Нагреватель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУВЛИК ЫЙ КОМИТЕТ ГОСУДАРСТВЕ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ ССС ЯМ И ОТКРЫТИЯМ НИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(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 О 88/74, 1988,Авторское свидетельство СССР М 1597334, кл. В 65 О 88/74, 1988,Авторское свидетельство СССР М 17288, кл. Р 28 О 1/04, 1929.Авторское свидетельство СССР йг 1640056, кл. В 65 О 88/74, 1989.Авторское свидетельство СССР М 1567457, кл. Р 24 Н 7/04, 1987,РР(57) 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 матер. дэла и внутренний объем ее разделен перемычкой 141759768 3140 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 железнодорожномтранспорте (в цистернах),Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик и упрощение" конструкции нагревателя. При этом обеспечивается устранение вероятности возгорания раэогреваемого продукта и увеличениеобьема теплоемкой массы для ускоренногоразогрева застывшего продукта,На фиг. 1 изображен нагреватель (гирляндовый); на фиг, 2 - то же, вид сбоку; нафиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2; на фиг,4 - узел1 на фиг. 3; на фиг, 5 - разрез Б - Б на фиг. 4;на фиг, 6 - схема размещениянагревателя(гирляндового) в цистерне в начальной стадии разогрева продукта, вид спереди; нафиг, 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 - тоже, вид сбоку,Нагреватель содержит теплообменник- составные идентичные секции 1 (фиг, 1 и2), последовательно соединенные друг сдругом посредством спаренных промежутков трубопроводов 2 и 3 с двумя осями воащения, кронштейнов 4 с конусообразнымигнездами и отверстиями, сообщенными сполостями секций, механизм натяжения 5,нижнюю периферийную секцию 6, снабженную коленообразным переходником 7 дляотсечения циркуляции теплоносителя,верхнюю периферийную секцию 8 с крышкой 9, снабженную ушками 10 для гибкойподвески 13 грузоподъемного устройстваи элементами подключения гибких трубопроводов 11 и 12 для теплоносителя (на фиг,1 стрелками показано движение теплоносителя "пар" и "обрат" ). Корпус каждойсекции 1 выполнен из теплоемкого мате 5 10 15 20 25 ф 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 резь- бовой 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 на 1759768В 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 обьемную 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,По мере разогрева граница между горячим и холодным продуктами опускается, 10 15 20 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 позволяетразогревать и наиболее удаленные участкицистерны, На фиг. 8, 9 показаны схемы раз- .мещения нагревателя (теплообменника) настадии окончания разогрева, конца секции1 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 обьема теплоемкой массы с целью своевременного разогрева застывшего иродута 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 1принята в форме куба с размером каждой стороны в 300 мм. Длина промежуточного шарнирного трубопровода тоже равна 300 30 мм, с учетом воэможности, чтобы секциинагревателя (теплообменника) могли складываться друг с другом. Исходя из этих условий, нагревающая поверхность секцииисчисляется в размере 0,5 м, Используяг35 рекомендации - "чтобы необходимо располагать подогреватель по нижней образующей цистерны и увеличить его поверхностьдо 30 мг", получим, что необходимо иметьсекций в количестве 60 шт. Шаг гирлянды40 равен 0,6 м. Отсюда получают общую длинугирляндового нагревателя в размере 36 м.Чтобы уменьшить длину гирляндового нагревателя примерно в 2 раза, при этом сохраняя обоую площадь поверхности45 нагрева (30 м ), то можно секции нагревателя выполнять с гофрами на боковых поверхностях(не показано). При высоте гофр 30 мми при количестве их 5 единиц на каждойбоковой стороне секции площадь поверхно 50 сти нагрева секции увеличится на 0,9 м,гОтсюда определяется необходимое количество секций в гирлянде - 33. за счет чегов итоге получается величина общей длинынагревателя в размере 21 м. Это значит, что55 нагреватель (теплообменник) расположится по нижней образующей цистерны в 2,5ряда, Эти приведенные цифры болееприемлемы с точки зрения удобства иоблегчения в использовании нагревателяПосле завершения процесса разогревазастывшего продукта нагреватель (теплообменник) извлекают наружу подъемным механизмом 30 и развешивают по фронтуприемноразгрузочной эстакады на вешалках-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, которые перемещаются по укосине с помощьюроликовых опор. Секции нагревателя навешивают на крючки посредством шарнирных колец 35, прикрепленных к каждойшестой секции нагревателя (не изображено, на фиг, 11 нагреватель гирляндовыйпоказан в исходной позиции перед загрузкой его в цистерну).Изобретение позволяет ускорить процесс разогрева застывшего продукта и его 20своевременного опорожнения из емкости(цистерны),Формула изобретенияНагреватель преимущественно для разогрева застывшего продукта, включающий 25закрепленный на гибкой подвеске теплообменник, о т л и ч а ю щ и й с я 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 тепло- емкого 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..1759768Составитель В,Шипов Редактор Л.Волкова Техред М,Моргентал Корректор .СоколоваН. Соколов Заказ 3150 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1011 роизводственн