Устройство гидрофобизации проточных частей динамических насосов посредством использования поверхностно-активных ингибиторов коррозии
Предлагаемое устройство может быть использовано в областях, связанных с эксплуатацией динамических насосов, например, в энергетике.
Технической задачей, решаемой устройством, является повышение КПД динамического насоса за счет образования равномерного гидрофобного покрытия на поверхностях проточной части динамических насосов, что приводит к уменьшению гидравлических потерь, а также повышение надежности работы динамических насосов за счет уменьшения вероятности образования отложений на поверхностях контактных уплотнений. Для этого обрабатываемый динамический насос 1 включен в циркуляционный контур, содержащий узел подготовки эмульсии 2 поверхностно-активного ингибитора коррозии с дозатором, снабженный емкостью 3 с расположенным в ней нагревателем 4 и датчиком температуры 5, датчик контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии 6, циркуляционный насос 7, контроллер 8, датчики давлени 9, 10, преобразователь частоты 11, циркуляционный насос 7, выполненный регулируемым по частоте вращения.
Полезная модель относится к области эксплуатации динамических насосов и направлена на повышение надежности и эффективности эксплуатации насосов без изменения их конструкции. Предлагаемое устройство может быть использовано в областях, связанных с эксплуатацией динамических насосов, например, в энергетике.
Известен способ повышения КПД динамических насосов и исключения коррозии проточной части за счет применения полимерных рабочих колес или всей проточной части (1). Указанный способ имеет следующие недостатки. Элементы проточной части из таких материалов способны выдерживать меньшие механические нагрузки и температуру рабочей среды, чем элементы, выполненные из стальных сплавов. Кроме того, для изготовления полимерных рабочих колес необходимо сложное специальное и, к тому же, дорогостоящее оборудование. Все известные способы механической обработки поверхностей проточной части динамических насосов имеют следующие недостатки: требуют демонтажа насоса на отдельные узлы, больших финансовых затрат и специального оборудования, в процессе обработки некоторый процент обрабатываемых деталей выходит из строя (забраковывается). Кроме того, очень сложно, а в некоторых случаях даже невозможно, обрабатывать закрытые каналы рабочего колеса.
Известно устройство для формирования антикоррозионного покрытия из аминосодержащих соединений для предотвращения коррозии металлов паровых и водных трактов оборудования (2). Устройство для формирования антикоррозионного покрытия содержит защищаемое оборудование, узел подготовки вещества наносимого покрытия, дозатор вещества наносимого покрытия, датчики контроля концентрации вещества наносимого покрытия и температуры, в котором узел подготовки вещества состоит из источника нагретого газа, блока расплава и блока ионизации аминосодержащих соединений. Недостатком устройства является сложность конструкции (наличие источника
нагретого газа, блока расплава, источника высокого напряжения для блока ионизации), недостаточное влияние на повышение КПД оборудования. Кроме того, аминосодержащие соединения, используемые для формирования антикоррозионного покрытия, токсичны.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для формирования антикоррозионного покрытия (3). Устройство для формирования антикоррозионного покрытия содержит защищаемое оборудование, узел подготовки вещества наносимого покрытия с дозатором, датчики контроля концентрации вещества наносимого покрытия и температуры, защищаемое оборудование включено в циркуляционный контур, содержащий последовательно соединенные датчик контроля концентрации вещества наносимого покрытия, циркуляционный насос и узел подготовки вещества наносимого покрытия, снабженный емкостью с расположенным в ней нагревателем и датчиком температуры. Недостатком устройства является отсутствие возможности регулировать скорость движения вещества наносимого покрытия через защищаемое оборудование посредством воздействия на гидродинамическую характеристику циркуляционного насоса., что ухудшает качество наносимого покрытия на защищаемое оборудование вследствие отсутствия возможности регулирования расхода вещества наносимого покрытия.
Технической задачей, решаемой устройством, является повышение КПД динамического насоса за счет образования равномерной гидрофобной поверхности на поверхностях проточной части динамических насосов, что приводит к уменьшению гидравлических потерь в проточной части динамического насоса и повышение надежности работы динамических насосов за счет уменьшения вероятности образования отложений на поверхностях контактных уплотнений.
Поставленная техническая задача решается тем, что известное устройство гидрофобизации проточных частей динамических насосов посредством использования поверхностно-активных ингибиторов коррозии, содержащее обрабатываемый динамический насос, узел подготовки эмульсии
поверхностно-активного ингибитора коррозии с дозатором, снабженный емкостью с расположенным в ней нагревателем и датчиком температуры, датчик контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии, циркуляционный насос, согласно полезной модели, дополнительно снабжено контроллером, первым и вторым датчиками давления, преобразователем частоты, а циркуляционный насос выполнен регулируемым по частоте вращения, первый датчик давления установлен на входе обрабатываемого динамического насоса, второй датчик - на выходе обрабатываемого динамического насоса, выходы датчиков подключены к контроллеру, третий вход контроллера подсоединен к датчику контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии, четвертый вход соединен с датчиком температуры, пятый вход соединен с преобразователем частоты, первый выход контроллера соединен с преобразователем частоты, который соединен с приводом циркуляционного насоса, второй выход контроллера подключен к исполнительному механизму узла подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии.
