Индукционный нагреватель текучей среды Советский патент 1984 года по МПК H05B6/10 

Изобретение относится к классу индукционных нагревательных устройс предназначенных для термообработки текучих сред, в том числе в трубчатых каталитических реакторах. Анало гичные устройства могут быть исполь зованы при синтезе различных вещест в каталитических трубчатых реактора Известен индукционный нагревател предназначенный для термообработки текучей среды, в котором тепловьщеляющие элементы выполнены из электр проводных керамических и металличес ких шаров Cl J. Однако в индукционном нагревател в рабочем состоянии, когда все шары (и керамические, и металлические) являются электропроводными, проиЬхо дит в основном разогрев среды лишь слоях, прилегающих к обмотке индуктора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ин дукционный нагреватель текущей среды, содержащий индукционную обмотку охватывающую корпус, снабженньш патрубками входа и выхода среды, и установленные внутри него магнито прозрачные трубы с размещенными в них тепловыделяющими элементами Г2Д В этом устройстве тепловыделяющи элементы выполнены в виде ферромагнитнЬгх дисков. Недостатками этого устройства являются неравномерный прогрев сред невысокая теплоотдача от тепловьщеляющих элементов, низкие производительность и коэффициент мощности, а также невозможность использования нагревателя для процессов, в которых катализатор является магнитопрозрачным. В промежутках между дисками происходит потеря энергии за счет теплопередачи через стенки трубы и отсутствия подвода энергии на этих участках. При этом образуется неравномерный профиль температур по сечению нагревателя. Кроме того, расстояния между дисками создают дополнительные сопротивления на пути прохождения магнитного потока, что снижает коэффициент мощности. Целью изобретения является повышение интенсивности и равномерности нагрева среды. Поставленная цель достигается тем, что в индукционном нагревателе текучей cpenF-j, содержащем индукцион592ную обмотку, охватывающую корпус, снабженный патрубками входа и выхода среды, и установленные внутри него магнитопрозрачные трубы с размещенными в них тепловыделяющими элементами, тепловьщеляющие элементы выполнены в виде расположенных по оси магнитопрозрачных труб волнообразных ферромагнитных полос с перфорацией на гребнях и заполняющих магнитопрозрачные трубы чередующихся слоев ферромагнитных и неферромагнитньк частиц, причем перфорированные участки расположены в неферромагнитных слоях., ) Кроме того, слои ферромагнитных или неферромагнитных частиц могут быть выполнены из катализатора. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый индукционный нагреватель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечньш разрез. Внутри обмотки индуктора 1, имеющего электротеплоизоляцию 2, размещена система магнитопрозрачных труб 3, заполненных попеременно слоями неферромагнитных 4 и ферромагнитных 5 частиц, а также имеющая внутри перфорированные волнообразные полосы 6 с патрубками входа 7 и выхода 8 среды. При подаче переменного напряжения на индуктор вокруг него возникают электромагнитные пульсирующие поля, под влиянием которых в ферромагнитных тепловыделяющих элементах (волнообразные полосы и слои ферромагнитных частиц) возбуждаются вихревые токи, приводящие к их разогреву. Среды, проходя последовательно соединенную систему труб, содержащих тепловьщеляющие элементы, подвергаются равномерной термообработке. В качестве дисперсных тепловыделяющих элементов в зависимости от технологического процесса может быть использован катализатор (если он является ферромагнитным) , либо инертная ферромагнитная насадка (если катализатор магнитопрозрачный). Причем, в первом случае слои неферромагнитных частиц образованы инертным материалом, а во втором случае - катализатором. Наличие внутри труб волнообразной полосы с перфорацией по гребням обеспечивает поперечно-продольное протекание среды внутри труб, что создает эффективную термообработку

и при наличии катализатора улучшает степень завершенности реакции на катализаторе, увеличивая производительность установки. Поперечно-продольное перемещение среды возникает как результат перепада давлений по обеим сторонам волнообразной поверхности. Кроме того, в каждый момент при прохождении через слой неферромагнитных частиц среды получает поток тепла с трех сторон: от волнообразной поверхности и верхнего и нижнего слоя ферромагнитных

частиц, т.е. прогрев среды осуществляется на всем протяжении. Расположение тепловыделяющих элементов по всей длине зонытруб способствует эффективному протеканию нагрева на всем протяжении и обеспечивает повышенный выход продукта. Наличие ферромагнитных волнообразных полог .внутри магнитопрозрачных труб изменяет реактивное сопротивление прохождению магнитного потока и тем самым способствует увеличению ког ффициента мощности.

1. ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, содержащий индукционную обмотку, охватывающую корпус, снабженный патрубками входа и выхода среды, и установленные внутри него магнитопрозрачные трубы с размещенными в них тепловыделяющими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и равномерности нагрева среды, тепловыделяющие элементы выполнены в виде расположенных по оси магнитопрозрачных труб волнообразных ферромагнитных полос с перфорацией на гребнях и заполняющих магнитопрозрачные трубы чередующихся слоев фeppoмaгн тныx неферромагнитных частиц, причем перфорированные участки расположены в неферромагнитных слоях. 2. Нагреватель по п. 1, отли(Л чающийся тем, что, с целью расширения области использования, слои ферромагнитных или неферромагнитных частиц выполнены из катализатора. со ю ел СО

f