Пристрій для нагрівання

1 Пристрій для нагрівання, що містить розташовані всередині теплоізольованого трубопроводу електронагрівні елементи, який відрізняється тим, що трубопровід торцевими фланцями СПІВВІСно герметично з'єднаний з циліндричним корпусом, а електронагрівні елементи виконані у вигляді концентрично встановленої в корпусі індуктивної електричної машини з турбіною на валу ротора, обведені навколо полюсів магнітопровідних сердечників замкнуті обмотки статора машини розташовані з утворенням зазорів між суміжними по колу замкнутими обмотками, сумарна площа перерізу цих зазорів не менша від площі перерізу трубопроводу, при цьому між торцями трубопроводу і корпусу встановлені розтруби з концентричних зовнішнього і внутрішнього конусів 2 Пристрій для нагрівання по п 1, який відрізняється тим, що замкнуті обмотки статора виконані з провідника суцільного перерізу Винахід відноситься до обладнання газорозподільної станції подачі газу населеним пунктам та промисловим підприємствам з редукуванням високого тиску газу в магістральному газопроводі 1,2-7,5Мпа до низького тиску споживання, ВІДПОВІДНО, 0,1-5,5МПа і призначений для підігрівання газу перед вузлом редукування, оскільки не підігрітому газу внаслідок значного перепаду тиску до і після редукування властиве пдратоутворення, небезпечне примерзанням взаємно контактних елементів виконавчих приладів редукування і виводом їх з ладу /див книжку УДК 622 691/035/ А А Руднік "Довідник працівника газотранспортного підприємства" Київ "Росток", 2001 р Стор318331/ Однак, недоліком аналога є значне споживання електроенергії внаслідок втрат на наскрізне прогрівати стінок трубопроводу через зовнішнє розташування електронагрівних елементів відносно порожнини трубопроводу, що знижує ефективність газотранспортної магістралі в цілому Відомий також, вибраний як прототип за більшістю співпадаючих суттєвих ознак, пристрій для нагрівання трубопроводу, що містить розташований всередині теплоізольованого трубопроводу корпус з електронагрівними струмонесучими елементами, підключеними до джерела живлення, при цьому корпус виконаний гофрованим з термостійкого матеріалу, а струмонесучі елементи встановлені уздовж вершин гофрів корпуса /див ОВ до а с №1046570, кл P16L53/00/ В процесі використання прототипу від струмонесучих елементів нагріваються гофри корпуса, які віддають тепло порожнині трубопроводу, тобто, безпосередньо підігрівають газ, тому, в порівнянні з аналогом, прототип ефективніший внаслідок усунення втрат електроенергії на наскрізне прогрівання стінок трубопроводу Однак, недоліком прототипу залишаються значні затрати електроенергії на відігрівання газу в трубопроводі Задачею винаходу є створення пристрою для нагрівання, який дозволив би підвищити ефективність газотранспортної магістралі за рахунок усунення енергетичних затрат ва підігрівання газу в Відомий, ЯК аналог, трубопровід з ЗОВНІШНІМ електронагріванням, що містить власне трубопровід з теплоізоляцією, розташовані між ними електронагрівні елементи, підключені окремими групами до джерела живлення, і ЗОВНІШНІЙ шар гідроізоляції, при цьому довжина кожного електронагрівного елементу наступної групи менша від однойменної довжини попередньої групи на величину, пропорційну втраті напруги в проводах живлення /див опис винаходу СРСР до а с №1221458, кл P16L53/00, 1984р/ В процесі використання аналога за рахунок поокремого живлення груп електронагрівних елементів досягають певного зниження витрат електроенергії на підігрівання трубопроводу (О со 00 ю 58361 трубопроводі Для вирішення поставленної задачі в пристрої, що містить розташовані всередині тепло ізольованого трубопроводу елеісгронагрівні елементи, містить нові, згідно з винаходом, трубопровід торцевими фланцями СПІВВІСНО герметично з'єднаний з циліндричним корпусом, а електронагрівні елементи виконані у вигляді концентричне встановленої в корпусі індуктивної електричної машини з турбіною на валу ротора, обведені навколо полюсів магнітопровідних сердечників замкнуті обмотки статора машини розташовані з утворенням зазорів між суміжники по колу замкнутими обмотками, сумарна площа перетину цих зазорів не менша від площі перетину трубопроводу, для чого між торцями трубопроводу і корпусу