SU346A1 - Электрическое устройство дл предупреждени образовани твердых осадков внутри паровых котлов и других металлических аппаратов - Google Patents

Description

Предлагаемое изобретение имеет целью предотвращение осаждени  накипи на активных металлических поверхност х технических аппаратов, в которых совершаетс  теплообмен.

Теоретические данные, на которых авторы основывают способ применени  электрического устройства дл  предупреждени  образовани  твердых осадков внутри паровых котлов, заключаютс , согласно указаний, в следующем: образование накипи, главным образом, происходит или за счет прогрессивного падени  растворимости некоторых минерализирующих примесей растворител  (напр., сульфаты щелочных земель), или за счет гидротермических реакций, св занных при повьпнении температуры растворител  с выпадением нерастворимых конститюэнтов в виде более устойчивой соли или оснований (напр., щелочно-земельные карбонаты). Согласно теории растворов, наход щиес  в них соли ионизированы, следовательно, при пропускании через растворы электрического тока, можно получить разделение и определенным образом отсортировку ион минерального содержани  раствора; при этом ионы металлов сгруппируютс 

на катоде, а остальные ионы на аноде и, таким образом, нерастворимые соли будут разрушены, как химическое соединение , в первый же момент вступлени  их в аппарат и отсортированы определенным образом в пределах, предоставл емых природой электрических  влений.

На фиг. 1 - 11 схематически изображены способы применени  предлагаемого электрического устройства в паровых котлах с жаровыми трубами; на фиг. 12-13 - такое же устройство в паровых котлах с прогарными трубами .

Утилизаци  электрических  влений в изложенном направлении  вл етс  основной идеей данного изобретени , которое заключаетс  в том, что, вз в за отрицательный по с внешней цепи 1 активную поверхность 2 того или иного технического аппарата и подвод  положительный ток через изолированный ввод 8, опущенный внутрь аппарата в растворитель, к одному или нескольким анодам 4, можно всегда достичь того, что все вносимые с растворителем внутрь аппарата ионы минерализирующих примесей сортируютс  током в указанном

выше пор дке и отлагаютс  на „катодизированной активной поверхности аппарата в виде мельчайшей сыпи: пузырьков водорода, оснований металлов или самих металлов минерализирующих примесей растворител , в растворенном (щелочные основани ) или твердом состо нии (щелочно-земельные основани ), а на аноде внешней цепи образуетс  кислород, кислотные или металлоидные группы минерализируюи;их примесей растворител  которые, в зависимости от химических свойств металла анода, действуют или не действуют разрушающе на последний; в первом случае, анод подлежит периодическому возобновлению . Посто нно существующа  во все врем  действи  тока миллиарна  сыпь пузырьков водорода физически преп тствует, как своего рода посто нно возобновл ема  газова  брон , осаждению и пригоранию к катодированной активной поверхности мельчайших пылеобразных частиц, выпавших у катода ввиде нерастворимых оснований минеральных подмесей растворител , выдел ющийс  же на катоде водород действует как энергичный восстановитель, предохран ющий радикальным образом активную поверхность от разъедани . Опыт показал, что в аппаратах с положительным теплообменом (нагревательных ), выпавшие в виде тончайших пылеобразных частиц нерастворимые остатки разрушенной током накипи легко.унос тс  циркул ционными токами растворител  в слой его наивысшего уровн ; в аппаратах же с отрицательным теплообменом - обратно, в самые низшие горизонты. Отсюда следует, что во врем  работы аппаратов первого рода самые верхние слои растворител  будут пресыщены пылеобразными нерастворимыми остатками солей, а в аппаратах второго рода самые низшие. Это заставл ет устраивать в нагревательных аппаратах, в случае сильной минерализации растворител  и интенсивного теплообмена, периодическое удаление известных порций его во все врем  работы аппарата с наивысшего горизонта, а во всех охладительных - также во врем  работы - с наинизшего. Так как положительный полюс 4 вне иней цепи /, фиг. 3, 4, согласно предыдущего , всегда погружен в растворитель , можно автоматически использовать таковую в сигнальных цел х, включив в цепь звонок 8, фиг. 3, в тех случа х, когда, по техническому назначению аппарата, наход щийс  в нем растворитель не должен понижатьс  ниже определешюго, нормированного предельного уровн  3, фиг. 3, 4. Дл  сего достаточно лишь совместить анод 4, фиг. 3, 4, цепи J. с нормированным уровнем растворител , что проще всего достичь, выполн   анод из листового материала сравнительно небольшой толщины .

