Приспособление для предупреждения образования накипи в котлах

Зарегистрировано в Бюро изобретений Гоеллана СССР А. Г. Караев Приспособление для предупреждения образования накипи в котлахЗаявлено 9 февраля 1941 года в Народный комиссариат путей сообщения СССР за Хо 3683 (342601) Опубликовано 31 мая 1947 годаЦелью настоящего изобретения является обеспечение эффективной борьбы с накипеобразованием в паровых котлах путем использования кинетической энергии проходящего по трубопроводам пара, которая при трении пара о специально установленные острия преобразовывается в электростатический заряд, сообщающий отрицательный потенциал стенкам котла.Применявшиеся до сих пор чисто электрические методы борьбы с накипью, включая и предлагаемый электростатический, в том виде, в каком он был оформлен на практике, обладают существенным недостатком, препятствующим во многих случаях их широкому применению. Этот недостаток заключается в том, что изолированные электроды, положительный потенциал которых обусловливает процесс выделения и укрепления частиц солей, выпадающих из котловой воды, сами быстро покрываются прочным слоем накипи и оказываются не в состоянии поддерживать между собой и стенками котла разницу потенциалов, необходимую для нормального действия всего устройства. Для периодической очистки электродов требуется каждый раз вынимать их из котла, предварительно отключая и останавливая котел и спуская пар, Сложность очистки электродов не может оправдать всех преимуществ электрохимических способов защиты от накипи.Универсальность и автоматичность предлагаемого способа определяется конструкцией приспособления, предназначенного для постоянного поддержания поверхности анодов в металлически чистом состоянии.На фиг. 1 изображена часть продольного разреза по котлу с приспособлением, а на фиг. 2 - часть поперечного разреза по котлу,В сухопарнике парового котла, из которого производится отбор пара, устанавливается пластина в виде медного диска А, снабженного шлифованными остриями а из нержавеющей стали.Диск А устанавливается на изоляторе К, который крепится к телу127котла с помощью подвижного кронштейна с шарниром 0 с. Диск А соединен проводниками д из медной проволоки с неомываемыми водой элементами котла.Для увеличения скорости протекания пара мимо остриев а над последними установлен цилиндрический экран Е.Действие описанного устройства основано на том, что пар, заключающий в себе значительное количество электроэнергии, ударяясь об острие диска А, передает ему электрические заряды. Последние, распространяясь через соединительные провода д по всей поверхности нагрева, заставляют твердые части, выпадающие из воды при кипении, соприкасаясь со стенками котла или трубами, заряжаться тем же родом электричества, что и стенки котла. Вследствие указанного обстоятельства эти частицы отталкиваются от одноименно заряженных элементов котла, накипь, не имея возможности осесть на стенки котла и трубной системы, должна агрегироваться и собираться па поверхности воды, постепенно осаждаясь на грязевое кольцо, откуда она может быть удалена при помощи продувки котла.Старая затвердевшая накипь под действием электрического тока, проходящего между стенками котла и диском А через воду и слой пара над ней, не являющегося в данном случае в силу ряда причин изолятором, постепенно разрыхляется и, отставая от стенок котла, падает на дно его в виде ила, легко удаляемого при продувке.Необходимо подчеркнуть, что успешное применение такого метода борьбы с накипеобразованием зависит прежде всего от плотности контактов у проводников и от абсолютной чистоты металлической поверхности игольчатых электродов-остриев. Работа этих электродов оказывается наиболее эффективной и устойчивой при условии изготовления их из нержавеющего металла с хорошо отшлифованной поверхностью, не подвергающейся окислению.Для обеспечения абсолютно глад кой поверхности остриев их необходимо после установки на пластинеповторно отшлифовать на полнуюдлину, вплоть до места их крепления,С физико-химической точки зренияпроцесс накипеосаждения в данномслучае должен был бы протекать следующим образом: под действием помещенных внутри котла электродов,непрерывно сообщающих положительный заряд защищаемой поверхности,взвешенные в кипящей воде частицынакипи, в силу так называемого явления электрофореза, должны стремиться к положительно заряженнымполюсам и осаждаться на них, одновременно укрупняясь в своих размерах.Однако хорошо шлифованные боковые поверхности остриев не могутудерживать оседающих на них частици последние, постепенно утяжеляясь,должны спадать с них на дно котла,не сцепляясь со стенками его в силусвоей достаточной укрупненности(аналогично механизму действия многих антинакипинов).Несмотря на тщательную полировку игл, осадок, состоящий из мельчайшей взвеси нерастворимых солей,должен постепенно покрыть тончайшим, но электрически достаточноплотным (в смысле изоляционныхсвойств) слоем активную часть электродов и, увеличив в результатеэтого их электрическое сопротивление,снизить эффект выделения накипи.Для предотвращения этого явления диск А с остриями, играющийроль центрального положительногоэлектрода, может быть путем поворота вокруг шарнира с помощью выведенной из парового пространстваштанги В опрокинут и погруженв воду для очистки. На это ьремявключаются в работу один или несколько вспомогательных хорошоэлектрически заизолированных (д - Д)электродов, установленных немногониже нормального уровня воды вспециальных люках,Каждый электрод состоит из центрального металлического стержня Мс флянцем и имеющей нарезку частии, проходящей через крышку соответствующего люка. Стержень эчекМ б 8554 Фиг. 1 Фиг. 2 трода совершенно отделен от металла крышки слоями изоляции и с наружной стороны имеет контакт для крепления подводящих электропроводов,На конец центрального стержня М навертывается ряд шлифованных остриев О, О, О из какого-либо нержавеющего металла (как и острия а диска А центрального электрода).Нормально во время работы основного устройства все вспомогательные электроды особыми проводниками замкнуты на корпус и составляют электрически одно целое со стенками котла. Благодаря этому, заряжаясь от центрального электрода - диска А, они могут поддерживаться в абсолютно чистом состоянии.При загрязнении центрального электрода и его погружении в воду и при подаче к вспомогательным электродам, предварительно отключенным от корпуса положительного напряжения от постоянного источника тока, происходит следующее:Погруженный в воду диск А, будучи замкнут на корпус котла проводниками д и при сообщении изолированным от котла стержням М положительного потенциала (и, следовательно, стенкам корпуса отрицательного) начинает освобождаться от осевшей на него накипи. Такая очистка центрального электрода может тв. реддктор М. М, Акишин 9 Свод в. 5. быть проведена в минимальное время, поскольку слой осадка, отложившийся на полированной поверхности остриев а тончайшим слоем не может иметь прочного сцепления с поверхностным слоем металла.После определенного промежутка времени, продолжительность которого устанавливается опытным путем, центральный электрод поднимается из воды и закрепляется в его первоначальном положении в сухопарнике, а электроды-стержни М отключаются от источника питания и заземляются на корпус, и вся схема начинает снова действовать за счет электроэнергии, извлекаемой из пара при трении его об острия а. Предмет изобретения Приспособление для предупреждения образования накипи в котлах, представляющее собой пластину, установленную на пути движения пара снабженную остриями и соединенную проводами с котлом, о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, что пластина с остриями смонтирована в котле с возможностью поворота с той целью, чтобы путем погружения ее в котловую воду и последующего пропускания через пластину электрического тока произвести ее очистку,Редтитор И. Н, Сушкин 129