Нагреватель
Изобретение относится к средствам нагрева различных жидких сред, в частности для разогрева застывших нефтепродуктов в железнодорожных цистернах. Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции нагревателя. Нагреватель выполнен составным в виде гирлянды из идентичных секций 1, соединенных между собой посредством промежуточных шарнирных трубопроводов с двумя осями вращения 2 и 3, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя. Корпус каждой секции выполнен из теплоемкого материала и внутренний обьем ее разделен перемычкой 14 со С ел о XI о 00
СОКН СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814969/13 (22) 28.02,90 (23) 11.11.89 (62) 4768613/06 (46) 07.09.92. Бюл. М 33 (75) Н.Х, Хаертдинов (56) Авторское свидетельство СССР
М 1664693, кл. В 65 D 88/74, 1988.
Авторское свидетельство СССР
М 1597334, кл. В 65 0 88/74, 1988.
Авторское свидетельство СССР
М 17288, кл. F 28 D 1/04, 1929.
Авторское свидетельство СССР
N 1640056, кл. В 65 0 88/74, 1989.
Авторское свидетельство СССР
М 1567457, кл. F 24 Н 7/04, 1987.., Ж„„, 1759768 А1
Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции нагревателя. Нагреватель выполнен составным в виде гирлянды из идентичных секций 1, соединенных между собой посредством промежуточных шарнирных трубопроводов с двумя осями вращения 2 и 3, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя. Корпус каждой секции выflollHeH из теплоемкого материала и внутренний объем ее разделен перемычкой 14 1759768 3Ф 45 тяжения 5, выполненный в двух вариантах. на две полости 15 и 16, при этом периферийная секция снабжена коленообразным переходником 7 для отсечения циркуляции теплоносителя, Каждый шарнир выполнен в виде закрепленных на секциях кронштейнов 4 с конусообразными гнездами и отверстиями, сообщенными с полостями секций, и конусообразных цапф на концах промежуточных. трубопроводов 2 и 3, сопрягаемых с гнездами кронштейнов 4. При этом каждый шарнир снабжен механизмом натяжения 5 Изобретение относится к средствам нагрева различных сред, в частности застывших нефтепродуктов на железнодорожном транспорте (в цистернах). Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик и упрощение " конструкции нагревателя. При этом обеспечивается устранение вероятности возгорания раэогреваемого продукта и увеличение обьема теплоемкой массы для ускоренного разогрева застывшего продукта. На фиг. 1 изображен нагреватель (гирляндовый); на фиг, 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3; на фиг, 5 — разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — схема размещения нагревателя (гирляндового) в цистерне в начальной стадии разогрева продукта. вид спереди; на фиг, 7 — то же, вид сбоку в сечении; на фиг, 8 — схема размещения нагревателя (гирляндового) в цистерне на стадии окончания разогрева продукта, вид спереди; на фиг. 9— то же, вид сверху; на фиг. 10 — схема размещения нагревателя (гирляндового) на приемнораздаточной эстакаде; на фиг, 11 — то же, вид сбоку, Нагреватель содержит теплообменник — составные идентичные секции 1 (фиг, 1 и 2), последовательно соединенные друг с другом посредством спаренных промежутков трубопроводов 2 и 3 с двумя осями вращения, кронштейнов 4 с конусообразными гнездами и отверстиями, сообщенными с полостями секций, механизм натяжения 5, нижнюю периферийную секцию 6, снабженную коленообразным переходником 7 для отсечения циркуляции теплоносителя, верхнюю периферийную секцию 8 с крышкой 9, снабженную ушками 10 для гибкой подвески 13 грузоподъемного устройства и элементами подключения гибких трубопроводов 11 и 12 для теплоносителя (на фиг, 1 стрелками показано движение теплоносителя "пар" и "обрат"). Корпус каждой секции 1 выполнен из теплоемкого мате5 25 Г в виде пружины сжатия, расположенной на промежуточной втулке между цапфами, либо в виде резьбового соединения. Нагреватель присоединен к двум гибким трубопроводам 11 и 12, по одному из которых поступает теплоноситель (пар), а по другому — выводится обрат (конденсат), а также присоединен к гибкой подвеске 13 для опускания и подъема теплообменника из емкости (цистерны), 11 ил, риала, а внутренний объем ее разделен перемычкой 14 на две полости 15 