RU21195U1 - Устройство для плавления и нагревания химических продуктов - Google Patents

Abstract

1. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов, содержащее источник электромагнитного излучения, отличающееся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения применен источник электромагнитного излучения оптического диапазона, причем источник электромагнитного излучения оптического диапазона выполнен герметичным.2. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что источник электромагнитного излучения оптического диапазона содержит N преобразователей электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона, где N=1, 2, 3, 4....3. Устройство для нагревания и плавления химических продуктов по п.2, отличающееся тем, что в качестве преобразователя электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона применена галогенная лампа.4. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона, причем источник электромагнитного излучения оптического диапазона и отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона выполнены с возможностью взаимного пространственного перемещения.5. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что источник электромагнитного излучения оптического диапазона снабжен прозрачным корпусом.6. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.2, отличающееся тем, что каждый преобразователь электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона снабжен прозрач

Description

УСТРОЙСТВО для ПЛАВЛЕНИЯ И НАГРЕВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель отжхжтхж к погрузочно-разфуэочной теюмка и может быть использована для плавления и нагревания размеи|енных в patличных емкостях нзЕходящихся в фазе или высоковязких химических продуктов, например, нефтепродуктов, в частности, синтетических жирных кислот, с целью их слива из емкостей и транспортировки потребитвлям.

Известно устройство для подогрева находящихся в цистернах гцхздуктов острым пармм Р, сущность кстсфого заключается в том, что в подотреваемый продукт подают водяной пар через шланг, вводимый в торловину цистерны. Перемешиваясь с подогреваемым продуктом и конденсируясь в нем, водяной пар отдает свою тепловую , одновременно обводняя продукт или понижая его концентрацию. Недостатками известного устройства является большая трудоемкость, применение тяжелого ручного труда, большая продолжительность разогрева и тобхсдимость зачистки цистерн от остатков продукта на стенках цистерны. того, данное ус1ройство имеет узкую область применения: его можно использовать только для подофева продукгов, которым по технологическим требованиям допуркается о однение или понижение концентрации, к таким 1фодуктам обычно относят фенол или раств ; каустической соды. Следит также отметить, что известное устройство характеризует высокой в х ятностыо травматизма (ожогов) обслуживающего персонала.

Известно устройство {2. в котором теплоноситель, например, водяной па. поступающий в пространство мемзду двумя расположенными одна внутри емкостях цистерны, нагревает слой гфодукта, граничащий со . В зтом устройстве используется принцип скольж мия холодного продукта по горяча поверхности, при мотором температура в слое, nfMVieг г о 1 т -.«:.

