этом уменьшаются размеры повреждения системы теплоснабжения, сокращается продолжительность ее отключения. Защита от гидроудара должна быть чувствительной, то есть способной реагировать на малые изменения контролируемого параметра (воздействующей) на защиту величины. Защита от гидроудара должна иметь такую чувствительность, при которой будет обеспечено ее надежное действие при возникновении гидроудара в тепловой системе. Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что техническое решение [3], не характеризуется совокупностью признаков, идентичных всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели.
Известно устройство для защиты двигателя танка от гидроудара, содержащее жалюзи, корпус, переходной отсек, фланец и патрубки отсоса пыли, отличающееся тем, что для защиты двигателя от гидроудара, в переходном патрубке выполнено отверстие, в которое через переходник установлен датчик наличия воды, имеющий электрическую связь через усилитель с механизмом остановки двигателя, световым и звуковым сигнализатором [4]. В составе устройства имеется переходный патрубок. Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Недостаток указанного прототипа - отсутствие устройства защиты от гидроудара тепловой сети и сигнализации протечки воды.
Прототип [4] для защиты двигателя от гидроудара содержит переходный патрубок, в котором установлен датчик наличия воды, имеющий электрическую связь через усилитель с механизмом остановки двигателя, световым и звуковым сигнализатором.
Недостаток прототипа - его непригодность для защиты от гидроудара тепловой сети.
Отсутствие устройств защиты от гидроудара тепловой сети, специально оборудованных средств сигнализации о протечке воды, приводит к появлению условий возникновения аварийных ситуаций.
Задача изобретения заключается в обеспечении защиты тепловой сети водяного отопления от гидроудара, что позволяет установить факт повреждения и подать сигнал при ненормальном режиме тепловой сети, уменьшить размеры повреждения системы теплоснабжения, сократить продолжительность ее отключения.
Задача полезной модели - установление факта повреждения и сигнализация возникновения ненормального режима тепловой сети.
Технический результат полезной модели достигается тем, что устройство защиты тепловых сетей от гидроудара, содержит:
- амортизирующий отрезок, выполненный из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука, и установленный в жесткую трубу по направлению циркуляции горячей воды, на котором установлен сигнальный датчик утечки воды, получающий информацию о состоянии трубопроводной сети, обеспечивающий ее обработку и при выходе контролируемого параметра утечки воды за допустимые значения отрабатывающий соответствующую команду (сигнал);
- для подключения сигнального датчика утечки воды к амортизирующему отрезку используется внешняя сигнальная лента, выполненная из полиэстера, внутри которой параллельно уложены неизолированные мягкие медные провода.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фигуре представлено устройство для защиты тепловых сетей от гидроудара в процессе эксплуатации тепловой сети.
Устройство для защиты от гидроудара тепловой сети, содержащее: амортизирующий отрезок 2, выполненный из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука и установленный между жесткими трубами 1 циркуляции горячей воды, с сигнальным датчиком утечки воды 3,
установленным с помощью сигнальной ленты 4, из армированного мягкими неизолированными медными проводами полиэстера.
Для повышения чувствительности устройства защиты сигнальный датчик утечки воды 3 установлен на амортизирующем отрезке 2, выполненном из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука и установленном в жесткую трубу 1 по направлению циркуляции горячей воды, который способен деформироваться при изменении давлений.
Сигнальный датчик утечки воды 3 обеспечивает обработку информации о состоянии тепловой сети и при выходе контролируемого параметра утечки воды за допустимые значения отрабатывает соответствующую команду (сигнал).
При изменении величины давления горячей воды тепловой сети выше нормируемого значения амортизирующий отрезок 2, выполненный из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука и установленный в жесткую трубу 1 по направлению циркуляции горячей воды, при изменении давления деформируется, при этом сигнальный датчик утечки воды 3, установленный на амортизирующем отрезке 2 с помощью сигнальной ленты 4, из армированного мягкими неизолированными медными проводами полиэстера, обеспечивает обработку информации о состоянии тепловой сети и при выходе контролируемого параметра утечки воды за допустимые значения отрабатывает соответствующую команду (сигнал).
Заявленная полезная модель позволяет благодаря использованию датчика утечки воды 3, установленному на амортизирующем отрезке 2 с помощью сигнальной ленты 4, выявить состояние тепловой сети, установить факт повреждения и при выходе контролируемого параметра утечки воды за допустимые значения отработать соответствующую команду (сигнал).
Таким образом, заявляемая полезная модель отличается от известного прототипа новыми свойствами, а устройство для защиты тепловых сетей от гидроудара с заявляемой совокупностью признаков позволяет выполнить защиту от гидроудара тепловой сети в местах эксплуатации.
Используемые источники литературы
1. Страница «Квартирный гаситель гидроударов CM CAR» на веб-сайте компании «Веста» [электронный ресурс]. - Режим доступа. - URL: gidroudarov.shtml, 14.12.2013.
2. Патент на полезную модель №2187742 РФ, МПК F16L 55/04 (2002). КОМПЕНСАТОР ДАВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОЙ ЕМКОСТИ С ЖИДКОСТЬЮ / Портяной А.Г., Сердунь Е.Н., Сорокин А.П., Мальцев В.Г.; патентообладатель Государственное унитарное предприятие ″Государственный научный центр Российской Федерации Физико-энергетический институт им. академика А.И. Лейпунского″ (RU). - Заявка №2000130106/06, заявл. 30.11.2000 // Опубл. «Электронный бюллетень «Изобретения и полезные модели»» 20.08.2002.
3. Гидроудар в системе отопления и как его избежать [Электронный ресурс]. - URL: systemy-otopleniya-i-kak-ego-izbezhat.html (дата обращения: 9.11.2014).
4. Заявка на изобретение №2000110569 РФ, МПК F41H 7/03. Устройство для защиты двигателя танка от гидроудара / Москалев B.C.; заявитель «Общевойсковая академия вооруженных сил» (RU). - Заявка №2000110569/02, заявл. 27.04.2000.