Совершенно  сно, что эффект удалени  накипи будет наиболее выпукло выражен в тех част х катодизированной активной поверхности, которые ближе всего расположены к аноду 4, фиг. 1 - 4, или, при прочих равных услови х , находитс  в зоне более высоких температур растворител .

В виду того, что поверхность согревательного прибора не может быть достаточно изолирована от остального металлического корпуса, предлагаемое изобретение при своей практической реализации подвергаетс  поневоле следующим изменени м, именно, катодируетс  не только активна  поверхность, но попутно с нею и вс , по конструктивным требовани м, металлически с нею соединенна  часть аппарата. Место расположени , размер, форма, число анодов , подчас их материал определ ютс  в каждом отдельном случае, помимо чисто индивидуальных обсто тельств , еще и внимательным просчетом , прин в особо во внимание различную проводимость растворител  в зависимости от ожидаемого распределени  температур в аппарате.

В частности, в отношении нагревательных аппаратов можно привести нижеследующие общие правила.

В тех случа х, когда при расположении анода или анодов (одного, сдвоенного , строенного и т. д. 4, фиг. 5-6), примерно, в зоне одной и той же температуры , действие приспособлени  не бывает местами достаточно  рко выражено , необходимо располагать вспомогательные анодь 4 или у тех мест, где это действие сказалось всего ху5ке.

.либо в сло х растворител  с заведомо самой низкой температурой, чтобы тем самым возможно уменьшить пр мое ответвление тока с анода на корпус за счет увеличени  его части, уход щей через катодированную активную поверхность аппарата 2, фиг. 8 - 10.

В случае применени  вспомогательных анодов 4, фиг. 8 -10, сигнальные аноды или анод 4, включаютс  в особое ответвление по схеме фиг. 7 с теми же значени ми цифр, как и на фиг. 1, 2, 3, 4, или по схемам на остальных фигурах 5 - 13, где обозначены: 10 - амперметры; 11 - реостаты дл  регулировки; 12 - рубильники; 13 - вольтметры; 14 - электромагнит с сердечником; 15 - прит гивающийс  сердечником электромагнита 14  корь - 16, контакт сигнального ответвлени  17, 18 - источник тока; 19 - ответвление к оси 20 качающегос  рычага 21, один конец которого отт гиваетс  пружинкою 22, а другой прит гиваетс  электромагнитом 14, 23-внещн   цепь, идуща  от отрицательного полюса внешнего источника тока.

Действие сигнализации может быть основано либо на прекращении подачи тока в цепь сигнальных анодов, или анода, фиг. 3, 4, либо на подаче сигнального тока при ненормальном понижении уровн  растворител , напр., по схеме фиг. 7.

Пока уровень жидкости в аппарате не упадет ниже нормального, на котором , согласно предыдущего, находитс  сигнальный анод, ток идет от источника 8, фиг. 7, по кратчайшему направлению , т. е. через участок цепи 23, и электромагнит 14, прит гива  к его сердечнику  корь 15, через провод 1 и шину 3 к аноду 4, и оттуда, через растворитель, активную поверхность 2 11 корпус аппарата, возвращаетс  назад. Когда уровень растворител  в аппарате упадет ниже нормального 5, фиг. 7, описанна  цепь размыкаетс , пружинка 22 пересиливает вли ние остаточного магнетизма сердечника электромагнита 14, включает проводник 19 при помощи рычага 21 и контакта 16, к тем самым включает и сигнальное приспособление 8, откуда, по ответвлению 17 с подобранным сопротивлением 11,

возвращаетс  к источнику тока 18, фиг. 7.

