Zapojenie zariadenia zabezpečujúceho prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary

Číslo patentu: U 3823

Dátum: 08.06.2004

Autor: Chmelík Marián

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technicke riešenie sa týka automatizovaného zariadenia zabezpečujúceho prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkmstov v doskových výmenníkoch a vyvijačoch pary. Jeho využitie sa predpokladá najmä u doskovitých výmenníkoch zabezpečujúcich ohrev teplej úžitkovej vody,ktoré sú v súčasnosti kvôli vysokej účinnosti, malým rozmerom a jednoduchej montáži využívané vo väčšej miere.Odstránenie nánosov z doskových výmcnníkov a vyvíjačov pary je častý problém, pretože z hľadiska ich konštrukcie už malé zanesenie znižuje podstatne ich účinnosť. Doskové výmenniky sú využívané v čoraz väčšom množstve. Dôvodom je vysoká účinnost, male rozmery, jednoduchá montáž a konkurencie schopná cena. Ako pri všetkých energetických zariadeniach, aj tu je nutnosťou dostatočne upravené tcplonosné médium. V opačnom pripade sa na dosky usadzuje vodný kameň a ďalšie nánosy (v závislosti od zloženia vody). Tieto sa vysokou teplotou spečú na hmotu, ktorá naruší tvar dosky a tým aj samotné turbulentné prúdenie, ktore má zabezpečiť vysokú účinnosť prenosu tepla. Zväčšuje sa tepelná a tlaková strata, čím sa prudko zníži účinnost výmenníka. Vzhľadom k tomu, že štrbina medzi doskami je malá, výmenník sa ľahko upchá a stáva sa neprietočný. Vyvíjače pary pracujú na princípe premeny skupenstva za pomoci teploty pod vysokým tlakom a znižovaním dimenzie stočenej trubkovnice telesa vyvíjača. Tieto zariadenia sú menších rozmerov a kvôli investičnej náročnosti na dokonalú úpravňu (zmäkčenie, dekarbonizácia, dávkovanie chemikálií) je úprava vody na vstupe často krát podcenená. V bode, kde dochádza ku zmene skupenstva je zvýšená tvorba nánosov, až do doby znefunkčnenia zariadenia.V doterajšom stave techniky je známe použitie viacerých spôsobov odstraňovania nánosov z výmcnníkov tepla a vyvíjačov pary založených alebo na princípe mechanického odstránenia nánosov pomocou škrabiek alebo iných zariadení na mechanické čistenie.Ďalej je známe zariadenie využívajúce čistiaci prúd plynného alebo tekutého média pod vysokým tlakom pomocou rozstrekovacej dýzy.lné zariadenie využívajú na odstránenie usadenín a inkrustov rôzne chemické prostriedky, pričom spôsob čistenia je založený na prietočnom princípe alebo na princípe namáčania celého zariadenia do chemického roztoku pôsobiaceho na usadeniny a inkrusty.Žiadny z citovaných dokumentov opisujúcich čistenie výmcnníkov tepla a najmä doskových výmenníkoch a vyvijačoch pary neumožňuje komplexne riešenie tejto problematiky, ked samotná operácia vyžaduje odstavenie procesu výmeny tepla a teda funkcie zariadenia, ktoré má byt čistené, pričom vzhľadom na množstvo usadenín často nedochádza k ich úplnému odstráneniu a často dochádza k poškodeniu samotného zariadenia (doskového výmenníka alebo vyvijača pary), keď je potrebné použit na odstránenie silných nánosov a usadenín silnejšie koncentráty chemických prostriedkov, ktoré súčasne pôsobia aj na iné časti zariadenia níe len na usadeniny, pričom často musi nasledovat ešte zdĺhavá operácia neutralizácie koncentrovaných chemických zlúčenín a následný preplach zariadenia.Vyn ález má za cieľ vyriešiť nevýhody doterajšieho stavu techniky pomocou jedného zariadenia zabezpečujúceho prevenciu vzniku usadenín a inkrustov, pričom bude od straňovať Zárodky nánosov, čím spotreba čistiacich chemikálií nebude vysoká a