НАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК B65G69/20 B65D88/74 

Изобретение относится к средствам нагрева различных жидких сред, в частности застывших нефтепродуктов на железнодорожном транспорте (в цистернах).

Цель изобретения - упрощение конструкции нагревателя. При этом обеспечивается устранение вероятности возгорания разогреваемого продукта и увеличения объема теплоемкой массы для ускоренного разогpева застывшего продукта.

На фиг. 1 изображен нагреватель, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема размещения нагревателя в цистерне в начальной стадии разогрева продукта, вид спереди; на фиг. 5 - то же, вид в сечении сбоку; на фиг. 6 - схема размещения нагревателя в цистерне на стадии окончания разогрева продукта, вид спереди; на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 - схема размещения нагревателя на приемораздаточной эстакаде; на фиг. 9 - то же, вид сбоку.

Нагреватель содержит теплообменник, выполненный из идентичных секций 1, последовательно соединенных друг с другом посредством промежуточных гибких трубопроводов 2 и шарнирообразных гибких связей 3 с возможностью складывания во взаимно перпендикулярных плоскостях, периферийную секцию, подключенную к гибкому трубопроводу 4, предназначенную для вывода конденсата (обрата), гибкий трубопровод 5, подключенный к периферийной секции теплообменника для подачи теплоносителя, и гибкую подвеску 6 грузоподъемного механизма (на фиг. 1 стрелками показано движение теплоносителя с надписями "пар" и "обрат").

Корпус каждой секции 1 выполнен из теплоемкого материала с внутренней полостью 7 для прохождения теплоносителя. Корпус снабжен ушками 8, с которыми шарнирно сопряжены гибкие связи 3, выполненные в виде цепи или тросика. Промежуточные гибкие трубопроводы 2, а также гибкий трубопровод 4 ограждены витыми проволочными противоизломными манжетами 9 и 10. Противоизломные манжеты 9 промежуточных гибких трубопроводов 2 выполнены в виде витой, работающей на сжатие, проволочно-цилиндрической пружины-спирали с расчетом, чтобы внутренний диаметр витков имел зазор по отношению к наружному диаметру промежуточного трубопровода с возможностью их взаимного перемещения. Кромки витков пружины-спирали выполнены с определенным просветом, чтобы манжета могла иметь возможность сжиматься. Такое свойство противоизломной манжеты должно быть для того, чтобы при сборке секций нагревателя манжета давала возможность вворачивать в секции гибкие промежуточные трубопроводы. Для этого необходимо предварительно сжать витки манжеты до определенного размера, чтобы потом можно было инструментом подойти к ниппельному соединению промежуточного трубопровода. После операции соединения или разъединения секций манжета разжимается и принимает свое свободное состояние. Торцевыми поверхностями на концах манжета свободно упирается в противоположные стенки смежных секций.

При такой конструкции противоизломной манжеты можно осуществить сборку и разборку секций теплообменника и создать условия свободного изгиба промежуточного гибкого трубопровода по допускаемому наименьшему радиусу. При создании это также обеспечивает возможность секциям складываться друг с другом.

Присоединение концевых гибких трубопроводов 2, 4, 5 выполнено посредством штуцера 11, накидной гайки 12, ниппеля 13 и гайки 14. Гибкие шарнирообразные связи 3 своими концами присоединены к ушкам 8 с помощью пальцев 15, которые фиксируются шплинтами 16 (фиг. 3).

Работу с нагревателем гирляндовым осуществляют следующим образом.

Перед началом работы в теплообменник впускают теплоноситель, после чего с помощью грузоподъемного механизма теплообменник плавно опускают через люк 17 в цистерну 18 с застывшим продуктом (фиг. 4). Разогреваясь, продукт снижает вязкость и позволяет теплообменнику беспрепятственно опуститься на дно емкости цистерны, который образует в ее середине своеобразную объемную горку теплоемкой массы.

На фиг. 4 и фиг. 5 показаны схемы размещения теплообменника в начальной стадии разогрева продукта.

Продукт, соприкасающийся с горячими поверхностями секций 1, нагревается и вследствие уменьшения плотности поднимается вверх, где растекается по поверхности холодного продукта. На место поднявшегося вверх продукта к греющим секциям подтекает холодный. По мере разогрева граница между горячим и холодным продуктами движется вниз, причем скорость продвижения ее постепенно замедляется из-за уменьшения скорости подтекания холодного продукта к теплообменнику. Чтобы активизировать работу теплообменника, гирлянду нагревателя раскладывают по нижней образующей цистерны с помощью специального длинного предмета, например типа рогатины 19 (фиг. 6), что позволяет разогревать удаленные участки цистерны.

