УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ИЗ ЕМКОСТИ ПРОДУКТОВ В ХОЛОДНОМ И ВЯЗКОМ СОСТОЯНИИ Российский патент 2007 года по МПК B65D88/74 B65G69/20 

Описание патента на изобретение RU2307057C2

Изобретение относится к транспортированию и разгрузке продуктов в холодном и вязком состоянии, например нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано для ускоренного опорожнения железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей.

Известен способ слива вязкого продукта в холодном состоянии из котла железнодорожной цистерны и устройство для индукционного низкотемпературного нагрева стенок котла железнодорожной цистерны (патент РФ 2014280, кл. B67D 5/00, 1994 г.).

К основным недостаткам этого способа относится низкий коэффициент полезного действия индукционной системы, работающей на промышленной частоте, громоздкость конструкции, большой вес и трудоемкость при установке индукторов на цистерну. К другим недостаткам можно отнести инерционность процесса нагрева, низкий температурный градиент нагрева стенок цистерны и соответственно продукта, большие значения тока в индукторе, характерные для нагрева на промышленной частоте.

Известно устройство для индукционного низкотемпературного нагрева стенок котла железнодорожной цистерны при сливе вязкого продукта в холодном состоянии (патент РФ 2126767, кл. B65G 69/20, 1999 г.). Устройство содержит пространственную раму с установленным в ней индуктором, состоящим из обмотки и магнитопровода, выполненного распределенным в виде охватывающих обмотку пакетов П-образных ферромагнитных элементов, причем П-образные пакеты магнитопровода установлены с возможностью свободного возвратно-поступательного движения от рамы к рабочей поверхности устройства.

К недостаткам данного устройства относится низкий коэффициент полезного действия индукционной системы, работающей на промышленной частоте, сложность и громоздкость конструкции из-за необходимости использования манипулятора для установки индуктора на стенку цистерны, в связи со значительным весом, характерным для нагрева на промышленной частоте. Существенное увеличение веса индуктора обусловлено применением магнитопровода. Применение магнитопровода вызывает увеличение потерь тепла в индуктирующей системе и требует дополнительных затрат электроэнергии, необходимой на притягивание и удержание магнитопровода у стенки цистерны, а также исключает возможность нагрева труднодоступных узлов, например сливного прибора железнодорожной цистерны.

Целью изобретения является создание индукционной системы нагрева, лишенной указанных недостатков, имеющей минимальные теплопотери, надежной и безопасной в эксплуатации, а также расширение технологических возможностей путем бесконтактного разогрева продуктов, находящихся в холодном и вязком состоянии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии нагрев стенок емкости производится переменным электромагнитным полем повышенной частоты, которое формирует индуктор, питающийся от источника питания током повышенной частоты, в диапазоне 1000-2500 Гц. При этом разогрев производят как боковых стенок емкости, так и устройства для слива продукта, например сливного прибора железнодорожной цистерны, так как переход на более высокую частоту электромагнитного поля позволяет существенно снизить массогабаритные показатели индукторов и обеспечить нагрев в труднодоступных местах. Это позволяет существенно ускорить процесс слива за счет интенсивного разогрева и исключения образования «глухой пробки» в устройстве для слива продукта. В устройстве для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, преимущественно нефтепродуктов, в качестве источника питания индукторов использован полупроводниковый преобразователь частоты, с частотой преобразования 1000-2500 Гц. Один индуктор выполнен в виде полого, незамкнутого цилиндра, устанавливаемого на сливной прибор, обмотки индуктора уложены в несколько рядов и размещены в электроизолирующем материале. Другие индукторы имеют форму, повторяющую форму стенок емкости, позволяющую устанавливать их в нижней и средней частях емкости. Обмотки этих индукторов уложены в один ряд и размещены в электроизолирующем материале. При этом мощность индукторов регулируется в пределах 5-100% от номинальной мощности источника питания индукторов.

