Способ разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии и устройство его реализующее
Изобретение относится к области погрузочно-разгрузочных работ, в частности к способам и устройствам для разгрузки высоковязких и высокозастывающих продуктов из емкостей. Задачей изобретения является обеспечение очистки внутренних поверхностей емкостей от отложений вязких продуктов за счет уменьшения времени воздействия и снижения расхода электроэнергии. Способ разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии включает индукционный низкотемпературный нагрев стенок емкости с одновременным вибрационным воздействием на пристеночный тонкий слой продукта и последующий слив продукта. При этом индукционный нагрев и электродинамическое вибрационное воздействие осуществляются импульсным электромагнитным полем повышенной-средней частоты, которое формируется системой индуктор-преобразователь. Объектом изобретения является также устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии. Техническим результатом изобретения является ускорение операций слива продуктов и устранения отложений вязких продуктов на стенках котлов. 2 ил.
Изобретение относится к области погрузочно-разгрузочных работ, в частности к способам и устройствам для разгрузки высоковязких и высокозастывающих продуктов из емкостей хранения и транспортирования и может быть использовано для ускорения операций слива продуктов, а также для устранения отложений вязких продуктов на стенках емкостей.
Известен способ разогрева и слива высоковязких продуктов из транспортных и стационарных емкостей, состоящий в том, что осуществляют отбор продукта из емкости, разогревают его во внешнем огневом нагревательном устройстве, возвращают разогретый продукт в емкость с рециркуляцией продукта в емкости до требуемой температуры, после чего производят слив продукта из емкости [патент РФ №2297959, опубл. 27.04.2007, МПК B65D 88/74].
Недостатками способа являются сложная технология процесса, наличие огневого нагревательного устройства, влияющего на пожаробезопасность системы, низкая эффективность, сложность эксплуатации.
Известен способ и реализующая его установка слива вязких продуктов из котлов железнодорожных цистерн, путем индукционного разогрева стенок котлов на частоте промышленной сети. Принцип действия установки основан на механизме преобразования электрической энергии в тепловую энергию разогрева металлической поверхности котла цистерны. Преобразование энергии осуществляется с помощью индукторов поверхностного нагрева - основных функциональных элементов установки. Индукторы размещаются на внешней стороне стенки котла цистерны в ее нижней части, чтобы обеспечить наилучший режим разогрева [www.indnagrev.spb.ru, www.i-heating.com.ru].
Недостатками данного способа являются большие масса и габариты индукторов, отсутствие управляемости процессом нагрева, невысокая эффективность процесса.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ слива вязкого продукта в холодном состоянии из котла железнодорожной цистерны, включающий индукционный низкотемпературный нагрев токами промышленной частоты пристеночного тонкого слоя продукта и последующий слив, при чем в процессе нагрева одновременно пристеночный тонкий слой подвергают вибрации с помощью стенки котла цистерны [Патент РФ №2014280 от 15.06.94, Бюл. №11, МПК 5 B67D 5/00].
Устройство для реализации этого способа путем индукционного низкотемпературного нагрева стенок котла железнодорожной цистерны включает в себя размещенную под тепловым экраном раму с установленным в ней индуктором, состоящим из обмотки и магнитопровода, причем магнитопровод образован из отдельных изогнутых ферромагнитных элементов, каждый из которых имеет полюсы для вибровзаимодействия со стенкой котла цистерн, подпружинен относительно рамы и размещен на ней с охватом обмотки [Патент РФ №2014280 от 15.06.94, Бюл. №11, МПК 5 B67D 5/00].
Недостатками данного способа и устройства являются большие масса и габариты индукторных конструкций, сложность монтажа индукторов при их установке на железнодорожные цистерны, низкая управляемость процессом нагрева, большая величина средних значений тока в индукторе, характерная для индукционных систем, работающих на промышленной частоте, возможность механического разрушения поверхности стенки котла железнодорожной цистерны при вибрационных воздействиях ферромагнитных элементов.
