RU2005689C1

RU2005689C1 - Heater

Info

Publication number: RU2005689C1
Authority: RU
Inventors: Нуретдин Хаертдинович Хаертдинов
Original assignee: Нуретдин Хаертдинович Хаертдинов
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: heater is made up of string of identical sections interconnected by flexible joint-like ties. Each section is made of heat absorbing material. Spaces of adjacent sections are connected to provide circulation of heat carrier by intermediate flexible pipelines, each provided with antibreak collar guard made in form of cylindrical coiled wire spring-spiral working in compression. Heater is connected to two flexible pipelines. Heat carrier (steam) is delivered along one pipeline, and condensate is removed along the other pipeline. Heater is connected to flexible hanger to lower heat exchanger into tank and lifting it out by means of hoisting mechanism. EFFECT: enlarged operating capabilities. 9 dwg

Description

Изобретение относится к средствам нагрева различных жидких сред, в частности застывших нефтепродуктов на железнодорожном транспорте (в цистернах). The invention relates to means for heating various liquid media, in particular, frozen oil products in rail transport (in tanks).

Цель изобретения - упрощение конструкции нагревателя. При этом обеспечивается устранение вероятности возгорания разогреваемого продукта и увеличения объема теплоемкой массы для ускоренного разогpева застывшего продукта. The purpose of the invention is to simplify the design of the heater. This eliminates the likelihood of ignition of the heated product and an increase in the volume of the heat-absorbing mass for accelerated heating of the solidified product.

На фиг. 1 изображен нагреватель, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема размещения нагревателя в цистерне в начальной стадии разогрева продукта, вид спереди; на фиг. 5 - то же, вид в сечении сбоку; на фиг. 6 - схема размещения нагревателя в цистерне на стадии окончания разогрева продукта, вид спереди; на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 - схема размещения нагревателя на приемораздаточной эстакаде; на фиг. 9 - то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows a heater, a general view; in FIG. 2 - node I in FIG. 1; in FIG. 3 is a view A in FIG. 2; in FIG. 4 is a diagram of a heater in a tank at the initial stage of heating the product, front view; in FIG. 5 is the same side view in section; in FIG. 6 is a front view of the arrangement of a heater in a tank at the stage of completion of heating of a product; in FIG. 7 - same, top view; in FIG. 8 is a diagram of a heater arrangement on a receiving and distribution rack; in FIG. 9 is the same side view.

Нагреватель содержит теплообменник, выполненный из идентичных секций 1, последовательно соединенных друг с другом посредством промежуточных гибких трубопроводов 2 и шарнирообразных гибких связей 3 с возможностью складывания во взаимно перпендикулярных плоскостях, периферийную секцию, подключенную к гибкому трубопроводу 4, предназначенную для вывода конденсата (обрата), гибкий трубопровод 5, подключенный к периферийной секции теплообменника для подачи теплоносителя, и гибкую подвеску 6 грузоподъемного механизма (на фиг. 1 стрелками показано движение теплоносителя с надписями "пар" и "обрат"). The heater comprises a heat exchanger made of identical sections 1 connected in series with each other by means of intermediate flexible pipelines 2 and articulated flexible couplings 3 with the possibility of folding in mutually perpendicular planes, a peripheral section connected to the flexible pipe 4, designed to remove condensate (return), a flexible pipe 5 connected to a peripheral section of a heat exchanger for supplying a heat carrier, and a flexible suspension 6 of a load-lifting mechanism (in Fig. 1, arrows so far The movement of the coolant with the inscriptions "steam" and "reverse" is indicated).

