SU1759768A1

SU1759768A1 - Heater

Info

Publication number: SU1759768A1
Application number: SU904814969A
Authority: SU
Inventors: Нуретдин Хаертдинович Хаертдинов
Original assignee: Н.Х. Хаертдинов
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Изобретение относитс к средствам нагрева различных жидких сред, в частности дл разогрева застывших нефтепродуктов в железнодорожных цистернах. Цель изобретени - повышение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции нагревател . Нагреватель выполнен составным в виде гирл нды из идентичных секций 1, соединенных между собой посредством промежуточных шарнирных трубопроводов с двум ос ми вращени 2 и 3, обеспечивающих циркул цию теплоносител . Корпус каждой секции выполнен из теплоемкого материала и внутренний обьем ее разделен перемычкой 14 со С ел о XI о 00The invention relates to the heating of various liquid media, in particular for the heating of frozen petroleum products in railway tanks. The purpose of the invention is to improve performance and simplify the design of the heater. The heater is made in the form of a bead from identical sections 1 interconnected by means of intermediate articulated pipelines with two axes of rotation 2 and 3, which ensure the circulation of the coolant. The body of each section is made of heat-intensive material and its internal volume is divided by a jumper 14 with C e o XI o 00

Description

на две полости 15 и 16, при этом периферийна секци снабжена коленообразным переходником 7 дл отсечени циркул ции теплоносител , Каждый шарнир выполнен в виде закрепленных на секци х кронштейнов 4 с конусообразными гнездами и отверсти ми , сообщенными с полост ми секций, и конусообразных цапф на концах промежуточных трубопроводов 2 и 3, сопр гаемых с гнездами кронштейнов А. При этом каждый шарнир снабжен механизмом нат жени 5each cavity 15 and 16, while the peripheral section is provided with a knee-shaped adapter 7 for cutting off the circulation of coolant. Each hinge is made in the form of brackets 4 fixed to the sections with cone-shaped sockets and openings communicated with the cavities of the sections and cone-shaped trunnions at the ends intermediate pipelines 2 and 3, mating with the sockets of the brackets A. Each hinge is provided with a tensioning mechanism 5

в виде пружины сжати , расположенной на промежуточной втулке между цапфами, либо в виде резьбового соединени . Нагреватель присоединен к двум гибким трубопроводам 11 и 12, по одному из которых поступает теплоноситель (пар), а по другому - выводитс обрат (конденсат ), а также присоединен к гибкой подвеске 13 дл опускани и подъема теплообменника из емкости (цистерны). 11 ил.in the form of a compression spring located on the intermediate sleeve between the pins, or in the form of a threaded joint. The heater is connected to two flexible pipes 11 and 12, one of which receives coolant (steam), and the other - reverse (condensate) is withdrawn, and is also connected to flexible suspension 13 to lower and raise the heat exchanger from the tank (tank). 11 il.

Изобретение относитс к средствам нагрева различных сред, в частности застывших нефтепродуктов на железнодорожном транспорте (в цистернах)The invention relates to the heating of various media, in particular frozen petroleum products in rail transport (in tanks).

Цель изобретени - повышение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции нагревател . При этом обеспечиваетс .устранение веро тности возгора-. ни разогреваемого продукта и увеличение объема теплоемкой массы дл ускоренного разогрева застывшего продукта.The purpose of the invention is to improve performance and simplify the design of the heater. This ensures the elimination of the likelihood of fire. neither the heated product and the increase in the volume of heat-intensive mass for accelerated heating of the frozen product.

На фиг. 1 изображен нагреватель (гир- л ндовый); на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг, 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - схема размещени нагревател (гирл ндового) в цистерне в начальной стадии разогрева продукта, вид спереди; на фиг, 7 - то же, вид сбоку в сечении; на фиг. 8 - схема размещени нагревател (гирл и- дового) в цистерне на стадии окончани ра- зогрееа продукта, вид спереди; на фиг. 9 - то же, вид сверху; на фиг 10 - схема размещени нагревател (гирл ндового) на при- емнораздаточной эстакаде; на фиг. 11 - то же, вид сбоку.FIG. 1 depicts a heater (bead); in fig. 2 - the same, side view; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 — node I in FIG. 3; FIG. 5 is a section BB in FIG. four; in fig. 6 shows the layout of the heater (arm) in the tank in the initial stage of heating the product, front view; Fig, 7 is the same, side view in cross section; in fig. 8 is a diagram of the placement of the heater (heater) in the tank at the end of heating of the product, front view; in fig. 9 - the same, top view; Fig. 10 is a diagram of the placement of the heater (arm) at the receiving ramp; in fig. 11 - the same, side view.

