Устройство для разогрева и слива вязкой жидкости из резервуара со сливным отверстием Советский патент 1989 года по МПК B65D88/74 

1

(21)4189358/23-13

(22)04.02.87

(46) 30.06.89. Бкш. № 24 (75) Н.И.Вохмянин

(53)621.642.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 102344, кл. В 65 D 88/74, 1953.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ВЯЗКОЙ нащкости из РЕЗЕРВУАРА со

сливным ОТВЕРСТИЕМ

(57)Изобретение относится к разогреву и сливу вязких жидкостей и может быть использовано для слива, например, мазута из железнодорожных цистерн. Цель изобретения - увеличение скорости слива и расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения слива жидкостей различной вязкости. Устройство содержит нагреватель в виде винтовой спирали, концы которой параллельны и смонтированы с возможностью вертикального перемещения и фиксации один относительно другого. За счет этого можно регулировать зазор между витками спирали, которые выполнены из более упругого материала, чем концы. Нижний виток спирали установлен непосредственно над сливным отверстием, а над верхним витком спирали установлены сопла для подачи горячего газа или пара. После слива мазута из области внутри винтовой спирали образуется воронка из мазута, куда стекает верхний разогретый газом или паром, подаваемым через сопла, слой мазута, который проходит сквозь зазоры винтовой спирали и сливается в сливное отверстие. 4 ил.

г

Изобретение относится к разогреву и сливу вязких жидкостей и может быть использовано для слива, например, мазута из железнодорожных цистерн. Цель изобретения - увеличение скорости слива и расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения слива жидкостей различной вязкости. Устройство содержит нагреватель в виде винтовой спирали, концы которой параллельны и смонтированы с возможностью вертикального перемещения и фиксации один относительно другого, за счет этого можно регулировать зазор между витками спирали, которые выполнены из более упругого материала, чем концы. Нижний виток спирали установлен непосредственно над сливным отверстием, а над верхним витком спирали установлены сопла для подачи горячего газа или пара. После слива мазута из области внутри винтовой спирали образуется воронка из мазута, куда стекает верхний разогретый газом или паром, подаваемым через сопла, слой мазута, который проходит сквозь зазоры винтовой спирали и сливается в сливное отверстие. 4 ил.

Изобретение относится к разогреву вязких жидкостей и сливу их из емкостей через сливные отверстия и может быть использовано дня слива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн.

Цешь изобретения - увеличение скорости слива и расишрение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения слива жидкостей с различной вязкостью.

На фиг. 1 представлено устройство для разогрева и слива вязкой жидкости j на фиг. 2 - то же, вид сбоку на фиг. 3 - установка устройства в резервуаре, из которого сливается вязкая ЖИДКОСТЬ; на фиг. 4 - монтаж

устройства на консоли поворотного крана с приводом подъема устройства.

Устройство содержит нагреватель в виде трубы 1 (фиг. 1 и 2), выполненный из упругого материала, например, из углеродистой стали, и скрученной в виде винтовой спирали, с зазорами между витками Z, определяемыми эмпирическим путем. Концы последних витков спирали жестко соединены с трубами 2 и 3 большего диаметра, расположенньми параллельно оси спирали и направленными в одну сторону. Труба 1, образующая витки спирапи, выполнена из более упругого материала, чем ее параллельные концы, образованные трубами 2 и 3. Пос4

СО

со

леднин нижний BJITOK, соединенный с трубой 3, заправлен внутрь спирапи и по всему периметру может плотно прилегать к фланцу сливного отверстия резервуара, из которого сливается вязкая жидкость.

Трубы 2 и 3 смонтированы с возможностью вертикальтюго перемещения и фиксаци и одна относительно дру- гой. На трубе 2 жестко закреплены направляющие втулки 4, выполненные в форме перпендикулярных трубе кронштейнов с четырьмя сквозными попарно расположенными отверстиями, R од- ной паре отверстий размещена труба 3 с возможностью осевого смещения, а в другой паре отверстий установлен ходовой винт 5 с возможностью вращения вокруг своей оси. Ходовой винт 5 взаимодействует с трубой 3 посредством навинченного на него кронштейна 6 с резьбовым отверстием, который жестко крепится к 3. Перпендикулярно трубам 2 и 3 подвижно уста- новлена крышка 7 с жестко смонтированными в ней дополнительной трубой 8 для подачи газообразного теплоносителя с соплами 9, расположенными со стороны винтовой спирали из тру- бы 1 над верхним витком, и коллекторной трубой 10 с заборным отверстием направленным в сторону спирали.

