Термическая оболочка Российский патент 2020 года по МПК F16L53/32 F16L53/70 

Изобретение относится к устройствам обогрева или охлаждения, в том числе технологических объектов промышленных производств, закрываемых оболочкой и прогреваемых или охлаждаемых посредством воздействия газообразного и/или жидкого термоносителя, ввод и вывод которого осуществляется через патрубки.

Изобретение может быть использовано при обогреве или охлаждении технологического оборудования, например, трубопроводов в зимнее время или при низких температурах окружающего воздуха или необходимости понижения температуры объекта в условиях повышенной температуры.

Известно устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время паром (патент RU №2327834, МПК E02B 1/00, E02B 3/12, опубл. 27.06.2008 в Бюл. №18). Устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время паром включает обогреватели бетона и термоизоляцию, покрывающую сверху бетон. Обогреватели выполнены в виде системы уложенных на бетоне, на откосе дамбы, на расстоянии друг от друга, вдоль заложения откоса с уклоном параллельных трубок. Они непрерывно и циклически соединены между собой для циркуляции по ним пара. Система на входе присоединена к паровому котлу, на выходе снабжена вентилем для регулировки температуры и выхода конденсированного пара. Техническим результатом является повышение качества бетона за счет равномерного нагревания бетона по всей площади и снижение энергозатрат при производстве работ.

Недостатками данного устройства являются недостаточная равномерность обогрева всего слоя бетона по причине расположения обогревателей на его поверхности, что приведет к разности температур в верхних и нижних слоях, а использование полых трубок с циркулирующим внутри паром в качестве нагревательного элемента усложняет конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является труба (патент RU №2453758, МПК F16L 9/00, опубл. 20.06.2012 в Бюл. №17), содержащая рабочую трубу, покрытую антикоррозионным и антистатическим защитным покрытием, внешнюю оболочку, теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный между рабочей трубой и внешней оболочкой. В теплоизоляционном слое расположены центраторы с опорами. На внешней поверхности рабочей трубы расположен нагревательный элемент, который выполнен либо в виде кабеля либо в виде элемента индукционно-резистивной скин-системы, представляющего собой трубку-спутник из ферромагнитного материала с размещенным в ней проводником из немагнитного материала. Теплоизоляционный слой снабжен по длине рабочей трубы противопожарными вставками. Защитное покрытие превышает по длине теплоизоляционный слой. Рабочая труба превышает по длине защитное покрытие с образованием на ее торцах неизолированных концевых участков. Отношение длины одной противопожарной вставки к диаметру рабочей трубы составляет не менее, чем 3,5:1.

Недостатками данного устройства являются сложность исполнения, стационарность конструкции и воздействие на обогреваемый объект нагревательным элементом, использование которого небезопасно на опасных производственных объектах, а при необходимости обогрева нефтепромыслового оборудования типа технологической емкости или запорной арматуры использование предлагаемого изобретения энергозатратно из-за необходимости многократного обеспечения контакта нагревательного элемента и нефтепромыслового оборудования(например, обвитие вокруг технологической емкости или запорной арматуры).

Техническим результатом является снижение энергозатрат при производстве работ по обогреву или охлаждению различных технологических объектов (в том числе и взрывоопасных), универсальность и безопасность использования в различных условиях.

Технический результат достигается применением термической оболочки, включающей в себя внешнюю оболочку, выполненную с возможностью охвата прогреваемого или охлаждаемого объекта и удержания тепла или холода вокруг него, и нагревательный или охлаждающий элемент, располагаемый внутри оболочки.

Новым является то, что в качестве нагревательного или охлаждающего элемента использован газообразный или жидкий термоноситель, внешняя оболочка выполнена из непроницаемого для термоносителя материала с возможностью ввода и вывода нагревательного или охлаждающего элемента, при этом оболочка выполнена мягкой.

Новым является также то, что оболочка может быт снабжена манжетами для герметизации внутреннего пространства, причем оболочка изготовлена из материала с низкой тепловой проводимостью.

На чертеже изображена схема устройства.

Термическая оболочка включает в себя внешнюю оболочку 1, выполненную с возможностью охвата прогреваемого или охлаждаемого объекта 2, например, манжетами 3 и удержания тепла или холода вокруг него, и нагревательный или охлаждающий элемент (не показан), располагаемый внутри оболочки 1. В качестве нагревательного или охлаждающего элемента использован газообразный (пар, хладоген, охлажденный азот и т.п.) или жидкий (вода, антифриз, аммиак и т.п.) термоноситель. Внешняя оболочка 1 выполнена из непроницаемого для термоносителя материала с возможностью ввода 4 и вывода 5 термоносителя.

Размеры внешней оболочки 1 для охвата прогреваемого или охлаждаемого объекта 2 определяются эмпирически.