Нагреватель содержит теплообменник - составные идентичные секции 1 (фиг, 1 и 2), последовательно соединенные друг с другом посредством спаренных промежутков трубопроводов 2 и 3 с двум ос ми вращени , кронштейнов 4 с конусообразными гнездами и отверсти ми, сообщенными с полост ми секций, механизм нат жени 5, нижнюю периферийную секцию 6, снабженную коленообразным переходником 7 дл отсечени циркул ции теплоносигел , верхнюю периферийную секцию 8 с крышкой 9, снабженную ушками 10 дл гибкой подвески 13 грузоподъемного устройства и элементами подключени гибких трубопроводов 11 и 12 дл теплоносител (на фиг, 1 стрелками показано движение теплоносител пар и обрат). Корпус каждой секции 1 выполнен из теплоемкого материала , а внутренний объем ее разделен перемычкой 14 на две полости 15 и 16. В одну полость, например 15, поступает теплоноситель (пар), а через другую полость, например 16, выводитс конденсат (обрат). На противоположных внешних сторонах корпуса секции 1 прикреплены кронштейны 4 (фиг. 3) с помощью болтовых соединений 17. Кронштейны в местах стыка уплотнены прокладками 18. Выполненные внутри полостными трубопроводы 2 и 3 с двум ос ми вращени имеют на концах конусообразные иапфы 19, сопр гающиес с гнездами идентичного профил кронштейнов 4. МеханизмThe heater contains a heat exchanger — composite identical sections 1 (FIGS. 1 and 2) connected in series with each other by paired spacing of pipelines 2 and 3 with two axes of rotation, brackets 4 with cone-shaped sockets and openings communicated with the cavities of the sections, the mechanism tension 5, lower peripheral section 6, equipped with a knee adapter 7 for cutting off the circulation of heat-transfer material, upper peripheral section 8 with a cover 9, equipped with lugs 10 for a flexible suspension 13 of a lifting device and elements connecting the hoses 11 and 12 for heat exchange medium (in Figure 1 the arrows indicate the movement of the heating medium steam and inverse). The body of each section 1 is made of heat-intensive material, and its internal volume is divided by jumper 14 into two cavities 15 and 16. Heat carrier (steam) flows into one cavity, for example 15, and condensate (reverse) flows through another cavity, for example 16. Brackets 4 (Fig. 3) are fastened on opposite outer sides of the section 1 housing with bolted joints 17. The brackets are sealed at the joints with gaskets 18. The inner pipes 2 and 3, which are hollow, have two-axis cones 19 with sockets of identical bracket profile 4. Mechanism

нат жени 5 служит дл прижима конусообразной цапфы 17 к сопр гаемому гнезду кронштейна 4.tension 5 serves to press the cone-shaped pin 17 to the mating nest of the bracket 4.

Механизм нат жени выполнен в двух вариантах.The tensioning mechanism is made in two versions.

В одном случае механизм нат жени выполнен в виде пружины сжати , насаженной на промежуточную втулку 20, соедин ющей концевые бобышки 21 трубопроводов 2 и 3, а в другом случае механизм нат жени In one case, the tension mechanism is made in the form of a compression spring mounted on an intermediate sleeve 20 connecting the end bosses of pipelines 2 and 3, and in the other case the tension mechanism

выполнен (фиг. 4 и 5) в виде резьбовой гайки 22, сопр гающейс с промежуточной резь- Ъовой втулкой 23, котора насажена на бобышки 21, и св занной шпоночным соединением 24 с возможностью перемещени в осевом направлении.made (Fig. 4 and 5) in the form of a threaded nut 22, mating with an intermediate thread sleeve 23, which is mounted on the boss 21, and connected with a keyed connection 24 with the possibility of movement in the axial direction.

