CZ295253B6 - Zařízení na úpravu vody - Google Patents

Abstract

Zařízení na úpravu vody, která obíhá v uzavřeném potrubním systému, sestává z kombinace jednak odplyňovacího zařízení a jednak zařízení na zpomalování koroze. Odplyňovací zařízení obsahuje trubkovitý člen (10), který leží vodorovně ve své provozní poloze, a který je určen k zapojení do série s potrubím (13, 14), tvořícím součást potrubního systému. Trubkovitý člen (10) je obklopen mezi svým vstupním koncem (11) a výstupním koncem (12) pláště (17), opatřeným otvíratelným horním výpustným otvorem (16) plynu, otvorem (15). Zařízení na zpomalování koroze obsahuje obětovanou anodu (20), umístěnou v prostoru pláště (17) vně trubkovitého členu (10). Plášť (17) je rovněž opatřen otevíratelným spodním výpustným otvorem (28).ŕ

Description

Vynález se týká zařízení na úpravu vody, která obíhá v uzavřeném potrubním systému, například v systému ústředního vytápění.

Dosavadní stav techniky

Je známo odplyňovat nebo odvzdušňovat kapalinu, která obíhá v uzavřeném okruhu, a to za účelem zpomalování koroze a zabránění kavitace u čerpadel.

Jedno zařízení, určené pro tyto účely, je popisováno například v patentovém spise EP-A 0 273 508.

V patentovém spise WO 97/10890 je popisováno obdobné odvzdušňovací zařízení, zapojené do série a zkombinované se zařízením na odlučování pevných částic z cirkulující kapaliny.

Jinou formu prostředků pro zamezování nebo zpomalování koroze tvoří katodová zařízení. Například v patentovém spise US 4 376 753 a v patentovém spise WO 96/22407 je popisováno zařízení na provádění elektrolýzy, které je opatřeno obětovanými anodami, zapojenými paralelně do potrubí, rozvětvujícího se z oběhového systému a zkonstruovaného zejména pro tento účel.

Toto zařízení může být ovládáno prostřednictvím regulace průtoku kapaliny, proudící paralelními potrubími a zařízením na elektrolýzu, prostřednictvím volby napětí na anodě a katodě a volby materiálu anody, a případným přidáním elektricky vodivé kapaliny, například hydrazinu.

Tato zařízení na zpomalování koroze jsou však obě velmi složitá a nákladná, takže jsou nevhodná pro využívání u systémů ústředního vytápění.

V dosavadním stavu techniky již byla rovněž navržena zařízení na zamezování nebo zpomalování koroze ve formě oddělených nádob, které mohou být uspořádány v paralelním potrubí nebo přímo v uzavřeném okruhu, takže část kapaliny, obíhající v okruhu, nebo veškerá tato uvedená kapalina bude procházet uvedenými nádobami, přičemž jsou tyto nádoby opatřeny obětovanou anodou, která funguje za nepřítomnosti přiváděného napětí.

Takováto zařízení na zpomalování koroze jsou komerčně dostupná pod příslušnými označeními PROMAG® a ELYSATOR®.

Uspořádání zařízení pro zpomalení koroze v paralelním okruhu vyžaduje mimořádné instalační náklady, přičemž rovněž vzrůstají požadavky na více prostoru, zatímco instalace zařízení na zpomalování koroze přímo do obvodu v uzavřeném okruhu obvykle vede k nepřijatelné erozi obětované anody, čímž je výrazně omezena využitelná životnost této obětovaného anody.

Podstata vynálezu

Předmět tohoto vynálezu řeší problém vyvinutí zařízení na úpravu vody, které bude zabraňovat korozi jak prostřednictvím odvzdušňování nebo odplyňování obíhající kapaliny, tak i zpracováváním této kapaliny elektrolytickým způsobem, přičemž toto zařízení nebude mít v podstatě

- 1 CZ 295253 B6 nedostatky, kterými trpí shora uváděná známá katodová zařízení pro zamezování nebo zpomalování koroze.

