Пароструминний нагрівач

1 Пароструминний нагрівач, що містить паропровід з нагрівачем, виконаним у вигляді штанги, сполученої з розподільниками пари, що мають елементи для закриття отворів, надіту на штангу трубу з тягою і пару відкидних труб, які шарнірно пов'язані з розподільниками пари, і які мають сопла на КІНЦІ, який відрізняється тим, що нагрівач додатково містить другу пару відкидних труб, що є шарнірним відгалуженням першої пари труб, і які Винахід відноситься до техніки розігрівання застигаючих рідин і може бути використаний на зливних естакадах, наприклад, при зливанні мазуту із залізничних цистерн Відомий пристрій для розігрівання в'язких нафтопродуктів в цистерні парою, що містить вертикальну штангу і сполучені за допомогою розподільників пари ВІДКИДНІ труби з соплами на КІНЦІ, причому в кожному розподільнику пари на боці, зверненому до ВІДПОВІДНОГО торця цистерни, виконаний отвір із закриваючим елементом, а ВІДКИДНІ труби пов'язані з останнім з можливістю закриття вказаного отвору при розкладанні [1] Однак такий пристрій не забезпечує експлуатаційну надійність і ефективність процесу розігрівання, оскільки роботи по розігріванню проводяться вручну, а подавати пару в зону скупчення твердих осадків на дні цистерни неможливо Як прототип вибраний парострумінний нагрівач, виконаний у вигляді пристрою для розігрівання в'язких нафтопродуктів в цистерні парою [2] Пристрій прототипу містить вертикальну штангу і сполучену з нею за допомогою розподільників па вш мають сопла на КІНЦІ, при цьому кожна відкидна труба з другої пари труб по відношенню до кожної відкидної труби з першої пари труб виконана з можливістю повороту і фіксації його положення, а в кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб на боці, протилежному від штанги нагрівача, виконані соплові отвори різних діаметрів, величина яких збільшується від місця шарнірного приєднання труби з розподільником пари до кінця труби 2 Пароструминний нагрівач по п 1, який відрізняється тим, що друга пара відкидних труб пов'язана з трубою з тягою гнучким зв'язком 3 Пароструминний нагрівач по п 1, який відрізняється тим, що в кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб відстані між центрами суміжних соплових отворів збільшуються від місця шарнірного приєднання труби з розподільником пари до кінця труби 4 Пароструминний нагрівач по п 1, який відрізняється тим, що в кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб виконаний один сопловий отвір ри одну пару відкидних труб з соплами на КІНЦІ, причому в кожному розподільнику пари на стороні, зверненій до ВІДПОВІДНОГО торця цистерни, виконаний отвір з елементом, що закривається, а пара відкидних труб пов'язана з останнім з можливістю закриття вказаного отвору при розкладанні Крім того, в нижній частині елемента розподільника пари, що закривається, який сполучений за допомогою штанги з паропроводом, виконаний отвір При цьому кожна відкидна труба в МІСЦІ приєднання до розподільника пари має зігнену дільницю, яка дорівнює 1/3 довжини відкидної труби, в КІНЦІ якої розташоване сопло, причому ВІДКИДНІ труби встановлені з можливістю повороту на кут, що перевищує 90° Недоліком пристрою прототипу є те, що виконання відкидних труб з приєднанням їх безпосередньо до розподільників пари знижує експлуатаційну надійність всього пристрою, оскільки таке конструктивне виконання не дозволяє фіксувати оптимальне розташування на них сопел, а також створювати жорстку конструкцію, необхідну при контакті з корпусом цистерни со 43772 Крім цього, заміна і правильне встановлення сопел в пристрої прототипу вимагає складних монтажних операцій, що, в свою чергу, негативно позначається на ефективності використання пристрою загалом До того ж, конструкція штанги з встановленим на ній штуцером для приєднання паропровода не дозволяє механізувати процес введення, маніпулювання і витягання пароструминного нагрівача, що призводить виключно до ручної роботи, тобто до низької ефективності процесу розігрівання застиглої рідини в цистерні В основу винаходу поставлена задача створення оптимального режиму розігрівання застиглих рідин по всьому об'єму цистерни, як в придонній частині, так і на торцевих дільницях цистерни з урахуванням и геометрії і погод них умов проведення процесу за рахунок створення ефективних локальних напрямів руху пари і його розподілу (тиску і концентрації) по об'єму цистерни, а також скорочення часу і КІЛЬКОСТІ операцій по зливанню розігрітої рідини Поставлена задача вирішується тим, що пароструминний нагрівач, що містить паропровід з нагрівачом, виконаним у вигляді штанги, сполученої з розподільниками пари, що мають елементи для закриття отворів, надіту на штангу трубу з тягою і пару відкидних труб, які шарнірно пов'язані з