Кронштейны 4 имеют отверсти 25, сообщающиес с конусообразными гнездами и полост ми секций 1.The brackets 4 have holes 25 communicating with the cone-shaped sockets and cavities of the sections 1.

Нагреватель работает следующим образом .The heater works as follows.

Перед началом работы необходимо удостоверитьс в том, чтобы кажда секци нагревател 1 могла свободно вращатьс в шарнирных цапфах 17 соединени х относительно трубопроводов 2 и 3.Before starting work, it is necessary to make sure that each section of heater 1 can rotate freely in the hinge pins 17 of connections with respect to pipelines 2 and 3.

Дл обеспечени свободного вращени секций нагревател относительно промежуточных трубопроводов служит механизм на- т жени 5, выполненный в двух вариантах.To ensure the free rotation of the heater sections relative to the intermediate pipelines, a tensioning mechanism 5 is used, made in two versions.

В этом случае механизм нат жени выполнен в виде пружины сжати , обеспечивающей посто нный прижим конусообразных цапф 17 к гнездам идентичного профил в кронштейнах 4 (такой механизм нат жени прост в исполнении, может обеспечить необходимый отрегулированный нат г шарнирного соединени в соответствии с заданной силой сжати пружины 5 и одновременно обеспечить как свободное вращение секций в шарнирах, так и герметичность шарнирного соединени ). Недостатком этого механизма нат жени вл етс то, что возможно в период эксплуатации устройства случайное воздействие какого-нибудь предмета на трубопроводы 2 и 3, по причине чего это случайное внешнее воздействие сможет непроизвольно вынудить пружину 5 сжатьс , вследствие чего может нарушитьс герметичность цапфового соединени , а отсюда вызвать и веро тность утечки теплоносител . В другом случае механизм нат жени (фиг. 4 и 5) выполнен в виде резьбовой гайки и резьбовой втулки (такой механизм нат жени вл етс более надежным, так как устран ет возможность разгерметизации цапфового соединени 17 за счет жесткой фиксации регулируемого нат га).In this case, the tension mechanism is made in the form of a compression spring, which provides constant clamping of the cone-shaped pins 17 to the sockets of an identical profile in the brackets 4 (such a tension mechanism is simple to perform, can provide the necessary adjusted tension g of the hinge joint in accordance with a given spring compression force 5 and at the same time ensure both the free rotation of the sections in the hinges and the tightness of the hinge). The disadvantage of this tensioning mechanism is that during operation of the device, accidental exposure of an object to pipelines 2 and 3 is possible, due to which this accidental external action can involuntarily force spring 5 to compress, as a result of which the tightness of the pin connection can be broken hence the probability of leakage of the coolant. In another case, the tension mechanism (Figs. 4 and 5) is made in the form of a threaded nut and a threaded bushing (such a tension mechanism is more reliable, since it eliminates the possibility of depressurization of pin stud 17 due to rigid fixation of the adjustable tension).

Вращением резьбовой гайки можно отрегулировать нужный нат г цапфы 17 к гнезду кронштейна 4, благодар чему можно обеспечить как свободу вращени секций относительно промежуточных трубопроводов 2 и 3, так и герметичность шарнирного цапфового соединени .By turning the threaded nut, you can adjust the desired tension of the trunnion 17 to the nest of the bracket 4, so that you can ensure both the freedom of rotation of the sections relative to the intermediate pipes 2 and 3, and the tightness of the hinged pin.