МПК Вв7О5ЮО , гакмцем к горячей поверхности, повышается и вязкость падает. При испопьэовании ижестного устройства гаракпфуется сохранение качества сливаемого химического продукта, так как в iqxMiecce слива прсдукт не обводняется. Недостаток известного устройства заключается в силыюм повышении стоимости цистерн, снабженных подогреваю1цей рубаижой по qювнeнию с обычными цисте|жами, в реаультете чего снижаются тшснико-акономичесте показатели данного устройспа. 1фоме того. имею1цийся в наличии в РОССИЙС1ЮЙ Федерации парк . сш женных подотревакмц рубашкой, очень незначителен, что сильно препятствует широкому внедрению данного технического рештия. Известно устройство для плавления и нагревания химичесюях продуктов . сущность которого заключается в использовании накладываемого на нижнюю часть цистерны индукционного устройства, обеспечивающего низкотемперагт жый натрев токами промышленной частоты и стежж цистерны и прилегающего к ним тонного слоя химичесжого продукта. Недостаток ижестного услройства заключается в низкой эффегпивности: индуктор нагревает только стенку цистерны, непосредственно прилегающую к индуктору, в результате чего для слива всего наэюдящегося в цист же химического продукта требуются большие затраты ц емени. Кроме того, использованию электромагнитного излучения, создаваемого токами промышленной частоты, требует принятия специальных мер для защиты обслуживающего п ххжала. Известны устройства для плавлммя и нагревания химичесжюс продуктов с помощью высокочастотного {41 или сверхвысокочастотного 5 излучения. Например, в 49 описано устройство для выгрузки парафина из цистерны, предусматривающее его разогрев путем пофужения нагреваемого элемента с послед ощим отведом (юзжиженного па1мк|жна. причем нагревательный элемент выполнен в вцде алектреда. который перед погружбМ1юм нагревают, а после погружения зл«жтреда в парафин к нему педводят электрический ток частотой 10-85 МГц для создания электрического поля, которое разжижает параф1т. Отвед разтскенного парафина i ствпяют с помощью вакуума. Недостаток использования высокочастотного или свер}«ысокочасготж го изгучения заключается в ужой области применения, например, потощение такого излучения в «жнтегических жи|жых кислотах очень мало, поэтому для сколько-нв дь заметного нагрева этих химических продуктов нео&содимо излучение очень большой мощности, которое требует принятия специальных мер для защиты обслуживающего персонала от возд 1ствия элеюромалттного излучтия. Известно устройство для плавления и нагревания химического продукта с помощью переносного контактного змеевикового подофевателя {б|. в копиром, тепловая поглощается химическим продуктом за счет передачи ттлоты от прокачиваемого теплоносителя через сгенки педогревателя. В качестве теплоносителя обычно используется водяной пар. Недостаток известного устройства заключается в низкой эффе1сгивности работы, о словлегаюй низкой эффмтивностыо теплооСйнена. поэтому для лш1вления и нагрюания большого количества химического предукта тр ются болыиме затраты времени. Для ускорения процесса путем увеличения количества подведимсий к химическому продукту тепловой энергии при прочих равных условиях требуется повышение температуры теплоносителя, а этот путь ограничь следующим факгсфом - нотакт химического продукта с педогревателем, имеющим высокую температуру, может привести к разложению или восплантюнию химического предукга. Наиболее близким по тю(нической сущнооти к заявляемому устройству является система огопленмя помещений пугши использования инфраKfKKMoro электромагнитного излучения(7, 8. В шшсанном в 7 устройстве инфракрасное электромагнитное излучение формируется за счет сжигания приредного газа. Ипестное устройство обладает низкой эффективноотью при его использгаании для плавления и нагревания ряда химичесжих продуктов. Так, при воздействии на оинтетичесюю жирные ююлоты инфракрасное электромагнитное получение не проникает в тубину этих химических продукта, поэтому нагрев можно считать пю хностным. Теплопроводность синтетичеосихжирных кислот и . и втвердой мала и : составляет прк изительно 0,2 Вт/(м10 для твердой фазы и пру ижтвльно 0,12 Вт/(мК) для жиэдкой фазы, поэтому лрогрев на большие тубины (до 0,5 м) продолжается в течение нескольких суток. Задачей изобретения является повышение эффективности |:м|боты путем снижения временных и энергетических затрет. Ршиение поставленной задачи обеспечивмтся тем, что в известное устройство для плавления и нагревания химичеаюго продукта путем воздействия электромагнитного излучения на химический продукт внесены следующие усовершенствования (п. 1 формулы полезной модели): в качестве источника электромагнитного применен источник электрсь магнитного излучения оптического диапазсжа, причем источник электромагнитного излучения оптического диапазона ш 1полнен г ме11«чным. Такой ва|М1ант реализации заявляемого устройства для его осуществления позволяет повысить зффжтивность работы путем снюкения времтных и жергетических затрат за счет использования оптического излу ч&нут, которое, как известно, содержит электромагнитное излучение инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов. Как было указано выше, инфракрасное электромагнитное излучение обладает малой проникающей способностыо, тютому оно осуществляет, в основном, поверхностный нагрев шмического продукта. Видимое и ультрафиолетовое электромагнитное излучение тоже обладает малой проникающей способностью в твердую фазу химического продукта, поэтому rai начальном этапе разогрев химического продукта осу11|ествляется за счет нафева поверхности твердой фазы, при этом эффективность сомиестного воздействия инфракрасного, видимого и ультрафиолетового электромагнитного излучения оказывается более высокой, чем использование только инфракрасного эленпромагнитного излучения, используемого в прототипе. По мере плавления химического гфодукта жидкая фаза химического продукта просветляется и пропускает электромагнитное излучение видимого и ультрафиолетового диапазона до поверхности твердой фазы, где оно поглощается (приближ1ггелыно на 90%) и превращает