Что делают на элеваторе

Что такое элеватор отопления

При централизованном теплоснабжении горячая вода, прежде чем попасть в радиаторы отопления многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры с помощью специального оборудования. С этой целью в подавляющем большинстве домовых тепловых пунктов, построенных во времена СССР, установлен такой элемент, как элеватор отопления. Рассказать, что он собой представляет и какие задачи выполняет, призвана данная статья.

Назначение элеватора в системе отопления

Теплоноситель, выходящий из котельной или ТЭЦ, имеет высокую температуру – от 105 до 150 °С. Естественно, что подавать в систему отопления воду с такой температурой недопустимо.

Нормативными документами эта температура ограничена пределом 95 °С и вот почему:

• в целях безопасности: можно получить ожоги от прикосновения к батареям;
• не всякие радиаторы могут функционировать при высоких температурных режимах, не говоря уже о полимерных трубах.

Снизить температуру сетевой воды до нормируемого уровня позволяет работа элеватора отопления. Вы спросите – а почему нельзя сразу направить в дома воду с требуемыми параметрами? Ответ лежит в плоскости экономической целесообразности, подача перегретого теплоносителя позволяет передать с одним и тем же объемом воды гораздо большее количество тепла. Если температуру снизить, то придется увеличить расход теплоносителя, а следом существенно вырастут диаметры трубопроводов тепловых сетей.

Итак, работа элеваторного узла, установленного в тепловом пункте, состоит в снижении температуры воды путем подмешивания в подающий трубопровод остывший теплоноситель из обратки. Следует отметить, что данный элемент считается устаревшим, хотя до сих пор повсеместно используется. Сейчас при устройстве тепловых пунктов применяются смешивающие узлы с трехходовыми клапанами либо пластинчатые теплообменники.

Как функционирует элеватор?

Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.

Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.

Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:

• теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
• при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
• разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
• потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.

Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:

Непременное условие устойчивой работы узла заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.

Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки. Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.

Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:

1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.

Примечание. Вал привода может снабжаться как рукояткой для управления вручную, так и электродвигателем, включаемым дистанционно.

Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.

Расчет элеватора отопления

Следует отметить, что расчет водоструйного насоса, коим является элеватор, считается довольно громоздким, мы постараемся подать его в доступной форме. Итак, для подбора агрегата нам важны две главных характеристики элеваторов – внутренний размер смесительной камеры и проходной диаметр сопла. Размер камеры определяется по формуле:

• dr – искомый диаметр, см;
• Gпр – приведенное количество смешанной воды, т/ч.

В свою очередь, приведенный расход вычисляется таким образом:

• τсм – температура смеси, идущей на отопление, °С;
• τ20 – температура остывшего теплоносителя в обратке, °С;
• h2 – сопротивление отопительной системы, м. вод. ст.;
• Q – потребный расход тепла, ккал/ч.

Чтобы подобрать элеваторный узел системы отопления по размеру сопла, надо его рассчитать по формуле:

• dr – диаметр смесительной камеры, см;
• Gпр – приведенный расход смешанной воды, т/ч;
• u – безразмерный коэффициент инжекции (смешивания).

Первые 2 параметра уже известны, остается только отыскать значение коэффициента смешивания:

• τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в элеватор;
• τсм, τ20 – то же, что и в предыдущих формулах.

Примечание. Для расчета сопла надо взять коэффициент u, равный 1.15u’.

Опираясь на полученные результаты, осуществляется подбор агрегата по двум основным характеристикам. Стандартные размеры элеваторов обозначены номерами от 1 до 7, принимать надо тот, что ближе всего к расчетным параметрам.

Заключение

Поскольку реконструкции всех тепловых пунктов произойдут нескоро, элеваторы еще долго будут служить там в качестве смесителей. Поэтому знание их устройства и принципа действия будет полезным определенному кругу людей.

Элеватор — устройство и оборудование

В промышленности по заготовлению и переработки зерновых культур часто используется такое сооружение, как элеватор. Другими словами данное сооружение является высокотехнологичным оборудованием для хранения зерна в специальных условиях и посредством такого хранения зерно доводится до определенной, нужной стадии кондиции.

Устройство элеватора

Элеватор является сооружением силосного типа действия. Конструктивно представляет собой многофункциональное сооружение, в комплексный состав которого входят такие элементы, как сушилка для зерна, непосредственно зерновое хранилище, здание для проведения работ, силосные корпуса и т.д. На сегодняшний день элеваторы являются неотъемлемой частью всех предприятий по хранению и переработке зерна. Как правило, чаще всего к элеваторам пристраивают силосные сооружения, вместимость которых может достигать порядка пятидесяти тысяч зерна.