В жаротрубных котлах анод приходитс  располагать в плоскости нормального уровн  воды, примерно, посредине зеркала испарени , придава  ему вид полосы, или полос, или длинных брусков с любым поперечным сечением 4, фиг. 3 - 6. В водотрубных котлах теоретически наиболее рациональное расположение анодов в виде прутков . по оси водогрейных труб, особенно дл  Нижних р дов. Однако, така  конструкци  сложна в выполнении и мешкотна в эксплоатации. Вспомогательные аноды 4, если к тому вынуждает необходимость, став тс  рациональнее всего по оси гр зевика, если таковой, сообразно системе котла, имеет достаточные размеры, как то показано, например , на фиг. 8 - 9. В вертикальных водотрубных котлах дл  уравнени  действи  системы приходитс  примен ть расположение вспомогательных анодов 4 по фиг. 10- 1, .при чем в некоторых случа х можно ограничитьс  установкой лишь одного верхнего анода переднего барабана. Во всех приведенных чертежех укрепление анода в определенном месте производитс  помощью самых простейших опор или скоб 6, фиг. 8-13, которыми посредством изол торов 7 укрепл етс  и сам анод. В котлах с неспокойным зеркалом испарени  или склонных к увлечению воды, напр., в паровозных или вертикальных водотрубных, прихо;Гитс  изолировать всю токоподвод щую-шину 3, напр., эмалировать во избежание ее разъедани  от частого соприкосновени  с растворителем при резких колебани х уровн  такового. В котлах передвижных , подвергающихс  тр ске или толчкам , аноды укрепл ютс  особенно прочно , напр., как показано на фиг. 12-13, при помощи хомутов 6, сид щих, напр., на дымогарных трубках, на которых при помощи изол торов 7 укрепл ютс  аноды 4 гнутой, показанной на фиг. 12 -13, формы, или более простого очертани .

Ввод тока через паровое пространство к верхним анодам делаетс  при помощи особо тщательно изолированных эмалированных проводов, предохран ющих провода от разъедани . Другой характерной особенностью предлагаемого изобретени   вл етс  дополнительное электрическое соединение отдельных частей аппарата металлическими мостиками 9, фиг. 6 и 14, если имеетс  подозрение, или измерени  показывают на слабую проводимость определенных стыков между звень ми или част ми аппарата.

Необходимо отметить в заключение, что ценою несколько повышенного, по сравнению с предыдущим, расхода тока, предлагаемое изобретение может примен тьс  с большой пользой и выгодой также дл  удалени  образовавшейс  ранее накипи, раз она хорошо промокает до металла и не чрезмерно (не свыше 6 - 8 мм.) толста. В таких случа х, по прошествии, примерно, недельного срока нужно произвести тщательное удаление отвалившихс  кусков старой накипи.

Отмеченное свойство прибора описанной системы делает его чрезвычайно пригодным дл  очистки от накипи паровых подогревателей, кип тильников, опреснителей и тем более, чем форма их активной поверхности сложна и недоступна дл  других способов очистки, не говор , конечно о том, что в лице электрохимического способа имеетс  возможность поддерживать активные поверхности этих аппаратов всегда абсолютно чистыми от каких - либо налетов .

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

1. Электрическое устройство дл  предупреждени  образовани  твердых осадков внутри паровых котлов и других металлических аппаратов, характеризующеес  тем, что в цепь, включающую жидкости и стенки корпуса этих аппаратов , внешним путем вводитс  дополнительно электрический ток источника, лежащего вне этих аппаратов и позвол ющего регулировку вольтажа 1 (фиг. 1 - 6, 8 - 13), при чем отрицательный полюс источника соединен с металлом корпуса аппарата, а анод или несколько анодов 4.... (фиг. 1-6, 8-13) погружены в жидкость и замкнуты через токопровод щую щину 3, при помощи изолированного ввода 3 (фиг. 1 - 6, 8 - 13) в одну общую цепь.

2.Видоиз1менение описанного в п. 1 устройства дл  аппаратов с определенным наинизшим уровнем жидкости, характеризующеес  тем, что во внешней части цепи включен любой электрический сигнальный прибор (напр, по фиг. 3 или 7), а аноды 4... (фиг. 3 - 13) расположены в горизонтальной плоскости на нисшем уровне жидкости.

3.Видоизменение описанного в п.п. 1 и 2 устройств, характеризующеес  тем, что помимо основных анодов (фиг. 1-6, 8-13) соответстзенно расположены вспомогательные аноды 4.. (фиг. 1 - 6, 8 - 13) с токопровод щею щиною 3 (фиг. 1 - 6, 8-13), изолированною эмалью, или иным путем , а металлический корпус аппарата снабжен спускной арматурой дл  продувани  в нагревательных или спускани  плавающей или осевшей накипи - в охладительных аппаратах.

4.Видоизменение описанного в п.п. 1 и 2 устройств, характеризующеес  тем, что имеютс  специальные пластинки, скобки или дуги 9 в разных местах корпуса, служащие токопроводными мостиками дл  прохода электрического тока через соедин емые части.

R патенту Б. И,