твердую фазу химического продукта в фазу. TaiMM , образом, по мере удаления поверхности твердой фазы or источника электрснматитного излучения оптического диапазона злектроматитное излучение видимого и ультрас| юлетового диапазона достигает поверхности твердой фазы химичес1юго продуют через жидкую фазу со сравнительно малыми потерями, поэтому скорость плавления химического продукта увеличивается, в результате чего снижаются ц еменные затраты, что приводит к повышению эффшстивности работы. Малое поппощение алектроматитмого излучения оптического диапазона жидкой фазой химического продукта приводит также к тому, что анертия этого излучш1ия расжодуетга не на дальнейший разогрев жидкой фааы химического проду1сга, а на плавление твердоЛ фажя химического продукта, что приводил- к снижению |ергетических затрат, в результате чего повышается эффективность . Герметичность источника алеюромагнитного излучения мпшческого диапазона необходима для устранения возможности потадания химического продукта внуфь данного источника. В частном случае (п. 2 формулы модели) источник злектромагнитжмпо излучения оптического диапазона содержит N преобразователей электрической энегмии в энертю апепромагнитного излучения оптического диапазона, где N 1.2.3,4Такое построение устройства позволяет использоветь как один преобразователь электрической энергии в элжтромагнитную эне|М11ю оптического диапазона, так и несколько преобразователей электрической Э1юрп1и в электромагнитную энергмю оптиче(жого диапазона. Этот вариант конструетивного выполнения устройства позволяет использовать как один преобраз(атель электрической энергии в энергию злшпромагнитного излучения оптического диапазона большой мощности, так и несколько прео зователей электрической энергаи в анергию электромагнитного излучения оптичесжого диапазона сфавнительно небольшой мощности. Кроме того, такой вариант конструктивного выгюлнения лройства пожоляет при необходимости сформировать попж электрмиагнитного излучения очень большой мощности за счет использования нескольких преобразователей электрической энергии в энергию элек тромагнитного излучения штгического диапазона болмиой мощности. Следует отметить, что использование нескольких преобразователей электрической юргии в энергию электроматитного излучения оптического диапазона повы1шет надеокность: при выходе из строя одншч преобразователя электрической энергии в электроматитное излучение оптического диапазона остальные продолжают выполнять свеж функции. В частном случае (п. 3 фсфмулы полезной модели) в ючестве прео азователя электрической энертии в электромагнитного излучения оптического диапазона применена галогенная лампа. Такой вариант ВЫПОЛНШ1ИЯ преобразователя электрической энергии в энергию электроматитного излучения оптического диапазона позволяет оптимальным образом воздействовать на ряд химических продуктов, например, на синтетические жирнью кислоты, спектр поглощения которых хороию согласуется со спекфом излучения галогенных ламп. В частном случае (п. 4 формулы полезной модели) устройство для плавления и нагревания )а1мического проду|ста дополнительно содержит отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона, причем источник эле1сгромагнитного излучения оптического диапазона и отражатель электромагнитжко излучения оптического диапазона выполнены с возможностью взаимж о пространственного перемещения. Такой вариант конструктивного выполнения устрЫНства позволяет повысить эффективность работы за счет того, что та часть электромагнитного излучения, которая при отсутствии отражателя электромагнитного излучения оптического д|юпазона не попадала бы на поверхность мимического продукта, направляется отражателем апектромагнитного излучтия оптического диапазона в требуемом направлении. Выполнение источни1Ю электромагнитного излучения оптического диапазона и отражателя алектроматитного излучения оптическ но диапазона с возможностью взаимного пространственного перемещения позволяет при необходимости формировать ржходящийся, плоско-параллельный или «жодящийо пучок электромагнитного излучения оптического диапазона, кроме того, при зтом обеспечивается возможность отклонять пучок алмсгроматитного излучения оптичесжого диапазона от мтгической о(ж. В частном случае (п. 5 формулы полезной модели) источник электромагнитного излучения оптического диапазона снабжен прозрачным корпусом. Такой аариант конст| 1сгивного выполнения устройства повышает надгакность заявляемого устройства за счет того, что источник электромагнитного излучения оказывается защищенным от посторонних воздействий (в первую (, воздействия расплавляемого и нагреваемого химического продукта), в результате чего повышается надежность заявляемых) устройства. В частном случае (п. 6 формулы полезной модели) каткдый преобразователь электрической энергии в энергию электромагнитного излучения опти юского диапазона снэВжвн прозрачным . Такой вариант 1юнструктивного выполнения устройства повышает наде 1 1ость заявляемого устройства за счет того, что каждый прео оазователь электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона О101зывается защищенным от посторонних воздействий (в первую очередь, воздействия расплавляемого и нагреваемого химического продукта), в результате чего повышается надежность заявлямиого устройства. В частном случае (п. 7 формулы полезной модели) прозрачный корпус выполнен из кварца. ТакЫ вариант конструктивного выпол1юния прозрачного корпуса обеспечивает достаточную механическую прочность и пропускание излучения оптического диапазона в требуемом диапазоне с минимальными потерями. В частном (п. 8 ф эмулы попетой модели) отражающая поверхность отражателя излучения оптического диапазона выполнена в В1«ще части сферической псжеротости. Такой вариант ксжструктивного выполнения устройства формирует воздействующее на химический продукт пятно электромагнитного излучения оптического диапазона круглой формы, он предназначен преимущественно для использования внутри емкости путем ввода устройства через верхнюю горловину. Вотюжно также использсюа , ние данного устройства путем установки