zaťaženie konštrukčného materiálu vzhľadom na použitie nižších koncentrácii a menej agresivnych rozpúšťadiel bude minimálne, a zariadenie nebude blokované zanesením. Nánosy vodného kameňa (ich hrúbka) majú tendencie rásť V čase exponenciálnym spôsobom. Ak sa teda zabráni vzniku nánosov, je zaručený rovnomerný prestup tepla a sú menšie náklady na dodávku tepla do primámeho okruhu.Uvedené nedostatky značnou mierou odstraňuje zariadenie zabezpečujúce prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmennikoch a vyvijačoch pary pozostávajúce z programátora, membránových snímačov tlaku, magnetický ovládaných trojcestných ventilov, plastového čerpadla, zmiešavacej nádrže, zásobníkov koncentrovaných chemikálií, elektromagnetických ventilov, snimačov hladín nádrží chemikálií, signalizácie hladín chemikálií a nádržky na stlačený vzduch.Zapojenie zariadenia na doskový výmenník sa prevedie pomocou trojcestných ventilov na vstupe a na výstupe, ktoré svojou činnosťou dokážu vytvorit individuálny okruh na čistenie čo umožňuje previesť preventívne čistenie a odstraňovanie nánosov bez potreby odinštalácie doskového výmenníka resp. vyvíjača pary.Zariadenie pracuje tak, že vyhodnocuje tlakovú stratu na vstupe a výstupe vyhrievaného média počas prevádzky výmenníka tepla a v prípade, že zaznamená tlakovú stratu zapne programátor režim čistenia, ktorý sa ale spustí V čase, kedy nie je potrebná činnost výmenníka tepla (najmä v noci). Režim preventívneho čistenia pozostáva z niekoľkých fáz, pričom v prvej fáze dôjde k premiešaniu koncentrátov chemikálií vzduchom, potom sa trojcestnými ventilmi uzavrie rozvod a vytvorí sa malý čistiaci okruh. Zmiešavacia nádrž má obtok, aby čerpadlo nebolo v prvej fáze namáhané, ak zariadenie tvorí protítlak. Počas čistenia sa obtok automaticky zatvára trojcestným ventilom s tlakovým snímačom tak, ako sa čistením zvyšuje prietok zariadenia. V ďalšej fáze čistenia dôjde k neutralizácii chemikálií a ich vypusteniu a spustí sa pasivácia konštrukčného materiálu výmenníka tepla. V poslednej fáze dôjde k intenzivnemu preplachu čisteného výmenníka tepla vodou, čím sa vypláchne i zmiešavacia nádrž, ktorej dno tvoria kaskády, aby kaly a nečistoty, ktoré sa vytvoria v procese čistenia neboli cirkuláciou čistiaceho roztoku znovu vháňané do čisteného zariadenia.Pokial snímače hladín koncentrátov umiestnene v zásobníkoch chemických roztokov zaznamenajú ich nedostatok, zariadenie je programátorom blokované pre ďalšiu činnost aj v pripade, ak by v tejto dobe programátor zaznamenal tlakovú stratu vyvíjača dôsledkom, ktorej je spustenie režimu preventívneho čistenia, až do doby, kým zásobníky chemických roztokov nie sú doplnené. Do tej doby svieti signalizačné zariadenie.Čas spustenia procesu sa dá naprogramovat, rovnako aj čas pôsobenia dávkovaných chemických roztokov pomocou prostriedkov na sledovanie nárastu rozdielu tlakov,prostriedkov na ovládanie elektromagnetických a trojcestných ventilov, prostriedkov na sledovanie času čistenia,prostriedkov na obmedzenie aktivácie operácií v reálnom čase.Dávkovanie roztokov je zabezpečené pomocou zásobníka stlačeného vzduchu prípadne vo výhodnom prípade kompresorom. Ak je ich koncentrácia znížená natoľko, žečistiaci roztok nie je schopný plniť svoju funkciu, je potrebné ho vymeniť. Kvôli jednoduchému určeniu tejto hranice, je roztok upravený tak, aby koncentráciu (resp. jej nedostatok) farebne indikoval.Prehľad obrázkov na výkresochVynález bude objasnený pomocou blokovej schémy č. 1 a blokovej schémy č. 2, ktorá objasňuje