После окончания процесса разогрева продукт сливается через сливной прибор 20, либо выкачивается через люк 17 цистерны 18. На фиг. 6 и 7 показаны схемы размещения теплообменника в цистерне на стадии окончания разогрева продукта.

Чтобы правильно ориентироваться в определении объема теплоемкой массы, с целью своевременного разогрева застывшего продукта и его опорожнения из емкости, приведен для примера следующий расчет.

Конфигурация секции 1 может быть различной: в форме шара, куба, призмы, цилиндра и т. п. В данном случае секция 1 принята в форме куба с размером стороны в 300 мм. Длина промежуточного гибкого трубопровода тоже равна 300 мм с учетом возможности складывания секций теплообменника друг с другом. Исходя из этих условий, нагревающая поверхность секции исчисляется в размере 0,5 м². Используя рекомендацию, что необходимо располагать подогреватель по нижней образующей емкости (цистерны) и увеличить его поверхность до 30 м², получается, что необходимо 60 секций. Шаг гирлянды равен 0,6 м. Отсюда получают общую длину гирляндового нагревателя в размере 36 м. Чтобы уменьшить длину гирляндового нагревателя примерно в 2 раза, сохранив при этом общую площадь поверхности нагрева (30 м²), то можно секции нагревателя выполнить с гофрами на боковых поверхностях (не показано). Тогда при высоте гофров в 30 мм и при количестве их в 5 единиц на каждой боковой стороне секции площадь поверхности нагрева секции увеличится до 0,9 м². Отсюда определяют необходимое количество секций в гирлянде - 33 штуки, из чего в итоге получают величину общей длины нагревателя в размере 21 м. Это значит, что теплообменник расположится по нижней образующей цистерны в 2,5 ряда. Приведенные цифры более приемлемы с точки зрения удобства и облегчения в использовании теплообменника.

По завершению процесса разогрева застывшего продукта теплообменник извлекают наружу подъемным механизмом 21 и развешивают по фронту приемно-разгрузочной эстакады 22 на вешалках-укосинах 23 и 24 (фиг. 8).

Грузоподъемный механизм 21 смонтирован на консольно-поворотном кране 25. Вешалки-укосины 23 и 24 выполнены поворотными и снабжены крючками 26, которые перемещаются по укосине с помощью роликовых опор. Секции нагревателя навешиваются на крючки посредством шарнирных колец 27, прикрепленных к каждой шестой секции нагревателя (не показано). На фиг. 9 нагреватель гирляндовый показан в исходной позиции перед загрузкой его в цистерну.

Изобретение позволяет обеспечить ускоренный процесс разогрева застывшего продукта и его своевременного опорожнения из емкости (цистерны).

(56) Балайка Б. и др. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности. М. : Машгиз, 1962, с. 195-201.

Патент США N 1472488, кл. 126, опублик. 1923.

Авторское свидетельство СССР N 1119933, кл. В 65 D 88/74, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1021860, кл. F 16 L 11/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 838257, кл. F 16 L 11/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР N 1567457, кл. B 65 D 88/74, 1987.

Изобретение относится к средствам нагрева различных сред, в частности застывших нефтепродуктов на железнодорожном транспорте (в цистернах). Цель изобретения - упрощение конструкции. Нагреватель выполнен составным в виде гирлянды из идентичных секций, соединенных между собой посредством шарнирообразных гибких связей. Каждая секция выполнена из теплоемкого материала. Полости смежных секций соединены для обеспечения циркуляции теплоносителя промежуточными гибкими трубопроводами, каждый из которых огражден противоизломной манжетой, выполненной в виде работающей на сжатие витой проволочно-цилиндрической пружины - спирали. Нагреватель присоединен к двум гибким трубопроводам, по одному из которых поступает теплоноситель (пар), а по другому выводится конденсат (обрат). Нагреватель прикреплен к гибкой подвеске для опускания и подъема теплообменника из емкости (цистерны) с помощью грузоподъемного механизма. 9 ил.

НАГРЕВАТЕЛЬ преимущественно для разогрева застывшего продукта, включающий закрепленный на гибкой подвеске теплообменник, подключенный к гибкому трубопроводу для подачи теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, теплообменник выполнен составным из идентичных секций, соединенных между собой посредством шарнирообразных связей с возможностью складывания во взаимно перпендикулярных плоскостях, каждая секция выполнена из теплоемкого материала, полости смежных секций соединены промежуточными гибкими трубопроводами, каждый из которых огражден размещенной между смежными секциями противоизломной манжетой, выполненной в виде витой, работающей на сжатие цилиндрической пружины, причем внутренний диаметр витков цилиндрической пружины больше наружного диаметра промежуточного гибкого трубопровода.