В конструкцию и рабочий состав элеватора входят такие части и элементы, как весовая, отделение для приемки зерновой культуры, башня рабочего назначения, в которое непосредственно расположено всё оборудование, для первичной и других видов обработки зерновых культур. Хранилище и отделение для проведения сушки зерна. Отделение отгрузок, которое является бункером хопперного типа. Оборудование для подъема зерновой культуры и ее транспортирования из одного отделения в другое.

Пристройку силосов к элеватору осуществляют таким образом, чтобы он имел пути сообщения с основным зданием для проведения работ, поскольку в нем, как правило, полностью сформирован комплект рабочего оборудования и транспортировочные пути, по которым зерно вывозится для дальнейшего его распределения.

Оборудование элеваторов

Элеваторы непременно снабжаются таким оборудованием, как нории, которые являются подъемниками вертикального типа, которые нужны для того чтобы поднимать зерно на взвешивание, очистку от примесей различного, дальнейшей его сушки. После этого зерно выдается посредством конвейерной установки на транспортеры, которые осуществляет сброс зерна в силосное сооружение. Всеми эти элементы для проведения описанных работ включаются в состав одного сооружения – элеватора.

Так же в элеватор включено еще одно сооружение, в котором производится непосредственно дезинфекция зерновой культуры и ее вентилирования, однако на сегодняшний день еще не все элеваторы оборудованы такими рабочими устройствами.

Однако стоит отметить, что сегодня все большее количество элеваторных установок оснащается специальными пунктами, которые осуществляют прием зерна с автомобильного, железнодорожного и авиационного транспорта. Что в значительной мере облегчает проведение всех погрузочно-разгрузочных работ, ведь буквально еще некоторое время назад элеваторы обслуживались исключительно вручную, и все работы по выгрузке зерна проводились непосредственно с применением ручного труда.

Разновидности и классификация элеваторов

Элеваторы зерновые, как правило, можно проклассифицировать по их непосредственному назначению:

• хлебоприемного или заготовительного типа, на которых осуществляются непосредственно дезинфицирующие работы с зерном, его очистка от примесей различного характера и предварительная подготовка к дальнейшему использованию.
• производственного типа, которые, как правило, размещаются вблизи мельниц, заводов по изготовлению круп и на предприятиях по изготовлению крахмала и муки
• базисного типа, которые, как правило, используются для хранения зерна длительное время, для его приемки с железнодорожного и других видов транспорта.
• перевалочного назначения, которые предназначены для перегрузочных действий, такие элеваторы имеют еще название портовые, как правило, размещаются недалеко от портов, железных дорог.

Также существуют мини элеваторы для небольших складских объемов.

Для чего нужен зерновой элеватор?

Элеватор зерновой — это агрегат, как правило, состоящий из целого комплекса. Элеватор предназначен для хранения крупных партий зерна и доведения его до соответствующего кондиционного состояния.

Современное элеваторное оборудование позволяет успешно решать проблемы, связанные с очисткой, сушкой, хранением и транспортировкой сельскохозяйственного зернового продукта.

1 Общие сведения о работе

Все технологические процессы на элеваторе в настоящее время практически полностью автоматизированы. Управление производством осуществляется с центрального пульта управления.

Это позволяет полностью исключить ошибки персонала и предотвращает сбои во время работы элеватора.

Зерновой элеватор с железнодорожным подъездом

Данный агрегат представляет собой взаимосвязанные между собой:

• корпуса;
• силосов (емкостей) изготовленные из монолитного или сборного железобетона;
• рабочего здания;
• оборудования погрузки (прием) и отдачи зерна;
• зерновая сушилка разных типов и других дополнительных элементов.

Это основной стандартный тип строения зернового элеватора, однако, бывают и расхождения в тех или иных моделях и аналогах.
к меню ↑

1.1 Какие бывают типы силосов?

Различают два типа силосов – круглые и квадратные. Силосы круглой формы имеют стандартные размеры (высота до 30 м и диаметр до 9 м) и квадратные (высота до 30 м и 3×3 м по осям). Круглые силосы компонуют обычно в 3, 4 или 6 рядов.

Бывают также силосы квадратной формы. Квадратные силосы сооружают по ширине в 6, 8 или 12 рядов. Вместимость таких корпусов составляет от 11,2 до 48 тысяч тонн зерна.

За рубежом давно и все чаще в Украине, и в России используют металлические емкости (силосы) вместимостью 2,55 — 3 тысячи тонн, высотой 11,9 м и 15 м с диаметром 18 м.