výhodné riešenie s kompresorom.Zariadenie zabezpečujúce prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary je tvorené programátorom automatiky 2, ktorý vyhodnocuje infomiácie z prvého membránového snímača 3 tlaku na vstupe teplonosného média do doskového výmenníka 1 a z druhého membránového snímača 4 tlaku na výstupe teplonosného média z doskového výmenníka 1. Za prvým membránovýrn snímačom 3 tlaku na vstupe teplonosného média do doskového výmenníka 1 a pred druhým membránovým snímačom 4 tlaku na výstupe teplonosného média z doskového výmenníka l sú umiestnené elektromagnetické trojcestné ventily 5, umožňujúce v čase nevyužívania doskového výmenníka 1 odstavit prívod teplonosného média a vytvorit malý čistiaci okruh. Zariadenie je vybavené plastovým čerpadlom 6, za ktorým je umiestnený trojcestný ventil 7 s tlakovým snímačom. Ďalej zariadenie obsahuje zmiešavaciu nádrž 8 vybavenú kaskádami 9 na odkalenie čistiaceho roztoku, sacím košom 11, odvzdušňovacím zariadením 10 a elektromagnetickými ventilmi 12 ovládanými programátorom automatiky 2. Na zmiešavaciu nádrž 8 sú pomocou elektromagnetických ventilov 12 pripojené zásobníky 13 chemikálií 14, ktoré sú vybavené plavákovými snímačmi 15 hladiny 16, ktoré sú pripojené na programátor automatiky 2. Ďalej je zariadenie vybavené zásobníkom 17 stlačeného vzduchu 18, ktorý je vybavený snímačom 19 tlaku a elektrornagnetickým ventilom 20 ovládaným programátorom automatiky 2. Programátor automatiky 2 je vybavený minimálne signálizátorami 21 nárastu rozdielu tlaku na membránovým snímačom 3 a 4 tlaku, signálizátorarni 22 hladín 16 chemikálií 14, signálizátorom 23 zníženia tlaku stlačeného vzduchu 18 v zásobníku 17, prostriedkami 24 na sledovanie nárastu rozdielu tlakov, druhýrni prostriedkami 25 na ovládanie elektromagnetických trojcestných ventilov, tretími prostriedkami 26 na sledovanie času čistenia, štvrtými prostriedkami 27 na obmedzenie aktivácie operácií v reálnom čase.Pri náraste rozdielu tlakov medzi prvým membránovým snímačom 3 tlaku na vstupe teplonosného média do doskového výmenníka l a druhým membránovým snímačom 4 tlaku na výstupe teplonosného média z doskového výrnenníka 1 programátor automatiky 2 V najbližšom možnom čase nevyužívania doskového výmenníka 1, najlepšie v noci,spustí prostrednictvom vzduchového elektromagnetického ventilu 2 U premiešavané chemikálií 14 stlačeným vzduchom 18 a následne sa pomocou trojcestných ventilov 5 vytvorí malý čistiaci okruh. Zmiešavacia nádâ 8 má pomocou trojcestného ventilu 7 s tlakovým snímačom vytvorený obtok, aby plastové čerpadlo 6 nebolo v úvodnej fáze čistenia namáhané. Obtok sa automaticky uzatvára úmeme zvyšovaniu prietoku zariadenia V prípade že plavákové snímače 15 hladín 16 chemikálií 14, alebo snímač 19 tlaku vzduchu zaznamenajú nízke hodnoty, programátor automa tiky 1 zablokuje zariadenie so súčasným signálizovanim nízkych hladín pomocou signalizátorov 22, 23 a to aj v čase, ak by signalizátor 21 nárastu rozdielu tlakov signalizoval spustenie operácie. Zníženie koncentrácie chemikálií 14 je zabezpečené ich farebnou identifikáciou, Vo Výhodnom riešení je zásobník stlačeného vzduchu nahradený kompresorom 28 s expanznou nádobou 29 a vzduchovým elektromagnetickým ventilom 20Výhoda uvedeného postupuje v tom, že zariadenie bude odstraňovať Zárodky nánosov, čim spotreba čistiacich chernikálíí nebude vysoká a zaťaženie konštrukčného materiálu minimálne, avšak čistený výmennik tepla nebude blokovaný zanesením. Nánosy vodného kameňa ich hrúbka majú tendencie