Пристрій для розігріву парою нафтопродуктів, що тверднуть, у залізничних цистернах

1 Пристрій для розігріву парою нафтопродуктів, що тверднуть, у залізничних цистернах, який містить вертикальну штангу, торець якої з'єднаний з паророзподільником, у якому розміщені пароструминні апарати, і два паропроводи, одним з яких є штанга, а другий розміщений паралельно штанзі, а також засоби для перекривання пари в паропроводах, який відрізняється тим, що під паророзподільником розміщений нагрівальний елемент, підключений до другого паропроводу 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що нагрівальний елемент виконаний у вигляді трубчастого торцевого змійовика 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що нагрівальний елемент виконаний у вигляді трубчастої плоскої спіралі 4 Пристрій за пп 1-3, який відрізняється тим, що проекція контуру нагрівального елемента на контур паророзподільника більше або рівна йому 5 Пристрій за пп 1-3, який відрізняється тим, що зазор між площинами нагрівального елемента і паророзподільника складає 2-5 діаметрів трубки нагрівального елемента Винахід стосується механізації вантажнорозвантажувальних робіт і може бути використаний для розігріву та зливу із залізничних цистерн нафтопродуктів, що тверднуть, зокрема мазута, переважно в холодний період року Відомий пристрій для розігріву парою застигаючих продуктів у МІСТКОСТІ, який містить підйомноопускну штангу і зв'язаний з нею паророзподільник, який включає корпус з утвореним у ньому соплом Лаваля /див а с СРСР №1306849 кл B65D88/74/ Паророзподільник даного пристрою містить рухомі і нерухомі елементи, розташовані в його корпусі Приводи рухомих елементів за допомогою тяг зв'язані з зубчастим колесом, що знаходиться поза цистерною, встановленим на штанзі й оснащеним рукояткою обертання Зміною положення рухомих елементів відносно нерухомих забезпечується зміна напряму каналів паровипускання уздовж осі штанги або перпендикулярно їй Працює пристрій таким чином У вихідному положенні відкрито канал, направлений уздовж осі штанги Пристрій вводять у цистерну до зіткнення його з поверхнею застиглого продукту і подають пару під тиском Пара, виходя чи через вертикальний вихідний канал, розігріває застиглий продукт під паророзподільником, і пристрій занурюється в товщу нафтопродукту під дією сили тяжіння Після розігріву зливного клапана і його відкриття, рукояткою обертання зубчастого колеса змінюють положення рухомих елементів у паророзподільнику При цьому діючий раніше канал закривається і відкриваються канали у формі сопел Лаваля, направлені перпендикулярно осі штанги у бік днищ цистерни Пара, виходячи з сопел Лаваля з надзвуковою швидкістю, розігріває основну масу застиглого продукту по всій цистерні Недоліком описаного пристрою є складність та невисока надійність його конструкції Другим недоліком цього пристрою є висока ступінь обводнення злитого з цистерни продукту Це обумовлено тим, що як теплоносій при розігріванні використовується гостра пара Основним недоліком цього пристрою є те, що гостра пара, що б'є з вертикального сопла в застиглий продукт, утворює у цистерні і в оточуючому й просторі буру хмару суміші пари з частинками продукту, що забруднює оточуючий простір і порушує умови безпечної роботи оператора Найбільш близьким до технічного рішення, що ю о 2105 заявляється, є парова фурма для розігріву нафти і в'язких нафтопродуктів у залізничних вагонахцистернах, яка містить автономний тракт для подачі теплоносія у вигляді вертикальної штанги, на торці якої розташована паророзподільна коробка з встановленою у ній парною КІЛЬКІСТЮ струминних апаратів у вигляді ежекторів з соплом Лаваля, і другий автономний тракт для подачі теплоносія, розміщений паралельно штанзі і поряд з нею, а також засоби для перекривання пари в трактах для теплоносія /див пат України №48001 кл B65D88/74/ На торці другого автономного тракту для подачі теплоносія розміщені торцеві сопла, направлені уздовж штанги Пароструминні апарати, встановлені в паророзподільній коробці, направлені горизонтально, у боки обох днищ цистерни Для розігріву затверділих у цистерні нафтопродуктів відкривають верхній люк цистерни, за допомогою підйомно-поворотного стояка опускають фурму в люк цистерни, підключають фурму до стаціонарного паропроводу Потім відкривають кульовий кран на другому автономному тракті Гостра пара через торцеві сопла починає розігрівати нафтопродукт під паророзподільною коробкою Після ПОВНОГО занурювання паророзподільної коробки у розігрітий нафтопродукт, оператор поворотом кульового крана на першому паропроводі відкриває доступ пари у пароструминні апарати Потоки насиченої пари, що виходять із сопел Лаваля з надзвуковою швидкістю, починають розігрівати всю масу затверділого нафтопродукту від центра до днищ цистерни Після розігріву всього стовпа нафтопродукту від верхнього рівня до зливного клапана, подачу пари на торцеві сопла припиняють за допомогою кульового крана на другому автономному тракті Подальший розігрів нафтопродуктів здійснюють за допомогою горизонтальних пароструминних апаратів Злив розігрітих продуктів проводять через відкритий зливний люк за допомогою насосів примусової відкачки Перевагою парової фурми у порівнянні з описаним раніше пристроєм для розігріву є простота, низька вартість і висока надійність конструкції Проте основні недоліки - забруднення навколишнього середовища і висока ступінь обводнення розігрітого нафтопродукту - властиві і даному технічному рішенню В основу технічного рішення, що пропонується, поставлено задачу розробити пристрій для розігріву парою нафтопродуктів, що тверднуть, у залізничних цистернах, в якому шляхом розміщення під паророзподільником нагрівального елемента, підключеного до паропроводу, забезпечити за рахунок ди глухої пари екологічно чисту зміну реологічних властивостей затверділих нафтопродуктів Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для розігріву парою нафтопродуктів що тверднуть, у залізничних цистернах, який містить вертикальну штангу, торець якої з'єднаний з паророзподільником, у якому розміщені пароструминні апарати, і два паропроводи, одним з яких є штанга, а другий розміщений паралельно штанзі, 4 а також засоби для перекривання пари в паропроводах, згідно з винаходом, що пропонується, під паророзподільником розміщений нагрівальний елемент, підключений до другого паропроводу Задача вирішується також тим, що нагрівальний елемент у пристрої виконаний у вигляді трубчастої плоскої спіралі, проекція контуру нагрівального елемента на контур паророзподільника більша або рівна йому, зазор міх площинами нагрівального елемента і паророзподільника складає 2-5 діаметрів трубки нагрівального елемента Винахід, що пропонується, приведений на кресленнях, де на фіг 1 показаний загальний вигляд пристрою, на фіг 2 - вигляд по А-А на нагрівальний елемент у вигляді торцевого змійовика Пристрій, що пропонується, для розігріву парою нафтопродуктів, що тверднуть, у залізничних цистернах містить вертикальну штангу-паропровід 1, паророзподільник 2, пароструминні апарати З, другий паропровід 4, нагрівальний елемент 5, засіб 6 (кульовий кран) для перекривання пари на штанзі-паропроводі 1, засіб 7 (кульовий кран) для перекривання пари на другому паропроводі 4, розняття 8 для підключення штанги-паропроводу 1 до магістрального паропроводу, розняття 9 для підключення до споживача або утилізатора тари, що виходить з нагрівального елемента 5 Штанга-паропровід 1 виконана з металевої труби з увареним у верхній частині, доступної для оператора, який знаходиться на цистерні, кульовим краном 6 У верхній частині штанги є пристрій для з'єднання м з підйомно-поворотним стояком /на кресленні не приведені/ Нижній торець штанги-паропроводу 1 з'єднаний з паророзподільником 2, в якому встановлена парна КІЛЬКІСТЬ пароструминних апаратів Апарати З розміщені горизонтально і орієнтовані в боки обох днищ цистерни Як струминні апарати використані ежектори а соплом Лаваля Під паророзподільником 2 розміщений нагрівальний елемент 5, підключений до другого паропроводу 4 Паропровід 4 верхнім кінцем уварений в штангупаропровід 1 і має у верхній частині уварений кульовий кран 7 Нагрівальний елемент 5 виконаний з нержавіючої трубки у вигляді торцевого змійовика Внутрішній діаметр трубки вибраний з розрахунку виділення нагрівальним елементом 5 КІЛЬКОСТІ тепла за одиницю часу, необхідного для розігріву нафтопродукту У даному пристрої він складає 11,6мм Довжина трубки дорівнює 460мм Нагрівальний елемент 5 може бути виконаний також у вигляді трубчастої плоскої спіралі, або будь-якої іншої форми Розміри контуру нагрівального елемента 5 повинні бути не меншими розмірів контуру паророзподільника 2 Розміщений нагрівальний елемент 5 і закріплений на паророзподільнику 2 таким чином, щоб проекція контуру нагрівального елемента на контур паророзподільника була більша або дорівнювала йому Це визначається тим, щоб розігрітий нагрівальним елементом стовп застиглого раніше нафтопродукту дозволяв безперешкодно занурюватися усьому пристрою углиб цистерни Нагрівальний елемент 5 установлений від па 2105 ророзподільника 2 на відстані 2-5 діаметрів трубки нагрівального елемента Зазор не менше 2-х діаметрів трубки вибраний з розрахунку цистерни працюючого пристрою Зазор більше 5 діаметрів трубки помітно збільшить відстань від дна цистерни до сопел струминних апаратів 3 і буде визначати підвищену КІЛЬКІСТЬ незлитого нафтопродукту або твердих осадків на дні цистерни Працює пристрій, що пропонується, таким чином Установлюють цистерну на площадці для зливу нафтопродуктів Відкривають люк заливної горловини цистерни і за допомогою підйомноповоротного стояка опускають пристрій для розігріву на затверділий нафтопродукт За допомогою розняття 8 підключають штангу-паропровід 1 до магістрального паропроводу, а за допомогою розняття 9 підключають вихідну гілку нагрівального елемента 5 до споживача або утилізатора відпрацьованої пари Відкривають кульовий кран 7, і пара по паропроводі 4 спрямовується у нагрівальний елемент 5 Від високої температури нагрітого глухою парою нагрівального елемента 5 затверділий нафтопродукт змінює свої реологічні властивості, зокрема в'язкість, І пристрій під дією власної ваги занурюється у нафтопродукт у напрямку до зливного клапана цистерни Після ТОГО, ЯК паророзподільник зануриться у нафтопродукт, оператор відкриває кульовий кран 6, і вмикаються струминні апарати З Пара, виходячи з сопел Лаваля з надзвуковою швидкістю і ежектуючи уже розігрітим нагрівальним елементом 5 нафтопродукт, перетворюється у гарячі потоки нафтопродукту з високою енергією, здатні розігрівати маси затверділого нафтопродукту на відстані, сумірні з розмірами цистерни При цьому кульовим краном 7 перекривають надходження пари до нагрівального елемента 5, і подальший розігрів нафтопродуктів здійснюється тільки струминними апаратами З Відкривають зливний клапан і включають насоси примусової відкачки Під час зливу розігрітого нафтопродукту оператор може періодично припиняти і поновлювати роботу струминних апаратів З у залежності від стану нафтопродукту в цистерні Коли нафтопродукт злитий настільки, що оголився паророзподільник 2, робота струминних апаратів припиняється поворотом крана 6 Розняття 8 і 9 від'єднуються, пристрій для розігріву виймається з цистерни Пристрій, що пропонується, для розігріву парою нафтопродуктів, що тверднуть, у залізничних цистернах, у порівнянні з відомими технічними рішеннями аналогічного призначення має такі переваги зручний в експлуатації, не призводить до забруднення зовнішнього середовища і порушення техніки безпеки через відсутність фонтануючої брудної пари, нескладний і недорогий у виготовленні, зменшує ступінь обводнення розігрітих нафтопродуктів за рахунок використання частини теплоносія у вигляді глухої пари Виг. по А-А «іг.2 Комп ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8 м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності', вул Сім і Хохлових, 15, м Київ, 04119