Фиксация оболочки 1вокруг объекта 2 может быть различной (например, на установленном каркасе, расположенном внутри оболочки или снаружи), в зависимости от формы и размеров обогреваемого или охлаждаемого объекта 2 и исполнения самой оболочки 1 (жесткой или мягкой). Например, для обогрева объекта 2 - локального участка трубопровода - можно использовать мягкую оболочку 1 продолговатой формы, а при необходимости обогрева нескольких одинаковых участков объекта 2 удобнее использовать жесткую оболочку 1 с возможностью перемещения вдоль участка, например, трубопровода без демонтажа предлагаемого устройства.

Манжеты 3 могут герметизировать внутреннее пространство любым удобным способом (клипсы, хомуты, молнии и т.п.). Применение манжет 3 может быть необязательным в тех случаях, когда в герметизации пространства нет необходимости, например, когда необходимо кратковременное воздействие термоносителя на несколько объектов 2 при обеспечении небольшого перепада температур (например, в летнее время на плавление парафина или т.п.) и тратить время на герметизацию оболочки 1 манжетами 3 нерационально.

Применение внешней оболочки 1 из материала с низкой тепловой проводимостью может быть необязательным в тех случаях, когда необходимо кратковременное воздействие термоносителя на объект 2 при обеспечении небольшого перепада температур (например, в летнее время на плавление парафина или т.п.), что дает возможность снизить затраты на изготовление оболочки 1.

Объем подачи нагревательного или охлаждающего элемента определяется эмпирически.

Ввод 4 и вывод 5 нагревательного или охлаждающего элемента может быть выполнен в виде патрубков с фиксаторами для систем ввода и вывода теплоносителя (например, на защелках, клипсах, крючках и т.п.).

Выбор нагревательного элемента зависит от обогреваемого или охлаждаемого объекта 2, условий его эксплуатации и требований промышленной безопасности и охраны труда (например, на объектах подготовки высокосернистой нефти обогрев трубопроводов в зимний период осуществляется паром, генерируемым передвижной парообразующей установкой).

Устройство работает следующим образом.

Устройство доставляется к объекту 2, который необходимо обогреть или охладить нагревательным или охлаждающим элементом. Внешняя оболочка 1 монтируется таким образом, чтобы объект 2 или часть объекта 2, которую необходимо обогреть или охладить, осталась внутри и была закрыта или герметизирована при помощи манжет 3. Термоноситель подается внутрь оболочки через вход 4, воздействует на объект 2, находящийся внутри оболочки 1 и выводится через выход 5. Наличие закрытой системы, точек входа 4 и выхода 5 делает возможным повторную подачу термоносителя при наличии дополнительного оборудования. При наборе объектом 2 необходимой температуры, устройство демонтируется и доставляется к следующему объекту.

Предлагаемое устройство для обогрева или охлаждения, за счет закрытой системы и наличия точек входа и выхода термоносителя, позволяет эффективнее воздействовать на обогреваемый или охлаждаемый объект и, при наличии дополнительного оборудования, осуществлять сбор и/или повторную закачку термоносителя в термическую оболочку. Устройство безопасно и, в зависимости от исполнения, может использоваться для обогрева или охлаждения различных технологических объектов промышленных производств.

Изобретение относится к устройствам обогрева или охлаждения, в том числе технологических объектов промышленных производств, закрываемых оболочкой и прогреваемых или охлаждаемых посредством воздействия газообразного и/или жидкого термоносителя, ввод и вывод которого осуществляется через патрубки. Устройство включает в себя внешнюю оболочку, выполненную с возможностью охвата прогреваемого или охлаждаемого объекта и удержания тепла или холода вокруг него, и нагревательный или охлаждающий элемент, располагаемый внутри оболочки. В качестве нагревательного или охлаждающего элемента использован газообразный или жидкий термоноситель, а внешняя оболочка выполнена из непроницаемого для термоносителя материала с возможностью ввода и вывода нагревательного или охлаждающего элемента, при этом оболочка выполнена мягкой. Техническим результатом изобретения является возможность эффективнее воздействовать на обогреваемый или охлаждаемый объект и, при наличии дополнительного оборудования, осуществлять сбор и/или повторную закачку термоносителя в термическую оболочку. Устройство безопасно и, в зависимости от исполнения, может использоваться для обогрева или охлаждения различных технологических объектов промышленных производств. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Термическая оболочка, включающая в себя внешнюю оболочку, выполненную с возможностью охвата прогреваемого или охлаждаемого объекта и удержания тепла или холода вокруг него, и нагревательный или охлаждающий элемент, располагаемый внутри оболочки, отличающаяся тем, что в качестве нагревательного или охлаждающего элемента использован газообразный или жидкий термоноситель, внешняя оболочка выполнена из непроницаемого для термоносителя материала с возможностью ввода и вывода нагревательного или охлаждающего элемента, при этом оболочка выполнена мягкой.

2. Термическая оболочка по п.1, отличающаяся тем, что оболочка снабжена манжетами для герметизации внутреннего пространства.

3. Термическая оболочка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что оболочка изготовлена из материала с низкой тепловой проводимостью.