rásť v čase exponenciálnym spôsobom. Ak sa teda zabráni vzniku nánosov, je zaručený rovnomemý prestup tepla a sú menšie náklady na dodávku tepla do primámeho okruhu.Zariadenie zabezpečuj úce prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary je možné použit pri čistení vyhradených technických zariadení, i takých zariadení, kde ich bezpečnostný súčin (tlak a objem) nezaraďuje medzi vyhradené technické zariadenia, najmä doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary využívaných na ohrev teplej úžitkovej vody alebo vyvíjanie pary pre potreby priemyselné aj domáce.l. Zapojenie zariadenia zabezpečujúceho prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary pozostávajúce z programátora automatiky, plastového čerpadla, zrniešavacej nádrže,zásobníkov chemikálií, zásobníka stlačeného vzduchu,membránových snímačov tlaku, elektromagnetických ventilov, trojcestného elektromagnetického ventilu s tlakovým snímačom a elektromagnetických trojcestných ventilov,vyznačujúce sa tým, že membránový snímač (3) tlaku je umiestnený na vstupe teplonosného média do doskového výmenníka (l) a membránový snímač (4) tlaku na indikáciu zmeny rozdielu tlakov programátorom automatiky (2) je umiestnený na výstupe teplonosného media z doskového výmenníka (l), pričom programátor automatiky (2) je vybavený signálizátorom (21) nárastu rozdielu tlakov, pričom medzi plastovým čerpadlem (6), ktoré je zapojené medzi zmiešavacou nádržou (8) a doskovým výmenníkom (l) je zapojený trojcestný elektromagnetický ventil (7) s tlakovým snímačom a so sekundámym obtokom, pričom medzi plastovým čerpadlom (6) a zásobníkmi(13) chemikálií (14) a zmiešavacou nádržou (8) sú zapojené elektromagnetické ventily (12).2. Zapojenie zariadenia podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že programátor automatiky (2) je vybavený prostriedkami (24) na sledovanie nárastu rozdielu tlakov, ktoré sú napojené na membránové snímače tlaku (3,4), prostriedkami (25) na ovládanie elektromagnetických ventilov (5, 7, 12, 20), ktoré sú elektricky napojené na elektromagnetické ventily (12), vzduchový elektromagnetický ventil (20) a trojcestný elektromagnetický ventil (7) s tlakovým snímačom a trojcestné elektromagnetické ventily(5) prostriedkami (26) na sledovanie času čistenia prostriedkami (27) na obmedzenie aktivácie operácii v reálnom čase, ktore sú prepojené navzájom ako aj s prostriedkami(24) na sledovanie nárastu rozdielu tlakov a s prostriedkami(25) na ovládanie elektromagnetických ventilov (12), vzduchového elektromagnetického ventilu (20) a trojcestného elektromagnetického ventilu (7) s tlakovým snímačom a trojcestných elektromagnetických ventilov (5) 3. Zapojenie zariadenia podľa nároku l a 2, vy z n a č u j ú c e s a tý m , že zásobník (17) stlačeného vzduchu (l 8)je nahradený kompresorom (28) s expanznou nádobou (29) zapojeným prostredníctvom vzduchového elektromagnetického ventilu (20) so zásobníkmi (13) chemikálií (l 4).

MPK / Značky

MPK: F28G 9/00, F28F 19/00, F28G 13/00

Značky: vzniku, zapojenie, zariadenia, doskových, prevenciu, odstránenie, vyvíjačoch, zabezpečujúceho, inkrustov, nánosov, výmenníkoch

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-u3823-zapojenie-zariadenia-zabezpecujuceho-prevenciu-vzniku-a-odstranenie-nanosov-a-inkrustov-v-doskovych-vymennikoch-a-vyvijacoch-pary.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojenie zariadenia zabezpečujúceho prevenciu vzniku a odstránenie nánosov a inkrustov v doskových výmenníkoch a vyvíjačoch pary</a>

Podobne patenty