Такое выполнение, при котором нагрев стенок емкости производится переменным электромагнитным полем, которое формируется индукторами, питающимися от источника питания током повышенной частоты, в диапазоне 1000-2500 Гц, позволяет существенно снизить массу индукторов, упростить конструкцию и значительно снизить трудоемкость при установке и снятии индукторов. Кроме того, использование более высокой частоты, по отношению к промышленной частоте, позволяет существенно снизить токовую нагрузку на индуктор, повысить надежность и увеличить долговечность системы нагрева. Одновременно с этим снижаются массогабаритные показатели источника питания, а также обеспечивается возможность полной автоматизации технологического процесса слива продукта. Обеспечиваются плавные регулировочные характеристики и защита от перегрева, что позволяет автоматически производить выбор необходимой мощности, на которой работает устройство, учитывая поправку на начальную температуру продукта и температуру окружающей среды.

Указанные преимущества дают возможность промышленного применения для предлагаемого устройства, в том числе и на пожаро-взрывоопасных объектах, к которым относится большинство сливо- наливных эстакад, хранилищ нефтепродуктов, ТЭЦ и т.д.

На чертеже представлен поперечный разрез индукционного устройства.

Индукционное устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии содержит полупроводниковый преобразователь частоты 1, индуктор 2, выполненный в виде полого, незамкнутого цилиндра, размещенный на сливном приборе 3. Индуктор 2 содержит обмотки, уложенные в несколько рядов. Индукторы 4 имеют форму, повторяющую форму стенок емкости 5, обмотки индукторов 4 уложены в один ряд и размещены в электроизолирующем материале.

Устройство работает следующим образом. Индуктор 2 накладывают на сливной прибор 3. Индукторы 4 устанавливают на стенку емкости 5. От источника питания 1 подают напряжение на обмотки индукторов 2 и 4. Под воздействием вихревых токов стенки емкости 1 нагреваются и передают тепло по всей поверхности нагрева в продукт, находящийся внутри емкости. В результате теплового воздействия продукт, находящийся в емкости, нагревается до температуры, необходимой для его слива. Аналогичный процесс происходит и в сливном приборе 3, продукт в нем разогревается, исключая образование пробки, и не мешает при сливе продукта из емкости 5.

Испытание устройства, основанное на данном способе, прошло испытание на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» и показало большую эффективность.

Данное устройство может быть применено для разогрева емкостей, в том числе и различных типов цистерн, устройство позволяет интенсифицировать процесс слива продукта, снизить расход электроэнергии при эксплуатации, за счет автоматизации выбора режимов работы, в зависимости от температуры окружающей среды и температуры продукта в емкости.

Похожие патенты RU2307057C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА ЦИСТЕРНЫ С МАЗУТОМ 2021
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Сысоев Даниил Андреевич
  • Калинич Илья Викторович
  • Кулагина Татьяна Анатольевна
RU2755551C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА ЦИСТЕРНЫ С МАЗУТОМ 2019
  • Кулагина Татьяна Анатольевна
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Андруняк Ирина Васильевна
  • Закирова Любовь Александровна
  • Гурина Регина Витальевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
RU2710792C1
СПОСОБ СЛИВА ВЯЗКОГО ПРОДУКТА В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ ИЗ КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА СТЕНОК КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ 1991
  • Киншт Н.В.
  • Полтавцев О.В.
  • Сергеев В.Д.
  • Сыпков В.А.
  • Кац М.А.
RU2014280C1
СПОСОБ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ИЗ ЕМКОСТИ ПРОДУКТОВ В ХОЛОДНОМ И ВЯЗКОМ СОСТОЯНИИ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ 2011
  • Конесев Сергей Геннадьевич
  • Садиков Марат Радусович
  • Кисеев Андрей Дмитриевич
  • Кондратьев Эдуард Юрьевич
RU2517137C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА СТЕНОК КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ ПРИ СЛИВЕ ВЯЗКОГО ПРОДУКТА В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ 1996
  • Полтавцев О.В.
  • Сергеев В.Д.
  • Сыпков В.А.
RU2126767C1
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ И СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ ТЕКУЧИХ СРЕД 2014
  • Макулов Ирек Альбертович
  • Никитин Юрий Александрович
  • Никитин Александр Юрьевич
  • Макулов Рустам Ирекович
RU2568084C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА СЛИВА И НАЛИВА ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ 2011
  • Гладилин Алексей Викторович
  • Курбатов Павел Александрович
  • Маргулис Игорь Мильевич
  • Пирогов Всеволод Анатольевич
RU2475439C1
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ И СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ ТЕКУЧИХ СРЕД 2011
  • Конесев Сергей Геннадьевич
  • Садиков Марат Радусович
  • Магзюмов Венер Мансурович
RU2458853C1
СПОСОБ РАЗОГРЕВА ЗАГУСТЕВШИХ И ЗАСТЫВШИХ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Афанасьев В.М.
  • Бакман Ю.И.
  • Хлыстун С.Д.
  • Шишмаков В.И.
RU2172286C1
СИСТЕМА РАЗОГРЕВА ЦИСТЕРНЫ С МАЗУТОМ 2019
  • Кулагина Татьяна Анатольевна
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Андруняк Ирина Васильевна
  • Закирова Любовь Александровна
  • Гурина Регина Витальевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
RU2705610C1

Реферат патента 2007 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ИЗ ЕМКОСТИ ПРОДУКТОВ В ХОЛОДНОМ И ВЯЗКОМ СОСТОЯНИИ

Изобретение относится к транспортированию и разгрузке продуктов в холодном и вязком состоянии, например нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано для ускоренного опорожнения железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей. Индукционное устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии содержит полупроводниковый преобразователь частоты 1, индуктор 2, выполненный в виде полого, незамкнутого цилиндра, размещенный на сливном приборе 3. Кроме того, устройство содержит другие индукторы, форма которых повторяет форму стенок емкости в нижней и средней частях. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс слива продукта, снизить расход электроэнергии при эксплуатации, за счет возможности автоматизации выбора режимов работы в зависимости от температуры окружающей среды и температуры продукта в емкости. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 307 057 C2

Устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, преимущественно нефтепродуктов, содержащее индукторы, отличающееся тем, что в качестве источника питания индукторов использован полупроводниковый преобразователь частоты с частотой преобразования 1000-2500 Гц, один из индукторов выполнен в виде полого незамкнутого цилиндра, устанавливаемого на сливной прибор, причем обмотки этого индуктора уложены в несколько рядов и размещены в электроизолирующем материале, другие индукторы имеют форму, повторяющую форму стенок емкости, позволяющую устанавливать их в нижней и средней частях емкости, обмотки этих индукторов уложены в один ряд и размещены в электроизолирующем материале, при этом мощность индукторов регулируется в пределах 5-100% от номинальной мощности источника питания индукторов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2307057C2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА СТЕНОК КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ ПРИ СЛИВЕ ВЯЗКОГО ПРОДУКТА В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ 1996
  • Полтавцев О.В.
  • Сергеев В.Д.
  • Сыпков В.А.
RU2126767C1
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ БЕЛОВА ДЛЯ НАГРЕВА ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ 0
SU334649A1
СПОСОБ СЛИВА ВЯЗКОГО ПРОДУКТА В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ ИЗ КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА СТЕНОК КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ 1991
  • Киншт Н.В.
  • Полтавцев О.В.
  • Сергеев В.Д.
  • Сыпков В.А.
  • Кац М.А.
RU2014280C1

RU 2 307 057 C2

Авторы

Макулов Ирек Альбертович

Макулов Рустам Ирекович

Зидиханов Тимур Мингарифович

Ягудин Ильгиз Флюрович

Музиров Радик Рифаитович

Даты

2007-09-27Публикация

2004-11-04Подача