встановлені розтруби з концентричних зовнішнього і внутрішнього конусів, при цьому замкнуті обмотки статора виконані з провідника суцільного перетину, а не з окремих взаємно ізольованих паралельних дротин, як в традиційних електричних машинахЗапропонований пристрій для нагрівання встановлюють в магістралі високого тиску газопроводу перед вузлом редукування Внаслідок значного перепаду тисків до і після редукування, в середньому, же менше 2МПа, напір потоку газу обертає турбіну разом з ротором індуктивної електричної машини - багатополюсним постійним магнітом, його магнітні силові лінії перетинають статорні замкнуті обмотки, в яких індукуються струми значної величини, нагріваючи їх Тобто, в замкнутих витках статора йде безпосереднє без втрат перетворення електричної енергії машини в теплову Газ, проходячи через зазори між замкнутими обмотками статора, Нагрівається від теплопровідних елементів і поверхонь замкнутих витків, одночасно охолоджуючи їх і запобігаючи їх руйнуванню від перегріву Нагрітий газ поступає на виконавчі прилади редукування без можливості пдратоутворення, що забезпечує надійну роботу приладів редукування Отже, нова сукупність суттєвих ознак, в порівнянні з прототипом, усуває енергетичні затрати на підігрівання газу в трубопроводі, що підвищує ефективність газотранспортної магістралі у ВІДПОВІДНОСТІ до завдання винаходу Суть винаходу пояснюється кресленнями, де, на фіг 1 зображений загальний вид пристрою для нагрівання, на фіг 2 - перетин по стрілці А-А фіг 1, на фіг 3 - перетин по стрілці Б-Б фіг 1, на фіг 4 - перетин ио стрілці В-В фіг 1 Трубопровід 1 /фіг 1/ перед вузлом редукування обладнаний циліндричним корпусом 2, СПІВВІСно герметично з'єднаним з трубопроводом 1 з обох торців фланцями 3 і 4 через розтруби з концентричних зовнішнього 5 і внутрішнього 6 конусів Площа перетину порожнини кожного розтрубу рівна площі перетину трубопроводу 1 Порожнина першого по ходу струї газу розтрубу - лівого на вході в порожнину корпуса 2 обладнана радіальними струєвирівнювачами 7 /фіг 1 і 2/, розташованими по колу, наприклад, через 30°, що служать для розділення і скерування струї газу і конструкційне з'єднують конуси 5 і 6 розтрубу В порожнині правого розтрубу /фіг1/ на виході з корпусу 2 встановлено не менше трьох з'єднувальних радіальних ребер 8 За струєвирівнювачами 7 знаходиться турбіна 9 /фіг 1 і 3/, нерухомо прикріплена гвинтами 10 до ротора індуктивної електричної машини Ротор - багатополюсний постійний магніт - складається з постійних магнітів 11 /фіг1 і 4/, залитих в суцільний електропровідний матеріал 12, наприклад, алюміній КІНЦІ пустотілого ротора вала /фіг1/ через підшипники 13 з можливістю обертання спряжені з внутрішнім конусом 6 розтрубів Ротор з незначним радіальним зазором охоплений статором машини, який складається з ізольованих від корпуса 2 прокладкою 14 нерухомих поперечних магнітопровідних пластин сердечника 15 /фіг 1 і 4/, наприклад, шестиполюсного, кожний виступ якого через ізоляційну прокладку 16 обведений замкнутою обмоткою 17 з провідника суцільного перетину Між суміжними по колу замкнутими обмотками 17 наявні зазори 18 /фіг 4/, сумарна площа перетину яких не менша від площі перетину трубопроводу 1 Пристрій для нагрівання працює наступним чином Внаслідок значного перепаду тиску газу до і після редукування напір струї газу на виході зі струєвирівнювачів 7 /фіг1/ обертає турбіну 9 разом з ротором машини Магнітні силові лінії ротора перетинають статорні замкнуті обмотки 17, в яких індукуються струми значної величини, нагріваючи елементи індуктивної електричної навики Тобто, в замкнутих витках йде безпосереднє без втрат перетворення електричної енергії машини в теплову Паз, проходячи через зазори 18 /фіг 4/ між полюсами статора, нагрівається від теплопровідних елементів витків замкнутих обмоток 17, одночасно охолоджуючи їх і запобігаючи їх руйнуванню від перегріву Нагрітий газ з правого розтрубу /фіг1/ поступає на виконавчі прилади редукування без пдратоутворення, що забезпечує надійну роботу приладів редукування без будь-яких ЗОВНІШНІХ енергетичних втрат на нагрівання газу в трубопроводі 58361 ФСг.З і? Фі? 4 Комп'ютерна верстка О Воробей Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна