RU2055801C1 - Device for warming up viscous materials in container - Google Patents

Abstract

FIELD: materials handling; draining of viscous materials. SUBSTANCE: to provide mixing of warmed up oil products use is made of ultrasonic oscillations of frequency ensuring maximum action on oil product molecules. Warming up device has thermal electric heaters and ultrasonic oscillation radiators and is connected to USW generator which makes it possible to materially intensify warming up process and reduce power consumption. EFFECT: intensification of warming up process of thickened liquids, including combustible liquids, reduced power consumption, cut down time taken for unloading of material from transportation tanks. 1 dwg

Description

Изобретение относится к разогреву и сливу вязких жидкостей и может быть использовано для слива, например, битума из железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей. The invention relates to the heating and discharge of viscous liquids and can be used to drain, for example, bitumen from railway tanks and other transport containers.

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. Known devices for heating and draining thickened liquids (oil products) achieve their goal by heating these liquids with thermoelectric heaters (TENs) [1-5] For oil products, there are restrictions on the heating temperature above which they are oxidized, that is, loss of quality. Given the mass of thickened fluid in the railway tank, it is necessary to use high-power heating elements. The use of heating elements of such power will necessarily lead to the oxidation of petroleum products directly adjacent to heating elements, as well as to a significant consumption of electric energy.

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.The closest in technical essence to the claimed is a device for heating viscous liquids in railway tanks, flexible electric heaters are used, each of which consists of a stack of plate electrodes connected by couplers with the possibility of mutual longitudinal movements. At the bottom of the bags are fixed flexible piping with nozzles for supplying compressed air in order to accelerate the discharge of heated viscous liquids. However, the use of a compressor to produce compressed air, its heating, the presence of nozzles that need to be purged, or can be washed, lead to a complication of the heating device, and, therefore, to a decrease in reliability. In addition, this heating is associated with a significant consumption of electricity and an increase in cost [6]
The purpose of the invention is the intensification of the process of heating thickened liquids, including combustibles, which reduces the unloading time of transport containers.

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. This goal is achieved in that ultrasonic vibrations are used to mix the heated oil products with a frequency that maximally affects the oil product molecules. The heating device, consisting of heating elements and emitters of ultrasonic vibrations connected to the VHF generator, can significantly intensify the heating process and reduce energy consumption.

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". Compared with the prototype, the proposed device is characterized in that it is equipped with ultrasound emitters located between the electric heaters connected to the VHF generator, while the electric heaters and ultrasound emitters are mounted with the possibility of moving along the rack along the rails, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" is met.

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". Comparison with other technical solutions revealed that it is known to use ultrasound for various purposes where the physical, chemical or biological effects of ultrasound are used. Ultrasonic cavitation, excited in a liquid medium, produces physical and chemical actions, such as degassing, homogenization, dispersion, emulsification, depolymerization of high molecular weight materials, etc. The energy of mechanical vibrations of ultrasonic frequency is also used in industry for processing solid materials, aluminum brazing, ultrasonic welding and metal cutting, for cleaning contaminated materials, etc. In the proposed heating device, ultrasound is used to mix and simultaneously heat the thickened liquids, which meets the criterion of "significant differences".

На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

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. A heating device consisting of a metal tube 3, at the end of which a main heater (TEN) 4, ultrasonic emitters 5 connected to the VHF generator, is lowered from the mounting pad, mounted on a support, by means of a lifting mechanism to the railway tank 1 with thickened liquid 2 cable 6, additional heaters (heating elements) 7, located next to the emitters. Another output of the generator of the connection to the tank body is grounding.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. Through the neck into the tank with a thickened liquid (for example, with bitumen) lower the heating device and turn on the main and additional heaters in the network. In the process of heating the oil product, the device under its own weight falls to the bottom of the tank. After that, the VHF generator is turned on and the first two emitters 5 are put into operation, which allows to intensify the heating process by mixing the petroleum products. Oil product is drained through the drain hole 8 of the tank by gravity or using a pump. Under its own weight and by means of articulated mechanisms, emitters with additional heaters along the guides move along the bottom of the system in different directions. When a second pair of emitters with additional heaters is immersed in the oil product, they are also included in the work and accelerate the heating process, while the thickened liquid is heated along the entire length of the tank.

Форма несущей конструкции нагревателя в виде трубы предусматривает при необходимости слив разогреваемой жидкости с помощью насоса через горловину цистерны. The shape of the supporting structure of the heater in the form of a pipe provides, if necessary, the discharge of the heated fluid using a pump through the neck of the tank.

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.PRI me R. In laboratory conditions, a study was conducted of heating bitumen with a volume of 1.5 liters. Starting bitumen temperature, located in the tank-VHF generator UZG 0.25-1, was 17 ° ^C. The bitumen dipped heater 500 watt heating produced bitumen to 100 ° ^C. The heating time in this case was 1 h 5 min. Repeated heating of the bitumen produced experimentally as from 17 ^to 100 ° C, but at the same time with TAN included in the job emitter VHF generator 80 watts. The heating time of bitumen in the second experiment was 30 minutes

Таким образом, описанный способ для разогрева с перемешиванием загустевших жидкостей позволяет значительно интенсифицировать процесс нагрева нефтепродуктов в емкостях без их окисления. Thus, the described method for heating thickened liquids with stirring can significantly intensify the process of heating oil products in containers without oxidation.

Claims (1)

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. A DEVICE FOR HEATING VISCOUS LIQUIDS IN A CAPACITY, including a rack with electric heaters articulated on both sides, characterized in that it is equipped with ultrasound emitters located between electric heaters connected to a VHF generator, while the electric heaters and ultrasound emitters are mounted with the possibility of moving along racks along the rails .

Images