Корпус каждой секции 1 выполнен из теплоемкого материала с внутренней полостью 7 для прохождения теплоносителя. Корпус снабжен ушками 8, с которыми шарнирно сопряжены гибкие связи 3, выполненные в виде цепи или тросика. Промежуточные гибкие трубопроводы 2, а также гибкий трубопровод 4 ограждены витыми проволочными противоизломными манжетами 9 и 10. Противоизломные манжеты 9 промежуточных гибких трубопроводов 2 выполнены в виде витой, работающей на сжатие, проволочно-цилиндрической пружины-спирали с расчетом, чтобы внутренний диаметр витков имел зазор по отношению к наружному диаметру промежуточного трубопровода с возможностью их взаимного перемещения. Кромки витков пружины-спирали выполнены с определенным просветом, чтобы манжета могла иметь возможность сжиматься. Такое свойство противоизломной манжеты должно быть для того, чтобы при сборке секций нагревателя манжета давала возможность вворачивать в секции гибкие промежуточные трубопроводы. Для этого необходимо предварительно сжать витки манжеты до определенного размера, чтобы потом можно было инструментом подойти к ниппельному соединению промежуточного трубопровода. После операции соединения или разъединения секций манжета разжимается и принимает свое свободное состояние. Торцевыми поверхностями на концах манжета свободно упирается в противоположные стенки смежных секций. The housing of each section 1 is made of heat-resistant material with an internal cavity 7 for the passage of coolant. The housing is equipped with ears 8, with which the flexible connections 3, made in the form of a chain or cable, are articulated. The intermediate flexible pipelines 2, as well as the flexible pipeline 4 are fenced with twisted wire anti-fracture cuffs 9 and 10. The anti-fracture cuffs 9 of the intermediate flexible pipelines 2 are made in the form of a twisted, compressive wire-coil spring with the expectation that the inner diameter of the coils has a gap in relation to the outer diameter of the intermediate pipeline with the possibility of their mutual movement. The edges of the coils of the spring-spiral are made with a certain clearance so that the cuff can be compressed. Such a property of the anti-burglar cuff should be such that during assembly of the heater sections the cuff makes it possible to screw flexible intermediate pipelines into the sections. To do this, it is necessary to pre-compress the cuff turns to a certain size, so that later you can use the tool to approach the nipple connection of the intermediate pipeline. After the operation of connecting or disconnecting the sections, the cuff unclenches and assumes its free state. The end surfaces at the ends of the cuff freely rests on opposite walls of adjacent sections.

При такой конструкции противоизломной манжеты можно осуществить сборку и разборку секций теплообменника и создать условия свободного изгиба промежуточного гибкого трубопровода по допускаемому наименьшему радиусу. При создании это также обеспечивает возможность секциям складываться друг с другом. With this design of the anti-burglar cuff, it is possible to assemble and disassemble the sections of the heat exchanger and create conditions for the free bending of the intermediate flexible pipe along the permissible smallest radius. When created, this also provides the ability for the sections to stack together.

Присоединение концевых гибких трубопроводов 2, 4, 5 выполнено посредством штуцера 11, накидной гайки 12, ниппеля 13 и гайки 14. Гибкие шарнирообразные связи 3 своими концами присоединены к ушкам 8 с помощью пальцев 15, которые фиксируются шплинтами 16 (фиг. 3). The connection of the end flexible pipelines 2, 4, 5 is made by means of a fitting 11, a union nut 12, a nipple 13 and a nut 14. Flexible hinge-shaped connections 3 are connected at their ends to the ears 8 by means of the fingers 15, which are fixed with cotter pins 16 (Fig. 3).

Работу с нагревателем гирляндовым осуществляют следующим образом. Work with a garland heater is as follows.

Перед началом работы в теплообменник впускают теплоноситель, после чего с помощью грузоподъемного механизма теплообменник плавно опускают через люк 17 в цистерну 18 с застывшим продуктом (фиг. 4). Разогреваясь, продукт снижает вязкость и позволяет теплообменнику беспрепятственно опуститься на дно емкости цистерны, который образует в ее середине своеобразную объемную горку теплоемкой массы. Before starting work, a coolant is admitted into the heat exchanger, after which, using a lifting mechanism, the heat exchanger is smoothly lowered through the hatch 17 into the tank 18 with a frozen product (Fig. 4). Warming up, the product reduces viscosity and allows the heat exchanger to freely sink to the bottom of the tank, which forms in its middle a kind of volume slide of a heat-intensive mass.

На фиг. 4 и фиг. 5 показаны схемы размещения теплообменника в начальной стадии разогрева продукта. In FIG. 4 and FIG. 5 shows the layout of the heat exchanger in the initial stage of heating the product.