После выполнени этой предварительной подготовительной работы в нагреватель впускают теплоноситель, а затем с помощью грузоподъемного механизма нагреватель плавно опускают через люк 26 в цистерну 27 (фиг. 6) с застывшим продуктом. Разогрева сь, продукт снижает в зкость и позвол ет нагревателю (теплообменнику) беспреп тственно опуститьс на нижнюю часть цистерны, который образует в середине цистерны своеобразную обьемную горку теплоемкой массы. На фиг. 6, 7 показаны схемы размещени нагревател (теплообменника ) в начальной стадии разогрева продукта.After this preliminary preparatory work is completed, the coolant is admitted to the heater, and then, using a lifting mechanism, the heater is gently lowered through the hatch 26 into the tank 27 (Fig. 6) with the frozen product. When heated, the product reduces viscosity and allows the heater (heat exchanger) to freely descend to the lower part of the tank, which forms in the middle of the tank a kind of volumetric slide of heat-intensive mass. FIG. 6, 7 shows the layout of the heater (heat exchanger) in the initial stage of heating the product.

Продукт, соприкасающихс с гор чими поверхност ми секций нагревател (теплообменника ), нагреваетс и вследствие уменьшени плотности поднимаетс , где растекаетс по поверхности холодного продукта . На место подн вшегос нагретого продукта к греющим секци м нагревател подтекает холодный,The product in contact with the hot surfaces of the heater sections (heat exchanger) is heated and due to a decrease in density rises where it spreads over the surface of the cold product. In place of the heated product heated up to the heating sections, the heater leaks cold,

По мере разогрева граница между гор чим и холодным продуктами опускаетс .As the heat warms up, the line between hot and cold foods descends.

причем скорость продвижени ее постепенно замедл етс из-за уменьшени скорости подтекани холодного продукта к нагревателю (теплообменнику). Чтобы эктивизиро- вать работу нагревател (теплообменника), гирл нду нагревател раскладывают по нижней образующей цистерны с помощью специального длинного предмета, например , типа рогатины 28 (фиг. 8), что позвол етmoreover, the rate of its advancement is gradually slowed down due to a decrease in the rate of flow of the cold product to the heater (heat exchanger). In order to activate the heater (heat exchanger), the heater of the heater is laid out on the lower generator of the tank with the help of a special long object, for example, of the type 28, (Fig. 8), which allows

0 разогревать и наиболее удаленные участки цистерны. На фиг. 8, 9 показаны схемы размещени нагревател (теплообменника) на стадии окончани разогрева, ганца секции 1 разложены по всей длине нижней образу5 ющей цистерны.0 to warm up and the most remote parts of the tank. FIG. 8, 9 shows the layout of the heater (heat exchanger) at the stage of the end of heating, the ganz of section 1 is laid out along the entire length of the lower forming tank.

По окончании процесса разогрева продукт сливаетс через сливной прибор 29, или выкачиваетс через люк 26 цистерны 27. Чтобы правильно ориентироватьс в оп0 ределении объема теплоемкой массы с целью своевременного разогрева застывшего продукта и его опорожнени приведен расчет автора.At the end of the heating process, the product is discharged through the drain device 29, or pumped out through the hatch 26 of the tank 27. In order to properly orient in determining the volume of heat-intensive mass in order to warm up the frozen product in time and empty it, the author’s calculation is presented.

Конфигураци секции 1 может быть раз5 личной:в форме шара, куба, призмы, цилиндрической и т.п. В данном случае секци 1 прин та в форме куба с размером каждой стороны в 300 мм. Длина промежуточного шарнирного трубопровода тоже равна 300The configuration of section 1 can be individual: in the form of a ball, a cube, a prism, a cylindrical, etc. In this case, section 1 is cube-shaped with a side of 300 mm on each side. The length of the intermediate hinge pipe is also 300

0 мм, с учетом возможности, чтобы секции нагревател (теплообменника) могли складыватьс друг с другом. Исход из этих условий , нагревающа поверхность секции исчисл етс в размере 0.5 м2. Использу 0 mm, taking into account the possibility that the heater (heat exchanger) sections can fold together. Based on these conditions, the heating surface of the section is estimated at 0.5 m2. Using

5 рекомендации - чтобы необходимо располагать подогреватель по нижней образующей цистерны и увеличить его поверхность до 30 м , получим, что необходимо иметь секций в количестве 60 шт. Шаг гирл нды5 recommendations - in order to place the heater on the lower generator of the tank and increase its surface up to 30 m, we obtain that it is necessary to have sections in the amount of 60 pieces. Pitch bend

