Индукционный нагреватель текучей среды

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 05 В 6/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOhhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

yг: ., ° л -;,ч (21) 3550185/24-07 (22) 08.02.83 (46) 15.05.84. Бюл. М- 18 (72) Е.А. Буянов, Д.С, Лишанский, M.È. Мошкин, Г.З. Новорадовский, Л.В. Папунырова, А.Л.. Сурис, В.Г. Черкаев и Л.А. Шутикова (71) Государственный ордена "Знак

Почета" научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промьш ленности и Московский ордена

Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения (53) 621 ° 365.512(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 582597, кл. Н 05 В 6/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М- 738917, кл. Н 05 В 6/10, 1980. (54)(57) 1. ИНДУКЦИОННЪ|Й НАГРЕВАТЕЛЬ

ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, содержащий индукционную обмотку, охватывающую корпус, снабженный патрубками входа и выхо„„SU„„1092759 A да среды, и установленные внутри него магнитопрозрачные трубы с размещенными в них тепловыделяющими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и равномерности нагрева среды, тепловыделяюшие элементы выполнены в виде расположенных по оси магнитопрозрачных труб волнообразных ферромагнитных полос с перфорацией на гребнях и эаполняюших магнитопрозрачные трубы чередующихся слоев ферромагнитных неферромагнитных частиц, причем перфорированные участки расположены в неферромагнитных слоях.

2. Нагреватель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области использования, слои ферромагнитных или неферромагнитных частиц выполнены из катализатора.

1092759

Изобретение относится к классу индукционных нагревательных устройств предназначеннь|х для термообработки текучих сред, в том числе в трубчатых каталитических реакторах. Аналогичные устройства могут быть использованы при синтезе различных веществ в каталитических трубчатых реакторах.

Известен индукционный нагреватель, предназначенный для термообработки текучей среды, в котором тепловыделяющие элементы выполнены из электропроводных керамических и металлических шаров j1 3.

Однако в индукционном нагревателе в рабочем состоянии, когда все шары (и керамические, и металлические) являются электропроводными, происходит в основном разогрев среды лишь в слоях, прилегающих к обмотке индуктора, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индукционный нагреватель текущей среды, содержащий индукционную обмотку, охватывающую корпус, снабженный патрубками входа и выхода среды, и установленные внутри него магнитопрозрачные трубы с размещенными в них тепловыделяющими элементами (2 3.

В этом устройстве тепловыделяющие элементы выполнены в виде ферромагнитнЫх дисков.

Недостатками этого устройства являются неравномерный прогрев среды, невысокая теплоотдача от тепловыделяющих 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, рас— стояния между дисками создают дополнительные сопротивления на пути прохождения магнитного потока, что снижает коэффициент мощности.

Целью изобретения является повышение интенсивностФ и равномерности нагрева среды.

Поставленная цель достигается тем, что в индукционном нагревателе текучей среды, содержащем индукционную обмотку, охватывающую корпус, снабженный патрубками входа и выхода среды, и установленные внутри него магнитопрозрачные трубы с разме" щенными в них тепловыделяющими элементами, тепловыделяющие элементы выполнены в виде расположенных по оси магнитопрозрачных труб волнообразных ферромагнитных полос с пер-!

О форацией на гребнях и заполняющих магнитопрозрачные трубы чередующихся слоев ферромагнитных и неферромагнитных 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, поперечный разрез.

Внутри обмотки индуктора 1, имеющего электротеплоизоляцию 2, размещена система магнитопрозрачных труб

3, заголненных попеременно слоями неферромагнитных 4 и ферромагнит( ных 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 тепловыделяющие 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

Ъ! ОЦ7

10 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

759 4 частиц, т.е. прогрев среды осуществляется на всем протяжении. Расположение тепловыделяющих элементов по всей длине зоны труб 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 ко.эффициента мощности.

1092759

Составтель О.Щедрина

Редактор A.ÕHì÷óê Техред И.Асталош

Корректор М.Шароши

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комите СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3279/45

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4