Чертеж элеватора силосного типа

Эти конструкции располагают по 2-4 силоса в один ряд. Производство элеваторов осуществляется из высококачественного металла с высоким содержанием цинка(380-420 г/м 2 ) и имеет более 10 лет гарантии на отсутствие коррозии.
к меню ↑

2 Принцип работы элеватора

Корпуса элеватора, как отмечалось ранее, сблокированы между собой и с административно-производственным зданием, в котором расположено все технологическое, а также транспортное оборудование.

Итак весь принцип работы состоит из нескольких этапов:

1. Прием и подработка зерна на элеваторе. Оно доставляется на авто, железнодорожным либо водным транспортом. Разгрузка производится специальными устройствами.
2. Обработка зерна на элеваторе. После взвешивания зерно, поступившее в рабочую башню посредством норий проходит через зерноочистительные машины-сепараторы, избавляясь от всевозможных примесей.
3. Хранение зерна на элеваторе. Зерно хранится в силосах, часть из которых оснащена установками для дезинфекции и активного вентилирования. Температура зернового продукта измеряется термоподвесками, которые устанавливаются на разных уровнях.

2.1 Взаимодействие всех процессов во время работы зернового элеватора

При разгрузке (прием зерна) из автотранспорта используют подземные бункера, сообщенные нижней транспортерной галереей с нориями рабочей башни элеватора. Нория – это устройство ковшового типа для перемещения грузов в вертикальном направлении. Авторазгрузчик снимает зерно через боковой либо задний борт. Выгрузка из железнодорожных вагонов происходит также с использованием приемных бункеров.

Загрузка зерновозов из элеватора

Из водных судов зерновой продукт выгружают посредством пневматических установок. Учет зерна на элеваторе осуществляется путем взвешивания с использованием автомобильных и вагонных платформенных весов. Зерно, доставленное водным транспортом, взвешивается ковшовыми весами элеватора. Таким образом, когда происходит прием зерна, его подсчитывают путем взвешивания тем или иным способом. Итак, данный процесс называется учетом зерна на элеваторе.

После обработки зерна, происходит сушка зерна в зерносушилках. По завершении сушильного процесса зерно с помощью верхнего конвейера поступает на надсилосный транспортер со сбрасывающей тележкой, разгружающей зерно в силос для дальнейшего хранения.

Передача зерна из силосов на нижние конвейера, установленные в подсилосных помещениях, производится через отверстия в воронках в днищах силосов.
к меню ↑

2.2 Технология работы зернового элеватора (видео)

к меню ↑

2.3 Из чего состоит зерновой элеватор?

Общепринятый типовой агрегат состоит из следующих отделений:

• весовое отделение;
• приемное отделение (для разгрузки автотранспорта и ж/д вагонов);
• рабочая башня, в ней установлены агрегаты для предварительной, первичной и если возникает необходимость, то для вторичной очистки зерна, а также система для очистки от легких примесей, аспирации;
• сушильное отделение, состоит из емкостей для накопления влажных и сухих материалов и требуемое количество сушилок различных модификаций оснащенных горелками под соответствующий вид топлива;
• отделение хранения, представляет собой силосы (емкости), расположенные в один ряд или сблокированные в несколько взаимосвязанных рядов, что дает возможность хранить различные культуры либо разные сорта одной и той же культуры в одном элеваторе;
• отделение отгрузки, система бункеров-хоперов для отгрузки продукции в авто и ж/д транспорт;
• металлоконструкции (норийные вышки, транспортерные мосты и галереи);
• транспортное оборудование соединяет все маршруты элеватора (транспортеры различных модификаций и видов, также нориями);
• электрические и автоматизированные системы (освещение, датчики, кабельная продукция и пр.);

Элеватор старого образца

2.4 Какие бывают зерновые элеваторы?

В зависимости от своего целевого назначения элеваторы зерновые подразделяются на следующие основные виды:

• заготовительные или хлебоприемные (емкость 15-100 тысяч тонн, прием от хозяйств зерна, производят очистку, сушку и отгрузку потребителю);
• производственные (емкость 10-150 тысяч тонн, возводят при мельницах, крупяных, комбикормовых, крахмалопаточных заводах и т.д.;
• базисные (емкость 100-150 тысяч тонн, служат для длительного хранения зерна получаемого и отправляемого посредством железнодорожного транспорта вагонными нормами);
• портовые и перевалочные (емкость 50-100 тысяч тонн, сооружаются в местах перевалок зерна с одного вида транспорта на другой — морские порты, крупные железнодорожные станции).

Самый первый силосный зерновой агрегат был построен в США в 1845 году в Дулуте. На постсоветском пространстве первый силосный элеватор сконструирован в 1887 году в Нижнем Новгороде.

