Устройство для защиты внутренних полостей от отложений
Предлагаемое решение относится к области машиностроения в частности к устройствам для перекачки и транспортировке жидкой агрессивной среды, с образованием отложений на всех частях внутренних полостей труб и насосных установках работающих в условиях отличной от окружающей среды и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, преимущественно в технологическом процессе производства металлического купороса.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение срока службы и надежности узла перекачивающих установок преимущественно с периодическим циклом работы с агрессивными средами и определенными параметрами их состояния по отношению к окружающей среде.
Указанная техническая задача достигается тем, что насосная установка дополнительно снабжена отдельной магистралью для промывочной жидкости, а подводящая магистраль снабжена Г-образным изгибом, расположенным внутри бака с агрессивной средой.
Использование предлагаемого технического решения позволит удалять из внутренней полости насосной установки агрессивной среды и заменять ее чистой жидкостью, а ее сохранение в трубе осуществляется без дополнительных устройств при остановке насоса, получить надежную защиту внутренних полостей от отложений и тем самым повысить срок службы и надежность перекачивающих установок по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Предлагаемое устройство относится к перекачивающим установкам для жидкостей и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, преимущественно для агрессивных сред, в частности при производстве медного и никелевого купороса, который в зависимости от температуры рабочей среды может находиться как в растворенном виде так и кристаллизоваться, а его кристаллическая структура прочно оседает на внутренней поверхности как труб, так и других внутренних полостях перекачивающих установок.
Известно устройство для защиты трубопроводов от отложений, типа коррозии, выполненное в виде магнитной системы. Магнитная система выполнена в виде блоков из магнитных колец с аксиальным направлением намагничивания. Магнитные кольца устанавливаются на неферромагнитный стержень с чередованием полюсов, а магнитные блоки разделены кольцевыми ферромагнитными прокладками и установлены встречно. Пластовая жидкость поступает в кольцевое пространство между корпусом и магнитной системой и пересекает магнитный поток. Жидкость подвергается воздействию магнитного поля, которое ориентировано перпендикулярно направлению потока перекачиваемой жидкости. Под воздействием турболентного потока в рабочем зазоре вся жидкость соприкасается с поверхностью магнитной системы и происходит очистка ее от механических включений (см. патент РФ №2153126 по кл. F 16 L 58/00 за 1998 год)
Недостатком этого вида устройств является то, что оно может только использовано для очистки от механических отложений и не может разрушить образования отложений химически активных сред, которые образуются в результате температурных изменений и в состоянии
статического покоя жидкости при технологическом прекращении движения жидкости. Это происходит потому, что при закрытии запорной аппаратуры отсекается только перемещении жидкой среды по полости насосной установки и магистралям, а сама жидкость располагается во всех внутренних полостях, происходит оседание твердых кристаллов на стенках по всей внутренней полости. В зависимости от времени работы установок толщина отложений становится значительной и перекрывает всю внутреннюю полость магистралей и отверстий рабочего элемента перекачивающей установки.
Так же известно устройство для очистки трубопроводных систем от различных загрязнений, содержащее магистраль нагнетания со смонтированными в ней средства средством крепления к очищаемой трубопроводной системе в виде запорного клапана с рукояткой управления и насоса с пневмоаккумулятором. Пневмоаккумулятор снабжен обратным и управляющим клапанами, запорная часть обратного клапана выполнена конической формы, а открывающая часть выполнена цилиндрической, при чем диаметры цилиндрической, конической части, масса, ход, давление в аккумуляторе и время открытия связаны определенной зависимостью. (см. патент РФ на изобретение №2168378 по кл. В 08 В 9/027 за 2000 г.)
Недостатками этого вида устройств являются аналогичными выше описанному устройству т.е. невозможность использования в системах химических жидких сред, малый срок службы перекачивающих устройств и частая остановка на прочистку внутренних полостей перекачивающих установок от отложений и их замену из-за невозможности удаления отложений на месте работы узлов перекачки, а эта операция трудоемка и требует много времени и дополнительных затрат
Технической задачей предлагаемого устройства является устранение указанных выше недостатков, повышение срока службы и надежности перекачивающих установок используемых при работе со агрессивными растворами, в которых имеются материалы выпадающие в осадок и оседающие на внутренней поверхности всей внутренней поверхности перекачивающих установок с периодическим циклом работы.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты внутренней полости от отложений, содержащем насосную установку с приводом, вход которого соединен через трубу с подающим баком, а выход через запорную арматуру соединен с отводящей магистралью оно дополнительно снабжено отдельной магистралью для промывочной жидкости, расположенной со стороны отводящей магистрали до запорной арматуры, а труба, расположенная между после насосной установки и баком снабжена Г-образным загибом, расположенным внутри бака, а вершина загиба расположена выше соединения трубы с насосной установкой, а выход трубы в бак снабжен подвижной отсечной поверхностью, в виде обратного клапана.
На фиг.1 - изображено сечение предлагаемого устройства.
На фиг.2 - узел А фиг1
На фиг.3 - узел Б, выполненный по п.4 формулы.
Как показано на фиг.1 предлагаемое устройство содержит фундаменты 1 и 2, расположенные на общей опоре 3. На фундаменте 1 установлен привод 4 с насосом 5, а насос с одной стороны соединен с через задвижку 6 с отводящей магистралью 7, а с другой через вентиль 8 с трубой 9. На фундаменте 2 установлен подающий бак 10, в котором располагается жидкая смесь 11, уровень 12 которой расположен выше насоса 5. Труба 9 снабжена Г-образным изгибом 13, расположенном внутри бака 10, входная ветвь 14 которого расположена по вертикальной оси 15 бака 10. Торец 16 ветви 14 снабжен отсечной поверхностью 17, например плоским обратным клапаном. Труба 9 может быть снабжена еще одним изгибом 18 расположенным возле вентиля 8 насоса 5 и располагаться вне бака 10. При этом, минимальный радиус изгиба 13 равен диаметру трубы 9. Насос 5 со стороны отводящей магистрали 7 снабжен полостью 19 с запорной арматурой 20, заполненной инертной жидкостью 21 количество которой не меньше суммарного объема внутренней полости магистрали 7, после задвижки 6, насоса 5, трубы 9 со входной ветвью 14.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Внутрь бака 10 подается жидкая агрессивная смесь 11 и заполняет его внутреннюю полость до уровня 12, который по высоте вертикальной оси 15 постоянно находится выше вершины изгиба 13. При этом выход торца 16 входной ветви 14 трубы 9 закрыт отсечной поверхностью 17. И внутрь трубы 9 смесь 11 не попадает. При этом задвижка 6, вентиль 8 и запорная арматура 20 находятся в закрытом состоянии и смесь 11 не подается в магистраль 7. Для подачи смеси 11 в магистраль 7 открывают задвижку 6 и вентиль 8 и включают привод 4 насоса 5. Насос 5 создает разряжение, открывает торец 17, и смесь перекачивается из бака 10 в магистраль 7. Эта операция длится до тех пор сколько нужно перекачать смеси 11 в магистраль 7. После того как нужное количество смеси 11 перекачали, привод 4 насоса 5 отключают и процесс перекачки прекращается. После этого перекрывается задвижка 6 и открывается запорная арматура 20 полости 19, а вентиль 8 не закрывается. Инертная жидкость 21 самотеком или под давлением через насос 5, вентиль 8 заполняет всю внутреннюю полость трубы 9 и ее входной ветви 14 при этом вытесняя из нее смесь 11 внутрь бака 10. Как только вся смесь 11 удалится из ветви 14, трубы 6 и насоса 5 закрывается отсечная поверхность 17. Давление внутри трубы 9 и ветви 14 выравнивается и становится равным давлению в полости 19, а ее утечка в бак прекращается. В результате вся внутренняя полость трубы 9 и насоса 5 оказывается заполненной жидкостью в которой отсутствует материал, который отлагается на поверхность насоса 5 и трубы 9. Для возобновления перекачки смеси 11 закрывается арматура 20 полости 19, открывается задвижка 6, включается привод 4 и насосом 5 смесь 11 из бака 10 подается в магистраль 7, т.е. процесс повторяется.
Процесс кристаллизации и отложение на внутренних стенках интенсивно происходит тогда, когда перекачка смеси не производится, а наиболее интенсивное его отложение происходит в насосе и трубе, которые расположены вне бака где температура смеси снижается и поэтому происходит интенсивная кристаллизация и отложение твердых частиц. Введение внутрь защитной среды типа жидкости полностью исключает
образование отложений, повышает надежность перекачивающих установок, продлить их срок действия и снизить затраты на ремонт и техническое обслуживание по сравнению с известными конструкциями устройств аналогичного назначения.
1. Устройство для защиты внутренних полостей от отложений, содержащее насосную установку с приводом, вход которой соединен через трубу с подающим баком, а выход через запорную арматуры соединен с отводящей магистралью, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено отдельной магистралью для промывочной жидкости, расположенной со стороны отводящей магистрали и соединенной, входное отверстие которой в нее расположено между насосом и запорной арматурой, труба между насосом и баком снабжена Г-образным изгибом, входная ветвь которого расположена вертикально и внутри бака, а вершина изгиба расположена выше расположения входа трубы в насосную установку.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход Г-образного изгиба трубы дополнительно может быть снабжен подвижной отсечной поверхностью.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на трубе вне бака выполнен дополнительный изгиб и образующий тупой угол с продольной осью насосной установки.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отсечная поверхность изгиба трубы выполнена в виде обратного клапана.