Устройство для разогрева и слива вязкой жидкости подвижно крепится трубой, 3 в направляющих втулках 11 (фиг. 3) консоли 12 (фиг. 4) поворотного крана (не показан). Подъем и опускание устройства выполняются зубчато-реечным приводом, включаю- щим мотор-редуктор 13, закрепленный на консоли 12 поворотного крана. На валу мотора-редуктора 13 крепится зубчатое колесо 14, находящееся в зацеплении с зубчатой рейкой 15, жестко закрепленной на стенке трубы 3, параллельно ее оси. Устройство можно использовать, например, для слива мазута в зимнее время из желенодорожной цистерны 16, имеющей .верхний люк 17 и расположенное соос но люку нижнее сливное отверстие 18. При этом высота винтовой спирали из трубы 1 должна быть больше уровня налитого в цистерну мазута.

Устройство работает следующим образом.

Цистерну 16 с мазутом подают по рельсовому пути под консоль 12 пово

5 о 5 о

0

5

5

5

ротного крана и фиксируют тормозными приспособлениями рельсового пути. Затем, поворотом ко)1соли 12 устанавливают устройство трубой 1, свитой в форме винтовой спирали, точно по центру отверстия люка 17 цистерны 16 и включают мотор-редуктор 13, ко- торь1Й посредством вращения зубчатого кОоТеса 14, взаимодействующего с зубчатой рейкой 15, опускает трубу 3 и все устройство по направляющим втулкам 11 внутрь цистерны 16 до упора нижнего витка спирали во фланец нижнего сливного отверстия 18 ци.стернь 16, При этом крышка 7 устройства устанавливается на фланец люка 17 цистерны и фиксируется, например, откидными болтами. После этого в трубу 3 устройства подают теплоноситель, например, в виде горячей воды, который, проходя по трубе 1. отдает тепло окружаюп1ему трубу мазуту и возвращается в теплосеть на подогрев по трубе 2.

Одновременно, по трубе 8 в верхнюю, не заполненную мазутом полость цистерны 16 подают через сопла 9 горячий газ НИИ пар, который отдает тепло верхнему слою мазута и отводится из цистерны вместе с парами мазута коллекторной трубой 10. После того, как внутри винтовой спирали, образованной трубой 1, мазут разогревается до необходимой для слива пяз- кости, открывают клапан нижнего сливного отверстия 18 цистерны 16 извест- ньт способом и сливают мазут.

Мазут, который находится с внешней стороны винтовой спирали, интенсивно нагревается от стенок трубы 1, проходит через зазоры между ее витками внутрь спирали и сливается в отверстие 18 1щстерны 16. Вязкость сливаемого устройством мазута можно регулировать изменением температуры и интенсивности циркуляЩ1И теплоносителя , подаваемого в трубу 1, и изменением величины зазора Z между витками винтовой спирали.

Изменение зазора Z между витками спирали осуществляется растяжением или сжатием спирали трубы 1 из упругого материала посредством относительного осевого смещения труб 2 и 3 вращением ходового винта 5, При вращении ходового винта 5, закреп- ленного на трубе 2 с помощью кронштейнов 4, в одну сторону, кронштейны 6, закрепленные на трубе 3, перемещаются вверх. Трубы 2 и 3 смещаютс в осевом направлении и растягивают пинтовую спираль трубы 1, увеличивая тлзор Z между ее витками. Мазут, проходящий в зазоры, прогревается меньше, его вязкость увеличивается.

При вращении ходового винта 5 в другую сторону, трубы 2 и 3 смещаются в направлениях, противоположных направлениям первого смещения, и сжимают винтовую спираль трубы 1, уменьшая зазоры между ее витками. Этим обеспечивается больший прогрев протекающего в зазоры мазута и уменьшается его вязкость.

Изменение величины зазоров вызвано различным физическим состоянием жидкости при поступлении на пункт слива: различной вязкостью, зависящей от месторождения или от времени года. Летом, например, вязкую жидкость, имеющую более высокую температуру и, как следствие, меньшую вязкость, нет необходимости прогревать так же интенсивно, как и зимой, поэтому зазоры между витками нужно увеличить. Это увеличивает поперечное сечение потока проходящей через зазоры сливаемой вязкой жидкости и скорость ее слива.