На чертеже схематично представлено устройство гидрофобизации проточных частей динамических насосов посредством использования поверхностно-активных ингибиторов коррозии.
Устройство содержит обрабатываемый динамический насос 1, который включен в циркуляционный контур, содержащий узел 2 подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии с дозатором, снабженный емкостью 3 с расположенным в ней нагревателем 4 и датчиком температуры 5, датчик контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии 6, циркуляционный насос 7, контроллер 8, первый 9 и второй 10 датчики давления, преобразователь частоты 11, циркуляционный насос выполнен регулируемым по частоте вращения. Первый датчик давления 9 установлен на входе обрабатываемого динамического насоса 1, второй датчик 10 - на выходе обрабатываемого динамического насоса 1, выходы датчиков 9, 10 подключены к контроллеру 8, третий вход контроллера 8 подсоединен к датчику 6 контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии, четвертый вход соединен
с датчиком температуры 5, пятый вход соединен с преобразователем частоты, первый выход контроллера 8 соединен с преобразователем частоты 11, который соединен с приводом циркуляционного насоса 7, второй выход контроллера 8 подключен к исполнительному механизму узла 2 подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии.
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый динамический насос 1 включается в циркуляционный контур. Циркуляционный насос 7 обеспечивает движение теплоносителя вместе с поверхностно-активным ингибитором коррозии по циркуляционному контуру. Емкость 3, в которой размещается нагреватель 4 для нагрева жидкости в циркуляционной системе, позволяет жидкости свободно расширяться. Датчик температуры 5, контролирует величину нагрева жидкости в циркуляционном контуре и управляет работой нагревателя 4. Информация с датчика температуры 5 поступает в контроллер 8. Узел 2 подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии с дозатором, добавляющий вещество наносимого покрытия в циркуляционный контур, управляется контроллером 8 по информации с датчика 6 контроля концентрации вещества наносимого покрытия, контролирующего концентрацию поверхностно-активного ингибитора коррозии в циркуляционном контуре. Управление частотой вращения циркуляционного насоса 7 осуществляется с помощью преобразователя частоты 11 контроллером 8 по информации, поступающей с датчиков давления 9 и 10 в контроллер 8. В качестве циркуляционного насоса можно использовать насос типа КМЛ 40-32-125 с регулируемой частотой вращения, нагревательный элемент ТЭН 80A13/3.15i220, датчиком температуры может служить термореле с датчиком температуры ТСМ-0.12-000.1.1.5.В3, в качестве датчика контроля концентрации вещества наносимого покрытия можно использовать тензиометр АЖТ-1, в качестве датчиков давления можно использовать датчики типа "Корунд", контроллером может служить
контроллер типа "Трансформер", в качестве преобразователя частоты можно использовать преобразователь частоты СПЧРС-М.
Таким образом, предложено устройство, позволяющее создать на поверхности всей проточной части насоса 1 - рабочем колесе, всасывающем и напорном патрубках, спиральном отводе - равномерную гидрофобную поверхность на основе использования поверхностно-активных ингибиторов коррозии. При этом влияние на качество гидрофобной поверхности осуществляется путем регулирования расхода вещества наносимого покрытия. А это, в свою очередь, сказывается на увеличении КПД динамического насоса за счет уменьшения величины потерь на трение в проточной части динамического насоса и повышении надежности его работы за счет уменьшения вероятности образования отложений на поверхностях контактных уплотнений. При применении указанного устройства не требуются демонтаж и дополнительные подготовительные процедуры, а повышение эффективности и надежности работы динамических насосов происходит без изменения конструкции. Возможно применение устройства на уже смонтированном оборудовании в конкретных технологических циклах.
Литература
1. Лопастные насосы: Справочник /Зимницкий В.А., Каплун А.В., Папир А.Н., Умов В.А.; Под общ. ред. Зимницкого В.А. и Умова В.А. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986.
2. Патент РФ №2059738, опубл. 10.05.1996.
3. Патент РФ №47364, опубл. 27.08.2005.
Устройство гидрофобизации проточных частей динамических насосов посредством использования поверхностно-активных ингибиторов коррозии, содержащее обрабатываемый динамический насос, узел подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии с дозатором, снабженный емкостью с расположенным в ней нагревателем и датчиком температуры, датчик контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии, циркуляционный насос, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено контроллером, первым и вторым датчиками давления, преобразователем частоты, а циркуляционный насос выполнен регулируемым по частоте вращения, первый датчик давления установлен на входе обрабатываемого динамического насоса, второй датчик - на выходе обрабатываемого динамического насоса, выходы датчиков подключены к контроллеру, третий вход контроллера подсоединен к датчику контроля концентрации эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии, четвертый вход соединен с датчиком температуры, пятый вход соединен с преобразователем частоты, первый выход контроллера соединен с преобразователем частоты, который соединен с приводом циркуляционного насоса, второй выход контроллера подключен к исполнительному механизму узла подготовки эмульсии поверхностно-активного ингибитора коррозии.