о аружи прозрачной емкости. В частном случае (ft. 9 формулы полезной моуцели) отражающая поверхность отражателя излучения оптического дкюпаэона выполнена в вцде части цилиндрической поверхности, а прозрачный корпус выполнен тру атой формы. Такой вариант конструктивного выполнения устройства формирует воздействующее на химический продукт пятно злектроматитного излучения оптического диапазона прямоугольной . он предназначен преимущественно для использования установки снаружи про ачной емкости. Возможно также использование данного устройства внутри емкости путем ввода устройства через верхнюю гс эловину. Сущность изобретения поясняется (писанием вариантов конструктивного выполнения заявляемого устройства и прилагаемыми чертежами, на которых: -на фиг. 1 приведен разрез варианта заявляемого устрЫ ства с отражателем зле1стромагнитного излучения оптического диапазона, отражающая повер)аюсть которого выполнена в виде шсти сферической поверхности; -на фиг. 2 приведен разрез варианта ввода злекгрического провода в основание с помощью г мети «1ого алмяента; -на фиг. 3 приведен вид варианта устройства с отражателем алектромагнитного излучения оптического диапазона, отражающая поверхность которого выполнена в виде части цилиндрической поверхности. Устройство для плавления и нагревания химического продукта содержит (фиг. 1) держатель 1, к которому закреплено основание 2. на основании 2 установлен отражатель злестромагнитного излучения оптического диапаз(жа 3, отражающая пов хность которого выполнена в виде части сферической поверхности, и галогенная лампа, содержаи Оеатон 4, электроды 5 и спираль 6. Галогенная лампа расположена внутри прозрачHOfo корпуса 7. Основание 2 выполнено таким образом, что обеспечивает возможность взаимного пространственного перемещения галогенной лампы и отражателя электромагнитного излучения оптического диапазона 3. Элек трический провод 8 подводит апеюрическую энергию к электродам 5. Электрический провод 8 может быть проведен внутри дериютеля 1. На фиг. 2 приведен вариант введа апшсгрического проведа 8 внутрь основания 2 с помощью герметичного элемента 9. Для обеспечения полной герметичности источника алекфсмагнитного излучения оптического диапазона юобхедимо также обеспечить герметичность соединения прозрачного корпуса 7 с основанием 2. Для этого, например, основание 2 и прозрачный корпус 7 можно снабдить ребордами (кольцевыми гребнями), установить между ними кольцевую резиновую прокладку, и с помощью кольцевой прижимной шайбы и винтов обеспечить герметичность соединения прозрачного щупуся 7 с основанием 2. Приведенный на фиг. 3 вариант конструктивного выполнения устройства для плавления и нагревания химического продукта содержит отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона 10, отражающая поверхность которого Шэтолнена в виде части цилиндрической поверхности, и прозрачный корпус 11 трубчатой формы, в котором размещены галогенные лампы 12. При использовании нескольких лреображ)вателей электрической энергии в энергию электромагнитного излуч 1ия оптического диапазона (п. 2 и п. 6 формулы полезной модели) количество данных преобразсжателей и {юсстояние ними необходимо выбирать таким образом, чтобы скорость расплавления и прогрев остатков твердой фазы между преобразователями превышала скорость расплавления в осевом направлении (в направлении движения), в противном случае остатки фазы будут мешать беспрепятственному перемещению заявляемсмх) устройства. Источник электромагнитного оптического диапазона может быть выполнен в виде съемной наседки , которую при необходимости можно установить на какой-либо подогреватель, например, на контактный подогреватель, или снять с него. Устройстео для плавления и нагревания химического продушга работает следующим образом (фиг. 1). Галогенная лампа формирует электроV магнитное излучение оптическшх) диапажжа. которое непосредственно или с помощью отра}1ютеля электромагнитного излучения оптическото диапазона 3 направляется на поверхность химического продукта. Это излучение погло1цается, в основном, поверхностью твердой фазы химического продукта, так как жидкая фаза химического продукта имеет значительно более низкое поглощение, чем твердая фаза )а1мическшо продукта. По мере плавления химического продукта фаница его твердой фазы удаляется от источника электромагнитнсич) излучения оптического диапазона, при этом электромагнитное излучение видимого и ультрафиолетового диапазона достигает поверхности твердой фазы химического продукта через жидкую фазу со сравнительно малыми потерями, в результате чего сюрость плавления химического продукта увеличивается, что приводит к повышению эффективности работы. Работа устройства, вид которого приведен на фиг. 3, идентична работе устройства, разрез кот(го приведен на фиг. 1. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Бережковский М.И. Хранение и транспортирование химических продуктов. 2-е изд. Л.: Химия, Ленинградское отделение. 1982. С. 188 -189. 2.Емкость с двойной стенкой для жидкости или пара. Патент Франции N9 2701470. приор. 10.02.93, публ. 19.08.94 № 33. МПК5 В в5 D 88/08, 88/74. 3.Способ слива вязкого продукта в холодном состоянии из котла железнодорожной цистерны и устройство для индукционного низкотемпературного нагрева стенок котла железнодорожной цистерны. Патент Российской Федерации NS 2014280, приор, от 18.10.91, публ. 15.06.94 Бюл. №i 11, МПК5в6705/00. 4.Способ выфузки парафина из цистерны. свидетельство СССР № 1198069, приор, от 05.04.84, публ. 23.11.85 Бюл. № 43, МПК В 65 D 88/74. 5. Бердоносов С.С., Бердоносова Д.Г., Знаменская И.В. Микроволновое излучение в химической практике. // Химическая технолотя, 2000, № 3. С. 2 - 7. в. Бережковский М.И. Хранение и транспортирование химических продуктов. 2-е иэуцание. Л.: Химия. Ленин1радское отделение. 1982. С. 189 191. 7. Кж уменьшить затраты на отопление в двадцать раз. Установка системы отопления, состоящая из газовых инфракрасных излучателей фирмы «Термошванк. // Петербургский строительный рынок ). 2000. № 5 (23). 8. Лебедев П.Д. Сушка инфракрасными лучами. М.: - Л.: 1955.