Трубы 2 и 3, выполненные большего диаметра и имеющие большую жесткость обеспечивают осевую симметрию винтовой спирали трубы 1, равномерные зазоры Z между витками спирали и равномерный прогрев сливаемого мазута по всему сечению потока.

В момент слива мазута через нижне сливное отверстие 18 цистерны 16 в зоне винтовой спирали трубы 1 уст- .ройства фовень мазута понижается и образуется воронка из мазута, куда стекает верхний, разогретый горячим газом или паром, подаваемым в цистерну по трубе 8, слой мазута, который проходит через зазоры винтовой спирали и сливается в отверстие 18.

После слива всего объема мазута отключают подачу теплоносителей по трубам 3 и 8, включают мотор-редуктор 13, поднимают устройство, отводят порожнюю цистерну и ставят на ее место другую цистерну с мазутом и, так же, как и в первом случае, сливают мазут, используя предлагае- iMoe устройство.

0

5

0

Применение допо.пните тьной трубы с соплами позволяет не только разогревать вязкую жидкость, но и ускорить ее слив, который выполняется сразу после разогрева объема, находящегося внутри винтовой спирали трубы.

Вязкая жидкость сливается не только из зоны, где она разогревается винтовой спиралью трубы, но и с ее поверхности, разогреваемой горячим газом или паром, поступающим через сопла дополнительной трубы. При этом верхний слой разогреваемой жидкости становится менее вязким и начинает течь от стенок емкости в направлении к ее сливному отверстию, т.е. к винтовой сп грали трубы, где проходит через зазоры и сливается в сливное отверстие емкости. Скорость потока сливаемой из емкости жидкости увеличивается при ее приближении к зоне сливного отверстия. Следовательно, в зоне винтовой спирали трубы ско- 5 рость потока верхнего разогретого слоя вязкой жидкости выше, чем в удалении от нее. Этот слой нагрет и является теплоносителем, а это означает, что в зоне вокруг спирали трубы процесс теплопередачи от нагретого верхнего слоя вязкой жидкости к холодному нижнему при приближении к винтовой спирали трубы будет максимальным. Это способствует быстрому размыву холодной вязкой жидкости в большей степени при приближении к винтовой спирали. Поскольку размыв холодной вязкой жидкости образуется радиально сходяйщмися потоками нагретой вязкой жидкости, то это приводит к образованию воронки в холодной вязкой жидкости. Центр воронки совпадает с осью винтовой спирали трубы.

Образование воронки в вязкой жидкости сопровождается наклоном всей поверхности холодной вязкой жидкости в сторону винтовой спирали трубы. Увеличение наклона пропорционально возрастанию скорости сходящихся потоков жидкости. Так как на наклонной поверхности нагретая вязкая жидкость не задерживается, то это в большей степени способствует прямой теплопередаче от теплоносителя, подаваемого 5 через дополнительную трубу с соплами, к холодной вязкой жидкости.

В данном случае передача тепла от горячего газа или пара к холодной

0

5

0

5

0

вязкой жидкости не препятствует слой нагретой жидкости, который без задержки сливается из емкости. Это способствует увеличению скорости теплопередачи и слива вязкой жидкости. Способствует увеличению скорости слива и коллекторная труба, установленная в крышке, так как она позволяет вовремя отводить из внутренней полости емкости отработанный теплоноситель и этим обеспечивает поддержание большей разности температуры между вводимым в емкость теплоносителем и поглощающей тепло холодной вязкой жидкостью.

Формула изобретения Устройство для разогрева и слива вязкой .жидкости из резервуара со

Yh

t.f

5

сливным отверстием, содержащее нагреватель Б виде трубы в форме винтовой спирали, концы которой направлены в одну сторону параллельно оси спирали, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости слива и расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспечения слива жидкостей с различной вязкостью, труба на спиральном участке выполнена из более упругого материала, чем ее параллельные кон№1, смонтированные с возможностью вертикального перемещения и фиксации один относительно другого, причем над верхним витком спирали установлены дополнительная труба с соплами дпя подачи газообразного теплоносителя и коллекторная труба с заборным отверстием.

.2

фиг.З

А- А