Za účelem vyřešení shora uvedeného problému bylo v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinuto zařízení na úpravu vody, která obíhá v uzavřeném potrubním systému, které sestává z kombinace odplyňovacího zařízení a zařízení na zpomalování koroze, přičemž odplyňovací zařízení obsahuje trubkovitý člen, který leží vodorovně ve své provozní poloze, a který je určen k zapojení do série s potrubím, tvořícím součást potrubního systému, a který je obklopen mezi svým vstupním koncem a výstupním koncem pláště, opatřeným otvíratelným horním výpustným otvorem plynu, přičemž je uvedený trubkovitý člen propojen s vnitřním prostorem obklopujícího pláště alespoň jedním otvorem, který je v něm vytvořen, a přičemž zařízení na zpomalování koroze obsahuje obětovanou anodu, umístěnou v uvedeném prostoru pláště vně uvedeného trubkovitého členu, přičemž je plášť rovněž opatřen otvíratelným spodním výpustným otvorem.

Anoda může být částečně uložena v trubkovitém spojovacím kusu, který vyčnívá ven z pláště, a který je opatřen vnějším krycím členem.

Trubkovitý člen se s výhodou obecně rozprostírá směrem dolů od pláště, přičemž spodní výpustný otvor je vytvořen v uvedeném krycím členu. Obětovaná anoda může být nesena krycím členem, přičemž může být elektricky odizolována od uvedeného krycího členu.

Spodní výpustný otvor nebo krycí člen mohou být s výhodou opatřeny odkalovacím výpustným ventilem.

Buď vstupní konec, nebo výstupní konec trubkovitého členu může být připojen k odlučovači částic, přičemž odplyňovací zařízení a odlučovač částic mohou být uloženy ve společném plášti. Odlučovač částic může být s výhodou připojen ke vstupnímu konci trubkovitého členu.

Uspořádání, navrhované v souladu s předmětem tohoto vynálezu, tak s pomocí jednoduchých prostředků poskytuje výhodné a účinné zařízení na úpravu vody, u kterého je eroze obětované anody velmi mírná, přičemž se tato obětovaná anoda bude rozpouštět v podstatě pouze rychlostí, která se bude řídit jenom potřebou zpomalení koroze.

Daná kombinace odplyňovacího zařízení a zařízení na zpomalování koroze s obětovanou anodou, spojená do jediné součásti v souladu s předmětem tohoto vynálezu, rovněž vykazuje významné výhody z hlediska úspory místa a zjednodušení instalace.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje pohled ve svislém osovém řezu na první provedení zařízení na úpravu vody podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje pohled v příčném řezu na předmětné zařízení, přičemž řez je veden podle čáry II-II z obr. 1;

obr. 3 až obr. 6 znázorňují podobné pohledy, jako obr. 1, přičemž zobrazují čtyři další výhodná provedení zařízení na úpravu vody podle tohoto vynálezu.

-2CZ 295253 B6

Příklady provedení vynálezu

Shodné nebo obecně shodné znaky a součásti, znázorněné na obrázcích výkresů, jsou označovány stejnými vztahovými značkami.

Zařízení na úpravu vody, znázorněné na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2, obsahuje trubkovitý člen 10, opatřený vstupním koncem 11 a výstupním koncem 12 a určený pro zapojení do série s vodorovným potrubím, představovaným šipkami 13 a 14, přičemž toto potrubí je součástí potrubního systému, například systému ústředního vytápění.

Trubkovitý člen 10 je opatřen mezi svým vstupním koncem 11 a výstupním koncem 12 přerušením nebo otvorem 15. přičemž je obklopen pláštěm 17. který je opatřen horním výpustným otvorem 16 plynu. Tento výpustný otvor 16 plynu je opatřen ventilem 18, který může být otevírán buď ručně, nebo automaticky za účelem odvádění plynu, například vzduchu, který se nashromáždil v horní části pláště Γ7.