Claims (9)

1. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов, содержащее источник электромагнитного излучения, отличающееся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения применен источник электромагнитного излучения оптического диапазона, причем источник электромагнитного излучения оптического диапазона выполнен герметичным.

2. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что источник электромагнитного излучения оптического диапазона содержит N преобразователей электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона, где N=1, 2, 3, 4....

3. Устройство для нагревания и плавления химических продуктов по п.2, отличающееся тем, что в качестве преобразователя электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона применена галогенная лампа.

4. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона, причем источник электромагнитного излучения оптического диапазона и отражатель электромагнитного излучения оптического диапазона выполнены с возможностью взаимного пространственного перемещения.

5. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.1, отличающееся тем, что источник электромагнитного излучения оптического диапазона снабжен прозрачным корпусом.

6. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.2, отличающееся тем, что каждый преобразователь электрической энергии в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона снабжен прозрачным корпусом.

7. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по пп.5 и 6, отличающееся тем, что прозрачный корпус выполнен из кварца.

8. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по п.4, отличающееся тем, что отражающая поверхность отражателя излучения оптического диапазона выполнена в виде части сферической поверхности.

9. Устройство для плавления и нагревания химических продуктов по пп.2, 4 и 5, отличающееся тем, что отражающая поверхность отражателя излучения оптического диапазона выполнена в виде части цилиндрической поверхности, а прозрачный корпус выполнен трубчатой формы.