0 равен 0.6 м. Отсюда получают общую длину гирл ндового нагревател в размере 36 м. Чтобы уменьшить длину гирл ндового нагревател примерно в 2 раза, при этом сохран общую площадь поверхности0 is equal to 0.6 m. From this, the total length of the heater of a single heater is 36 m. To reduce the length of the heater of a heater approximately 2 times, while maintaining the total surface area

5 нагрева (30 м ), то можно секции нагревател выполн ть с гофрами на боковых поверхност х (не показано). При высоте гофр 30 мм и при количестве их 5 единиц на каждой боковой стороне секции площадь поверхно0 сти нагрева секции увеличитс на 0,9 м . Отсюда определ етс необходимое количество секций в гирл нде - 33. за счет чего в итоге получаетс величина общей длины нагревател в размере 21м. Это значит, что5 heating (30 m), it is possible to perform the heater sections with corrugations on the side surfaces (not shown). With a corrugation height of 30 mm and a quantity of 5 units on each side of the section, the heating surface area of the section will increase by 0.9 m. From here, the required number of sections in the bush nde - 33 is determined. As a result, a total heater length of 21m is obtained. It means that

5 нагреватель (теплообменник) расположитс по нижней образующей цистерны в 2,5 р да. Эти приведенные цифры более приемлемы с т5чки зрени удобства и облегчени в использовании нагревател (теплообменника).с5, a heater (heat exchanger) will be located on the lower generator line of 2.5 rows. These figures are more acceptable from the standpoint of convenience and ease of use of the heater (heat exchanger). C

После завершени процесса разогрева застывшего продукта нагреватель (теплообменник ) извлекают наружу подъемным механизмом 30 и развешивают по фронту приемноразгрузочной эстакады на вешал- ках-укосинах 31 и 32 (фиг. 10).After completion of the heating process of the frozen product, the heater (heat exchanger) is removed to the outside by a lifting mechanism 30 and hanged on the front of the receiving and unloading trestle on hooks 31 and 32 (Fig. 10).

Грузоподъемный механизм 30 смонтирован на консольно-поворотном кране 33. Вешалки-укосины 31 и 32 выполнены поворотными и снабжены крючками 34, кото- рые перемещаютс по укосине с помощью роликовых опор. Секции нагревател навешивают на крючки посредством шарнирных колец 35, прикрепленных к каждой шестой секции нагревател (не изображе- но, на фиг, 11 нагреватель гирл ндовый показан в исходной позиции перед загрузкой его в цистерну).The lifting mechanism 30 is mounted on a cantilever-swiveling crane 33. The hooks 31 and 32 are rotatable and equipped with hooks 34, which are moved along the boom using roller bearings. The sections of the heater are hung on the hooks by means of hinged rings 35 attached to every sixth section of the heater (not shown, in FIG. 11, the heater is shown in its original position before loading it into the tank).

Изобретение позвол ет ускорить процесс разогрева застывшего продукта и его своевременного опорожнени из емкости (цистерны).The invention makes it possible to accelerate the process of heating the frozen product and its timely emptying from the tank (tank).

Claims

Invention Formula

The heater is preferably for heating the frozen product, including a heat exchanger fixed on a flexible suspension, characterized in that

in order to improve performance and simplify the design, the heat exchanger is connected to a flexible pipe for supplying heat transfer fluid and is made up of identical sections interconnected by means of hinges with two axes of rotation, the body of each section is made of heat-intensive material and its internal volume is bridged by two cavities, while the cavities of adjacent sections are connected by intermediate pipelines to ensure circulation of the coolant, each hinge is made in the form of anchored x on the sections of the brackets with cone-shaped sockets and holes communicated with the cavities of the sections, and cone-shaped trunnions at the ends of the intermediate pipelines that mate with the sockets of the brackets, the peripheral section is equipped with a double adapter for cutting off the heat carrier circulation, and each hinge has a mechanism in the form of a compression spring located on the intermediate sleeve between the pins, or in the form of a threaded joint.

$

TO; cm

CJ

P

AB

Phage. five

PU2.V

22 24

27

tr U2,6

i

1 G

9 games eight

at

zo

Rig.Y.

11