Zde popisované zařízení na úpravu vody vytváří odlučovač plynu pro kapalinu, obíhající v potrubním systému. Jak tato kapalina prochází odlučovačem plynu, tak bublinky plynu, které jsou obsaženy v kapalině, jsou schopny unikat z trubkovitého členu 10 přes otvor 15 a potom se shromažďovat v horní části odlučovače plynu.

Část kapaliny, vstupující vstupním koncem 11 trubkovitého členu 10, je odváděna ven z tohoto trubkovitého členu 10 do obklopujícího pláště 17. Tento odvedený objem kapaliny prochází směrem vpřed v plášti 17 sníženou rychlostí a poté proudí směrem dolů kolem výstupního konce 12 uvedeného trubkovitého členu 10 a zpět pod tímto trubkovitým členem 10, načež proudí konečně směrem vzhůru kolem vstupního konce 11 uvedeného trubkovitého členu 10, kde je uvedený odvedený objem kapaliny unášen hlavním proudem, procházejícím přímo trubkovitým členem 10.

Jak je na vyobrazeních znázorněno, může být předmětné zařízení, opatřeno křídlovitým členem

19, jehož úkolem je napomáhat požadovanému průtokovému obrazci proudění odlučovačem plynu.

Odplyňování nebo odvzdušňování kapaliny, obíhající v uzavřených systémech, je velice výhodné, neboť přítomnost plynu, například vzduchu, v takovýchto systémech, které pracují s vodou jako s teplonosným médiem, může snižovat účinnost systému, přičemž může rovněž způsobovat kavitace u oběhových čerpadel.

Koncentrace kyslíku v kapalině může rovněž způsobovat problémy s korozí, které jsou snižovány prostřednictvím odplyňování nebo odvzdušňování kapaliny.

Další ochrany proti korozi je dosahováno prostřednictvím zařízení, znázorněného na obr. 1 a obr. 2, a to umístěním obětované anody 20 v prostoru pláště 17 z vnější části trubkovitého členu 10, kde je rychlost proudění kapaliny výrazně snížena, takže eroze této obětované anody

20, způsobovaná proudící kapalinou, je příslušně mírná, přičemž uvedená obětovaná anoda 20 je vytvořena například z hořčíku.

U znázorněného případu je obětovaná anoda 20 částečně uložena v trubkovitém spojovacím kusu

21, který vyčnívá směrem ven z pláště 17. Vnější konec tohoto trubkovitého spojovacího kusu 21 je uzavřen vnějším odnímatelným krycím členem 22 nebo víkem, přičemž tento krycí člen 22 nese obětovanou anodu 20.

Na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2 je obětovaná anoda 20 nesena prostřednictvím konzoly 23, která je elektricky odizolována od krycího členu 22 a od šroubu 24, který prochází

-3 CZ 295253 B6 tímto krycím členem 22, přičemž je uvedená izolace označena vztahovou značkou 25. Z provozu je obětovaná anoda 20 vodivě připojena ke krycímu členu 22 a k potrubnímu systému, a to obecně prostřednictvím kabelu, označeného vztahovou značkou 26.

Ověření, zda obětovaná anoda 20 již byla či nebyla spotřebována, může být snadno provedeno prostřednictvím přerušení spojení (tj. sejmutím jednoho konce kabelu 26) a změřením napětí mezi šroubem 24 a krycím členem 22, odizolovaným od uvedeného šroubu 24, přičemž je tento šroub 24 vodivě připojen k obětované anodě 20.

Jak je obětovaná anoda 20 spotřebovávána, shromažďuje se kal pod touto obětovanou anodou 20 a je odváděn spodním výpustným otvorem 28, který je s výhodou ovládán prostřednictvím ventilu 27. V případě znázorněného zařízení na úpravu vody, kde trubkovitý spojovací kus 21 směřuje dolů, je spodní výpustný otvor 28 s výhodou uspořádán v krycím členu 22. Alternativně může být spodní výpustný otvor nahrazen odnímatelným krycím členem 22.