и 16, В одну полость, например 15, поступает теплоноситель (пар), а через другую полость, например 16, выводится конденсат (обрат). На противоположных внешних сторонах корпуса секции 1 прикреплены кронштейны 4 (фиг. 3) с помощью болтовых соединений 17. Кронштейны в местах стыка уплотнены прокладками 18. Выполненные внутри полостными трубопроводы 2 и 3 с двумя осями вращения имеют иа концах конусообразные цапфы 19, сопрягающиеся с гнездами идентичного профиля кронштейнов 4. Механизм натяжения 5 служит для прижима конусообразной цапфы 17 к сопрягаемому гнезду кронштейна 4, Механизм натяжения выполнен в двух вариантах. В одном случае механизм натяжения выполнен в виде пружины сжатия, насаженной на промежуточную втулку 20, соединяющей концевые бобышки 21 трубопроводов 2 и 3, а в другом случае механизм натяжения выполнен (фиг. 4 и 5) в виде резьбовой гайки 22, сопрягающейся с промежуточной резьбовой втулкой 23, которая насажена на бобышки 21, и связанной шпоиочным соединением 24 с возможностью перемещения в осевом направлении. Кронштейны 4 имеют отверстия 25, сообщающиеся с конусообразными гнездами и полостчми секций 1, Нагреватель работает следующим образом. Перед началом работы необходимо удостовериться в том, чтобы каждая секция нагревателя 1 могла свободно вращаться в шарнирных цапфах 17 соединениях относительно трубопроводов 2 и 3, Для обеспечения свободного вращения секций нагревателя относительно промежуточных трубопроводов служит механизм на1759768 В этом случае механизм натяжения выполнен в виде пружины сжатия, обеспечивающей постоянный прижим конусообразных цапф 17 к гнездам идентичного профиля в кронштейнах 4 (такой механизм натяжения прост в исполнении, может обеспечить необходимый отрегулированный натяг шарнирного соединения в соответствии с заданной силой сжатия пружины 5 и одновременно обеспечить как свободное вращение секций в шарнирах, так и герметичность шарнирного соединения). Недостатком этого механизма натяжения является то, что возможно в период эксплуатации устройства случайное воздействие какого-нибудь предмета на трубопроводы 2 и 3, по причине чего это случайное внешнее воздействие сможет непроизвольно вынудить пружину 5 сжаться, вследствие чего может нарушиться герметичность цапфового соединения, а отсюда вызвать и вероятность утечки теплоносителя. В другом случае механизм натяжения (фиг, 4 и 5) выполнен в виде резьбовой гайки и резьбовой втулки (такой механизм . натяжения является более надежным, так как устраняет возможность разгерметизации цапфового соединения 17 за счет жесткой фиксации регулируемого натяга). Вращением резьбовой гайки можно отрегулировать нужный натяг цапфы 17 к гнезду кронштейна 4, благодаря чему можно обеспечить как свободу вращения секций относительно промежуточных трубопроводов 2 и 3, так и герметичность шарнирного цапфового соединения. После выполнения этой предварительной подготовительной работы в нагреватель впускают теплоноситель. а затем с помощью грузоподьемного механизма нагреватель плавно опускают через люк 26 в цистерну 27 (фиг. 6) с застывшим продуктом, Разогреваясь, продукт снижает вязкость и позволяет нагревателю (теплообменнику) беспрепятственно опуститься на нижнюю часть цистерны, который образует в середине цистерны своеобразнуе объемную горку теплоемкой массы. На фиг. 6, 7 показаны схемы размещения нагревателя (теплообменника) в начальной стадии разогрева продукта. Продукт, соприкасающихся с горячими поверхностями секций нагревателя (теплообменника), нагревается и вследствие уменьшения плотности поднимается, где растекается по поверхности холодного продукта. На место поднявшегося нагретого продукта к греющим секциям нагревателя подтекает холодный, flo мере разогрева граница между горячим и холодным продуктами опускается, 10 25 причем скорость продвижения ее постепенно замедляется из-за уменьшения скорости подтекания холодного продукта к нагревателю (теплообменнику), Чтобы активизировать работу нагревателя (теплообменника), гирлянду нагревателя раскладывают по нижней образующей цистерны с помощью специального длинного предмета, например, типа рогатины 28 (фиг. 8), что позволяет разогревать и наиболее удаленные участки цистерны. На фиг. 8, 9 показаны схемы раз- . мещения нагревателя (теплообменника) на стадии окончания разогрева, конца секции 1 разложены по всей длине нижней образующей цистерны. По окончании процесса разогрева продукт сливается через сливной прибор 29, или выкачивается через люк 26 цистерны 27. Чтобы правильно ориентироваться в определении объема теплоемкой массы с целью своевременного разогрева застывшего ироду«та и его опорожнения приведен расчет автора, Конфигурация секции 1 может быть различной:в форме шара, куба, призмы, цилиндрической и т.п. В данном случае секция 1 принята в форме куба с размером каждой стороны в 300 мм. Длина промежуточного шарнирного трубопровода тоже равна 300 30 мм, с учетом воэможности, чтобы секции нагревателя (теплообменника) могли складываться друг с другом. Исходя из этих условий, нагревающая поверхность секции исчисляется в размере 0,5 м . Используя г 35 рекомендации — "чтобы необходимо располагать подогреватель по нижней образующей цистерны и увеличить его поверхность до 30 мг", получим, что необходимо иметь секций в количестве 60 шт. Шаг гирлянды 40 равен 0,6 м. Отсюда получают общую длину гирляндового нагревателя в размере 36 м. Чтобы уменьшить длину гирляндового нагревателя примерно в 2 раза, при этом сохраняя обо ую площадь поверхности 45 нагрева (30 м ), то можно секции нагревателя выполнять с гофрами на боковых поверхностях(не показано). При высоте гофр 30мм и при количестве их 5 единиц на каждой боковой стороне секции площадь поверхно50 сти нагрева секции увеличится на 0,9 м, 2 Отсюда определяется необходимое количество секций в гирлянде — 33. за счет чего в итоге получается величина общей длины нагревателя в размере 21 м. Это значит, что 55 нагреватель (теплообменник) расположится по нижней образующей цистерны в 2,5 ряда. Эти приведенные цифры более приемлемы с точки зрения удобства и облегчения в использовании нагревателя (теплообменника). 1759768 После завершения процесса разогрева застывшего продукта нагреватель (теплообменник) извлекают наружу подъемным механизмом 30 и развешивают по фронту приемноразгрузочной эстакады на вешал- 5 ках-укосинах 31 и 32 (фиг. 10), Грузоподъемйый механизм 30 смонтирован на консольно-поворотном кране 33. Вешалки-укосины 31 и 32 выполнены поворотными и снабжены крючками 34, кото- 10 рые перемещаются по укосине с помощью роликовых опор. Секции нагревателя навешивают на крючки посредством шарнирных колец 35, прикрепленных к каждой шестой секции нагревателя (не изображе- 15 но, на фиг, 11 нагреватель гирляндовый показан в исходной позиции перед загрузкой его в цистерну). Изобретение позволяет ускорить процесс разогрева застывшего продукта и его 20 своевременного опорожнения из емкости (цистерны), Формула изобретения Нагреватель преимущественно для разогрева застывшего продукта, включающий 25 закрепленный на гибкой подвеске теплообменник, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик и упрощения конструкции, теплообменник подключен к гибкому трубопроводу для подачи теплоносителя и выполнен составным из идентичных секций, соединенных между собой посредством шарниров с двумя осями вращения, причем корпус каждой секции выполнен из теплоемкого материала и внутренний ее объем разделен перемычкой на две полости, при этом полости смежных секций соединены промежуточными трубопроводами для обеспечения циркуляции теплоносителя, каждый шарнир выполнен в виде закрепленных на секциях кронштейнов с конусообразными гнездами и отверстиями, сообщенными с полостями секций, и конусообразных цапф на концах промежуточных трубопроводов, сопрягаемых с гнездами кронштейнов, периферийная секция снабжена коленообразным переходником для отсечения циркуляции теплоносителя, а каждый шарнир снабжен механизмом натяжения в виде. пружины сжатия, расположенной на промежуточной втулке между цапфами, или в виде реэьбового соединения. 1759768 1759768 1759768 Яб Q 11 Р2. 9 02. 8.1759768 Составитель В.Шипов Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Н.Соколова Редактор Л.Волкова Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3150 Тираж Подписное F3//ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