розподільниками пари, і які мають сопла на КІНЦІ, відрізняється тим, що нагрівач додатково містить другу пару відкидних труб, що є шарнірним відгалуженням першої пари труб, і які мають сопла на КІНЦІ, при цьому кожна відкидна труба з другої пари труб по відношенню до кожної відкидної труби з першої пари труб виконана з можливістю повороту і фіксації його положення, а в кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб на стороні, протилежній від штанги нагрівача, виконані соплові отвори різних діаметрів, величина яких збільшується від місця шарнірного приєднання труби з розподільником пари до кінця груби Друга пара відкидних труб пов'язана з трубою з тягою гнучким зв'язком В кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб відстані між центрами суміжних соплових отворів збільшуються від місця шарнірного приєднання труби з розподільником пари до кінця труби В кожній ВІДКИДНІЙ трубі з першої пари труб виконаний один сопловий отвір Перераховані ознаки пристрою складають суть винаходу Наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю істотних ознак винаходу і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному Доповненням пароструминного нагрівача другою парою відкидних труб, що є шарнірним відгалуженням першої пари труб, при якому кожна відкидна труба з другої пари труб по відношенню до кожної відкидної труби з першої пари труб виконана з можливістю повороту і фіксації його положення, створюється можливість оптимального фіксованого положення сопел як по відношенню до поверхні рідини, що розігрівається, так і по відношенню до внутрішніх (бічних і придонних) дільниць цистерни з урахуванням и геометрії Цьому також сприяє виконання соплових отворів з різними діаметрами, величина яких збільшується від місця шарнірного приєднання труби до розподільника пари до кінця труби для підтримання необхід ного тиску і концентрації пари біля місця його-виходу з сопел відкидних труб Таким чином, при такій конструкції пароструминного нагрівача створюються оптимальні умови для рівномірного і ефективного розподілу пари як у придонній, так і в торцевих частинах цистерни, тобто по всьому и об'єму Результатом цього є також скорочення загального часу і КІЛЬКОСТІ операцій по зливанню розігрітої за допомогою парострумінного нагрівача рідини Пароструминний нагрівач для розігрівання рідини в цистерні пояснюється кресленнями, де на фіг 1 показаний загальний вигляд пароструминного нагрівача, на фіг 2 - вигляд А на фіг 1, на фіг З - розріз Б-Б на фіг 1, на фіг 4 - вигляд С на фіг 1 Пароструминний нагрівач для розігрівання рідини в цистерні складається з нагрівача 1, виконаного у вигляді порожнистої штанги (на фіг 1 не показано), з якою сполучена основа першої пари відкидних труб 2 за допомогою двох розподільників пари 3 і двох шарнірів 4, що є одночасно перемикачами пари типу пробкових кранів (див фіг 2) У шарнірах 4 виконані парові сопла 5 і 6 У ТІЛІ кожної з відкидних труб з першої пари труб розташовані шарніри 7, що є перемикачами пари і одночасно з'єднувальним елементом труб 2 з першої пари труб і труб 8 з другої пари труб, утворюючи таким чином гіллясту конструкцію Труби 2 і 8 виконані з соплами 9 на кінцях труб При цьому ВІДКИДНІ труби 8 з другої пари труб виконані з можливістю переміщення (обертання) і фіксації його положення відносно труб 2 з першої пари труб за допомогою шарнірів 7 і кронштейнів 10, до яких зліва і праворуч відносно нагрівана 1 кріпляться троси 11 Троси 11 намотуються (змотуються) на дві котушки 12, що обертаються за допомогою ручок 13, що теж обертаються Котушки 12 розміщені на рукоятках 14 труби-повзуна 15, що охоплює вертикальну трубу нагрівача 1 В рукоятках 14 труби-повзуна 15 виконані отвори для проходження тросів 11 (на фіг 1 не позначено) Ручки 13 котушок 12, що обертаються, виконані з можливістю фіксації положення на рукоятках 14 (на фіг 1 не показано), що дозволяє фіксувати необхідну довжину правого і лівого тросів 11, тобто поворот правої і лівої труб 8 по відношенню до відповідної правої і лівої труби 2 При такому конструктивному википанні досягається можливість несиметричного повороту труби 8 по відношенню до труби 2 для кожної половини цистерни Максимальна довжина тросів 11 вибирається з умови забезпечення мінімального повороту труб 8 відносно труб 2 в розкладеному стані пароструминного нагрівача (в горизонтальному положенні труб 2) ВІДКИДНІ труби 2 з першої пари труб утримуються на трубі-повзуні 15 за рахунок кріплення до м основи 16 за допомогою двох з'єднувальних тяг 17 У кожній ВІДКИДНІЙ трубі 2 з першої пари труб на стороні, протилежній від штанги нагрівача 1, виконані отвори (їх на фіг 4 - чотири О-і, Ог, Оз, О4) різних діаметрів (d-i, СІ2, сіз, сЦ на фіг 4), величина яких збільшується від місця