Krycí člen 22 může být s výhodou utěsněné připevněn k přírubě 30 na vnějším konci trubkovitého spojovacího kusu 21, a to například prostřednictvím šroubů 29 znázorněným způsobem.

U provedení předmětu tohoto vynálezu, které je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3, je zařízení na úpravu vody podle tohoto vynálezu připojeno k odlučovači 31 částic.

Tento odlučovač 31 částic může být opatřen filtrem nebo sítkem 32, například takového typu, jaký je popsán a zobrazen v patentovém spise WO 97/10890, nebo nemusí být opatřen takovýmto filtrem, takže je určen ke shromažďování poměrně velkých částic.

Odlučovač 31 částic podle provedení, znázorněných na příslušných vyobrazeních podle obr. 3 až obr. 6, je opatřen pláštěm 17A, který tvoří prodloužení pláště 17, a který je opatřen svým vlastním spodním výpustným otvorem 33. Součásti pláště 17 a 17A jsou vzájemně od sebe odděleny společnou přepážkovou stěnou 34.

Odlučovač 31 částic je s výhodou umístěn na vstupním konci odplyňovacího zařízení, jak je znázorněno na obr. 3 a na obr. 4, ačkoliv může být alternativně umístěn i na výstupním konci uvedeného odplyňovacího zařízení v souladu s vyobrazeními podle obr. 5 a podle obr. 6.

Co se týče zbývajících vztahových značek, uváděných na vyobrazeních podle obr. 3 až obr. 6, mají tyto vztahové značky stejné významy, jaké již byly popsány v souvislosti s popisem předmětu tohoto vynálezu, znázorněného na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2.

Je nutno poznamenat, že předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na jeho shora popsaná a ilustrativní příkladná provedení, neboť předmět tohoto vynálezu může být vytvořen jakýmkoliv požadovaným způsobem v rámci rozsahu myšlenky vynálezu, definovaného v následujících patentových nárocích.

Claims (8)

1. Zařízení na úpravu vody, která obíhá v uzavřeném potrubním systému, vyznačující se tí m , že sestává z kombinace odplyňovacího zařízení a zařízení na zpomalování koroze, přičemž odplyňovací zařízení obsahuje trubkovitý člen (10), který leží vodorovně ve své provozní poloze, který je určen k zapojení do série s potrubím (13, 14), tvořícím součást potrubního systému, a který je obklopen mezi svým vstupním koncem (11) a výstupním koncem (12) pláštěm (17), opatřeným otvíratelným horním výpustným otvorem (16) plynu, přičemž je uvedený trubkovitý člen (10) propojen s vnitřním prostorem obklopujícího pláštěm (17) alespoň jedním otvorem (15), který je v něm vytvořen, přičemž zařízení na zpomalování koroze obsahuje obětovanou anodu (20), umístěnou v uvedeném prostoru pláště (17) vně uvedeného trubkovitého členu (10), a přičemž je plášť (17) je rovněž opatřen otvíratelným spodním výpustným otvorem (28).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že anoda (20) je částečně uložena v trubkovitém spojovacím kusu (21), který vyčnívá ven z pláště (17), a který je opatřen vnějším krycím členem (22).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že trubkovitý člen (21) se obecně rozprostírá směrem dolů od pláště (17), přičemž spodní výpustný otvor (28) je vytvořen v uvedeném krycím členu (22).

4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vy z n a č uj í c í se t í m , že obětovaná anoda (20) je nesena krycím členem (22).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že obětovaná anoda (20) je elektricky odizolována od uvedeného krycího členu (22).

6. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že spodní výpustný otvor (28) nebo krycí člen (22) jsou opatřeny odkalovacím výpustným ventilem (27).

7. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že buď vstupní konec (11), nebo výstupní konec (12) trubkovitého členu (10) je připojen k odlučovači (31) částic, přičemž odplyňovací zařízení a odlučovač (31) částic jsou uloženy ve společném plášti (17, 17A).

8. Zařízení podle nároku 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že odlučovač (31) částic je připojen ke vstupnímu konci (11) trubkovitého členu (10).