Технической задачей изобретения является повышение кпд процесса разогрева и слива из емкостей продуктов в холодном и вязком состоянии, с обеспечением очистки внутренних поверхностей емкостей от отложений вязких продуктов, за счет уменьшения времени воздействия и снижения расхода электроэнергии.
Поставленная задача достигается тем, что в способе разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, включающем индукционный низкотемпературный нагрев стенок емкости с одновременным вибрационным воздействием на пристеночный тонкий слой продукта и последующий слив продукта, индукционный нагрев и электродинамическое вибрационное воздействие осуществляют импульсным электромагнитным полем повышенной-средней частоты, которое формируется системой индуктор-преобразователь.
Импульсное переменное электромагнитное поле повышенной-средней частоты формируемое системой индуктор-преобразователь создает импульсные вихревые токи в стенках котла емкости и порождает ударное электродинамическое воздействие на стенки котла.
Поставленная выше задача решается также устройством для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии содержащее индукторы, отличающееся тем, что индукторы представляют собой гибкую конструкцию, выполнены из изолированного многожильного медного провода, уложенного в плоскости в один ряд и размещенного в диэлектрическом материале, и устанавливаются на стенки котла емкости, на индукторы подается питание от преобразователя, генерирующего импульсы тока повышенной-средней частоты с крутым фронтом нарастания импульса, причем частота импульсов тока и крутизна фронта нарастания импульсов тока в индукторе определяется параметрами индуктора и коммутационного контура преобразователя.
На фиг.1 представлено схематично устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, содержащее индукторы 1, выполненные из изолированного многожильного медного провода 2, уложенного в плоскости в один ряд и размещенного в диэлектрическом материале 3. Индукторы 1 установлены на стенки 4 котла емкости. На индукторы подается питание от преобразователя 5.
На фиг.2 показан пример временных диаграмм импульсов тока повышенной частоты с крутым фронтом нарастания импульса.
Устройство работает следующим образом. Индукторы 1 размещают на стенках котла емкости (предпочтительно в нижней части котла для формирования интенсивной свободной конвекции вязкого продукта и его скорейшего разогрева). От преобразователя 5 подается питание на 1. Импульсные токи, генерируемые преобразователем 5 в индукторах 1 создают импульсное переменное электромагнитное поле повышенной-средней частоты, которое в свою очередь индуцирует импульсные вихревые токи в стенках 4 котла емкости. Под воздействием импульсных вихревых токов стенки 4 котла нагреваются и передают тепло вязкому продукту, находящемуся внутри котла железнодорожной цистерны. Кроме того, воздействие на стенки котла импульсных токов повышенной-средней частоты с крутым фронтом создает ударные электродинамические вибрации стенок котла, что способствует разрушению пограничного слоя вязкого продукта и ускорению процесса слива продукта. Предлагаемое устройство позволяет регулировать частоту следования импульсов и задавать требуемую энергию импульса.
1. Способ разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, включающий индукционный низкотемпературный нагрев стенок емкости с одновременным вибрационным воздействием на пристеночный тонкий слой продукта и последующий слив продукта, отличающийся тем, что индукционный нагрев и электродинамическое вибрационное воздействие осуществляются импульсным электромагнитным полем повышенной-средней частоты, которое формируется системой индуктор-преобразователь.
2. Устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, содержащее индукторы, отличающееся тем, что индукторы представляют собой гибкую конструкцию, выполнены из изолированного многожильного медного провода, уложенного в плоскости в один ряд и размещенного в диэлектрическом материале, и устанавливаются на стенки котла емкости, на индукторы подается питание от преобразователя, генерирующего импульсы тока повышенной-средней частоты с крутым фронтом нарастания импульса, причем частота импульсов тока и крутизна фронта нарастания импульсов тока в индукторе определяется параметрами индуктора и коммутационного контура преобразователя.