Как работает элеваторный узел в схеме централизованного теплоснабжения

Элеваторные узлы применяются в тепловых пунктах многоквартирных домов с середины прошлого века, отдельные экземпляры продолжают успешно работать до сих пор. Жильцы не торопятся менять морально устаревшие элементы на новую арматуру, оборудованную современной автоматикой, причем это нежелание вполне обосновано. Для прояснения сути вопроса предлагаем разобраться, что такое элеватор, его устройство и основные функции в системе отопления.

Назначение и функции узла

Вода в сетях централизованного теплоснабжения достигает температуры 150 °С и движется по наружным магистралям под давлением 6—10 Бар. Зачем поддерживаются столь высокие параметры теплоносителя:

1. Чтобы высокотемпературные котлы либо другое теплосиловое оборудование функционировало с максимальным КПД.
2. Для доставки нагретой воды в районы, отдаленные от котельной или ТЭЦ, сетевые насосы должны создавать приличный напор. Тогда на тепловых вводах близлежащих зданий давление достигает 10 Бар (опрессовка – 12 Бар).
3. Транспортировка перегретого теплоносителя выгодна экономически. Тонна воды, доведенная до 150 градусов, содержит значительно больше тепловой энергии, нежели аналогичный объем при 90 °С.

Справка. Теплоноситель в трубах не обращается в пар, поскольку находится под давлением, удерживающим воду в жидком агрегатном состоянии.

Деталь незамысловатая — с виду обычный тройник с фланцами

Согласно действующим нормативным документам, температура теплоносителя, подаваемого в систему водяного отопления жилого либо административного здания, не должна превышать 95 °С. Да и напор 8—10 атмосфер слишком велик для внутридомовой теплосети. Значит, указанные параметры воды нужно подкорректировать в меньшую сторону.

Элеватор — это энергонезависимое устройство, понижающее давление и температуру входящего теплоносителя путем подмешивания охлажденной воды, поступающей из системы отопления. Показанный выше на фото элемент входит в состав схемы теплового узла, устанавливается между подающим и обратным трубопроводом.

Третья функция элеватора – обеспечить циркуляцию воды в домовом контуре (как правило, однотрубной системы). Вот почему данный элемент представляет интерес – при внешней простоте он совмещает 3 устройства – регулятор давления, смесительный узел и водоструйный циркуляционный насос.

Элеваторный элемент со сменным соплом

Принцип работы элеватора

Внешне конструкция напоминает большой тройник из металлических труб с присоединительными фланцами на концах. Как устроен элеватор внутри:

• левый патрубок (смотри чертеж) представляет собой сужающееся сопло расчетного диаметра;
• за соплом располагается смесительная камера цилиндрической формы;
• нижний патрубок служит для присоединения обратной магистрали к смешивающей камере;
• правый патрубок – это расширяющийся диффузор, направляющий теплоноситель в отопительную сеть многоэтажного дома.

На чертеже патрубок эжектируемого потока условно показан сверху, хотя обычно он располагается снизу

Примечание. В классическом исполнении элеватор не требует подключения к домовой электросети. Обновленный вариант изделия с регулируемым соплом и электроприводом присоединяется к внешнему источнику питания.

Стальной элеваторный узел подключается левым патрубком к подающей магистрали централизованной тепловой сети, нижним – к обратному трубопроводу. С обеих сторон элемента ставятся отсекающие задвижки, плюс сетчатый фильтр – отстойник (иначе – грязевик) на подаче. Традиционная схема теплового пункта с элеватором также включает манометры, термометры (на обеих линиях) и прибор учета потребленной энергии.

Теперь рассмотрим, как работает элеваторная перемычка:

1. Перегретая вода из сети теплоснабжения проходит через левый патрубок к соплу.
2. В момент прохождения сквозь узкое сечение сопла под высоким давлением течение потока ускоряется согласно закону Бернулли. Начинает действовать эффект водоструйного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в системе.
3. В зоне смесительной камеры напор воды снижается до нормы.
4. Струя, движущаяся с высокой скоростью в диффузор, создает разрежение в камере смешивания. Возникает эффект эжекции – поток жидкости с более высоким давлением увлекает через перемычку теплоноситель, возвращающийся из отопительной сети.
5. В камере элеватора отопления происходит перемешивание охлажденной воды с перегретой, на выходе из диффузора получаем теплоноситель нужной температуры (до 95 °С).

Уточнение. Стоит отметить, что элеваторный узел также использует в работе принцип инжекции – смешивание двух струй с одновременной передачей энергии. Напор результирующего потока становится меньше, чем первоначального, но больше подсасываемого из обратки. Более понятно процесс показан на видео: