Устройство для разогрева вязких жидкостей в емкости

Устройство для разогрева вязких жидкостей в емкости

Реферат

 

Изобретение относится к разогреву и сливу вязких жидкостей и может быть использовано для слива, например, битума из железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей. Целью изобретения является интенсификация процесса разогрева загустевших жидкостей, в том числе горючих, и снижение расхода электроэнергии, что обеспечивает сокращение времени разгрузки транспортных емкостей. Поставленная цель достигается тем, что для перемешивания разогреваемых нефтепродуктов используются ультразвуковые колебания частотой, максимально воздействующей на молекулы нефтепродуктов. Устройство разогрева, состоящее из ТЭНов и излучателей ультразвуковых колебаний, подключенное к генератору УКВ, позволяет значительно интенсифицировать процесс разогрева и уменьшить расход электроэнергии. 1 ил.

Изобретение относится к разогреву и сливу вязких жидкостей и может быть использовано для слива, например, битума из железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей.

Известные устройства разогрева и слива загустевших жидкостей (нефтепродуктов) достигают поставленной цели за счет нагрева этих жидкостей термоэлектронагревателями (ТЭНами) [1-5] Для нефтепродуктов существуют ограничения по температуре нагрева, выше которой происходит их окисление, т.е. потеря качества. Учитывая величину массы загустевшей жидкости в железнодорожной цистерне, необходимо использовать ТЭНы большой мощности. Использование ТЭНов такой мощности приведет обязательно к окислению нефтепродуктов, непосредственно примыкающих к ТЭНам, а также к значительному расходу электрической энергии.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для подогрева вязких жидкостей в железнодорожных цистернах, используются гибкие электронагреватели, каждый из которых состоит из пакета пластинчатых электродов, соединенных стяжками с возможностью взаимных продольных перемещений. В нижней части пакетов закреплены гибкие трубопроводы с форсунками для подачи сжатого воздуха с целью ускорения слива подогреваемых вязких жидкостей. Однако использование компрессора для получения сжатого воздуха, его подогрев, наличие форсунок, которые необходимо продувать, а может и промывать, приводят к усложнению устройства подогрева, а значит, и к снижению надежности. Кроме того, такой разогрев связан со значительным расходом электроэнергии и повышению стоимости [6] Цель изобретения интенсификация процесса разогрева загустевших жидкостей, в том числе и горючих, что обеспечивает сокращение времени разгрузки транспортных емкостей.

Поставленная цель достигается тем, что для перемешивания разогреваемых нефтепродуктов используются ультразвуковые колебания частотой, максимально воздействующей на молекулы нефтепродуктов. Устройство разогрева, состоящее из ТЭНов и излучателей ультразвуковых колебаний, подключенных к генератору УКВ, позволяет значительно интенсифицировать процесс разогрева и уменьшить расход электроэнергии.

В сравнении с прототипом предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено расположенными между электронагревателями излучателями ультразвука, соединенными с генератором УКВ, при этом электронагреватели и излучатели ультразвука установлены с возможностью перемещения вдоль стойки по направляющим, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

Сравнение с другими техническими решениями позволило выявить, что известно применение ультразвука для различных целей, где используются физическое, химическое или биологическое действия ультразвука. Ультразвуковая кавитация, возбуждаемая в жидкой среде, производит физические и химические действия, такие, как дегазация, гомогенизация, диспергирование, эмульгирование, деполимеризация высокомолекулярных материалов и др. Энергия механических колебаний ультразвуковой частоты используется в промышленности также для обработки твердых материалов, пайки алюминия, ультразвуковой сварки и резания металлов, для очистки загрязненных материалов и т.д. В предлагаемом устройстве разогрева ультразвук используется для перемешивания и одновременного разогрева загустевших жидкостей, что соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже показано предлагаемое устройство.

С монтажной площадки, закрепленной на опоре, посредством подъемного механизма в железнодорожную цистерну 1 с загустевшей жидкостью 2 опускается устройство разогрева, состоящее из металлической трубки 3, на конце которой размещен основной нагреватель (ТЭН) 4, ультразвуковых излучателей 5, подсоединенных к генератору УКВ с помощью кабеля 6, дополнительных нагревателей (ТЭНов) 7, расположенных рядом с излучателями. Другой вывод генератора соединения с корпусом цистерны и является заземлением.

Устройство работает следующим образом.

Через горловину в цистерну с загустевшей жидкостью (например, с битумом) опускают устройство разогрева и включают основный и дополнительные нагреватели в сеть. В процессе разогрева нефтепродукта устройство под собственной тяжестью опускается до основания цистерны. После этого включается генератор УКВ и запускает в работу первые два излучателя 5, что позволяет интенсифицировать процесс разогрева путем перемешивания нефтепродуктов. Слив нефтепродукта осуществляется через сливное отверстие 8 цистерны самотеком или с помощью насоса. Под собственной тяжестью и посредством шарнирных механизмов излучатели с дополнительными нагревателями по направляющим перемещаются вдоль дна системы в разные стороны. При погружении в нефтепродукт второй пары излучателей с дополнительными нагревателями они также включаются в работу и ускоряют процесс разогрева, при этом нагрев загустевшей жидкости осуществляется по всей длине цистерны.

Форма несущей конструкции нагревателя в виде трубы предусматривает при необходимости слив разогреваемой жидкости с помощью насоса через горловину цистерны.

П р и м е р. В лабораторных условиях проводилось исследование нагрева битума объемом 1,5 л. Начальная температура битума, расположенного в бачке УКВ генератора УЗГ-0,25-1, составляла 17^оС. В битум опускался ТЭН мощностью 500 Вт и производился нагрев битума до 100^оС. Время нагрева при этом составило 1 ч 5 мин. При повторном опыте нагрев битума производился также от 17 до 100^оС, однако при этом одновременно с ТЭНом включался в работу излучатель УКВ-генератора мощностью 80 Вт. Время нагрева битума во втором опыте составило 30 мин.

Таким образом, описанный способ для разогрева с перемешиванием загустевших жидкостей позволяет значительно интенсифицировать процесс нагрева нефтепродуктов в емкостях без их окисления.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ В ЕМКОСТИ, включающее стойку с шарнирно закрепленными по обе ее стороны электронагревателями, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными между электронагревателями излучателями ультразвука, соединенными с генератором УКВ, при этом электронагреватели и излучатели ультразвука установлены с возможностью перемещения вдоль стойки по направляющим.

РИСУНКИ

Рисунок 1