шарнірного кріплення 4 труби 2 до розподільника пари 3, до кінця труби 2 (див фіг 4) При цьому в кожній ВІДКИДНІЙ трубі 2 з першої пари труб у загальному випадку відстані між центрами суміжних соплових отворів (О-і, Ог, Оз, О4) також збільшуються від місця 43772 шарнірного приєднання 4 труби 2 до розподільника пари 3 до кінця труби 2 Окремим випадком виконання труб 2 є виконання в кожній з них одного соплового отвору, що визначається конструктивними особливостями цистерни і умовами процесу нагріву застиглої рідини, зокрема, погодними (температурними) умовами (наприклад, при використанні пароструминного нагрівача влітку при підвищених температурах) Друга пара відкидних труб 8 пов'язана з трубою з тягою 15 гнучким зв'язком за допомогою металевого троса 11, що пропускається через ролики (на фіг 1 не позначено), які встановлені в основі 16 труби-повзуна 15 У верхній частині вертикальної труби нагрівача 1 є приєднувальний штуцер 18, за допомогою якого нагрівач 1 приєднується до паропроводу 19 на зливній естакаді Пароструминний нагрівач розміщується в залізничній цистерні 20, що має люк 21 Пароструминний нагрівач містить також підіймально-опускний механізм, що дозволяє встановлювати пароструминний нагрівач на естакаді і працювати з ним Підіймально-опускний механізм виконаний у вигляді порожнистої консольно-поворотної балки 22 з пропущеним через встановлені в ній ролики 23 канат 24 На одному КІНЦІ каната 24 закріплений врівноважуючий контрвантаж (противага) 25, а інший кінець каната 24 через напівхомут 26 кріпиться до приєднувального штуцера 18 Пароструминний нагрівач для розігрівання рідини в цистерні працює таким чином Цистерну 20 подають на зливну естакаду в зону розташування в ній нагрівача 1 Після цього встановлюють підіймально-опускний механізм з канатом 24 і закріпленим на йому штуцером 18 з нагрівачом 1 над відчиненим люком 21 цистерни 20 Далі нагрівач 1, що знаходиться в складеному стані (положення "Початкове") при мінімальній довжині правого і лівого тросів 11, що фіксується ручками 13 котушок 12, вводять через люк 21 в цистерну 20 За допомогою системи підведення пари через паропровід 19, штуцер 18 і штангу 1 пару подають до розподільників пари З При цьому контрвантаж 25, сполучений з канатом 24, розвантажує зусилля, що необхідні зливщику для маніпуляцій з нагрівачом при його експлуатації Пара, що поступає в розподільники пари З, через соплові отвори 5 і 6 в шарнірах 4 розігріває рідину в зоні зливного клапана отвору цистерни, а також розігріває цей клапан (на фіг 1 не показано) Через 30-60 хвилин подача пари припиняється і нагрівач переводиться в положення "Відкрито" опусканням вниз труби-повзуна 15 при одночасному відпусканні фіксаторів ручок 13 котушок 12 з тросами 11 При цьому з'єднувальна тяга 17 впирається у ВІДКИДНІ труби 2 з першої пари труб, і розвертає їх вниз навколо шарнірів 4, які сполучені з перемикачами пари З Внаслідок перемикання соплові отвори 5 і 6 закриваються, а соплові отвори труб 2 і розподільників пари 3 відкриваються (див фіг 2) Пара починає поступати через соплові отвори в СТІНЦІ труби 2 (див фіг 4) в придонні ДІЛЬНИЦІ цистерни по всій її довжині, а через соплові отвори 9 на КІНЦІ труб 2 і 8 - в локалізовані області торцевих і придонних частин цистерни, забезпечуючи необхідний тиск і концентрацію пари, що подається в цистерну, по всьому об'єму цистерни Необхідну локалізацію пари в торцеві частини цистерни, тобто поворот труб 8 відносно труб 2, здійснюють шляхом зміни довжини троса 11 ручками 13 з подальшою фіксацією необхідного положення (довжини троса) цими ж ручками При використанні пароструминного нагрівача за способом прототипу мазут розігрівається не менш, ніж за 2,5-3 години, тоді як за допомогою пристрою, що пропонується, не більше за 2-2,5 години При зливанні холодного мазуту взимку зливний клапан цистерни 20 відкривають лише через 30-60 хвилин після подачі пари в зоні зливного клапана отвору, а влітку - безпосередньо перед початком подачі пари При зливанні гарячого мазуту зливний клапан відкривають після продування цистерни парою протягом 2,5-3 годин при використанні пристрою прототипу, і через 2-2,5 години при використанні пристрою, що пропонується Таким чином, пароструминний нагрівач для розігрівання рідин в цистерні підвищує експлуатаційну надійність, збільшує ефективність процесу розігрівання і полегшує труд зливщика Джерела інформації 1 Устройство для разогрева вязких нефтепродуктов в цистерне паром Авторское свидетельство СССР № 996287, МПК B65D 88/74, 1983 2 Устройство для разогрева вязких нефтепродуктов в цистерне паром Авторское свидетельство СССР № 1373637, МПК B65D 88/74, 1988 43772 •ІЗ zs ФІГ. 1 Б~Б Вид А Фіг. З Вид С Фіг. 4 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3