Продукт, соприкасающийся с горячими поверхностями секций 1, нагревается и вследствие уменьшения плотности поднимается вверх, где растекается по поверхности холодного продукта. На место поднявшегося вверх продукта к греющим секциям подтекает холодный. По мере разогрева граница между горячим и холодным продуктами движется вниз, причем скорость продвижения ее постепенно замедляется из-за уменьшения скорости подтекания холодного продукта к теплообменнику. Чтобы активизировать работу теплообменника, гирлянду нагревателя раскладывают по нижней образующей цистерны с помощью специального длинного предмета, например типа рогатины 19 (фиг. 6), что позволяет разогревать удаленные участки цистерны. The product in contact with the hot surfaces of the sections 1 is heated and, due to a decrease in density, rises up, where it spreads over the surface of the cold product. In place of the product that has risen up, cold leaks to the heating sections. As it warms up, the boundary between hot and cold products moves downward, and its progression rate gradually slows down due to a decrease in the rate of leakage of the cold product to the heat exchanger. To activate the heat exchanger, the heater garland is laid out along the lower generatrix of the tank with the help of a special long object, for example, the type of cattle 19 (Fig. 6), which allows heating remote sections of the tank.

После окончания процесса разогрева продукт сливается через сливной прибор 20, либо выкачивается через люк 17 цистерны 18. На фиг. 6 и 7 показаны схемы размещения теплообменника в цистерне на стадии окончания разогрева продукта. After the heating process is completed, the product is drained through the drain device 20, or is pumped out through the hatch 17 of the tank 18. In FIG. 6 and 7 show the layout of the heat exchanger in the tank at the stage of completion of the heating of the product.

Чтобы правильно ориентироваться в определении объема теплоемкой массы, с целью своевременного разогрева застывшего продукта и его опорожнения из емкости, приведен для примера следующий расчет. In order to correctly navigate in determining the volume of the heat-intensive mass, with the aim of timely heating of the frozen product and its emptying from the tank, the following calculation is given as an example.

Конфигурация секции 1 может быть различной: в форме шара, куба, призмы, цилиндра и т. п. В данном случае секция 1 принята в форме куба с размером стороны в 300 мм. Длина промежуточного гибкого трубопровода тоже равна 300 мм с учетом возможности складывания секций теплообменника друг с другом. Исходя из этих условий, нагревающая поверхность секции исчисляется в размере 0,5 м². Используя рекомендацию, что необходимо располагать подогреватель по нижней образующей емкости (цистерны) и увеличить его поверхность до 30 м², получается, что необходимо 60 секций. Шаг гирлянды равен 0,6 м. Отсюда получают общую длину гирляндового нагревателя в размере 36 м. Чтобы уменьшить длину гирляндового нагревателя примерно в 2 раза, сохранив при этом общую площадь поверхности нагрева (30 м²), то можно секции нагревателя выполнить с гофрами на боковых поверхностях (не показано). Тогда при высоте гофров в 30 мм и при количестве их в 5 единиц на каждой боковой стороне секции площадь поверхности нагрева секции увеличится до 0,9 м². Отсюда определяют необходимое количество секций в гирлянде - 33 штуки, из чего в итоге получают величину общей длины нагревателя в размере 21 м. Это значит, что теплообменник расположится по нижней образующей цистерны в 2,5 ряда. Приведенные цифры более приемлемы с точки зрения удобства и облегчения в использовании теплообменника.The configuration of section 1 can be different: in the form of a ball, a cube, a prism, a cylinder, etc. In this case, section 1 is adopted in the form of a cube with a side size of 300 mm. The length of the intermediate flexible pipe is also 300 mm, taking into account the possibility of folding the heat exchanger sections with each other. Based on these conditions, the heating surface of the section is calculated in the amount of 0.5 m ² . Using the recommendation that it is necessary to position the heater along the lower generatrix of the tank (tank) and increase its surface to 30 m ² , it turns out that 60 sections are necessary. The garland pitch is 0.6 m. From this, the total length of the garland heater is obtained in the amount of 36 m. To reduce the length of the garland heater by about 2 times, while maintaining the total heating surface area (30 m ² ), it is possible to perform heater sections with side surfaces (not shown). Then, 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 to 0.9 m ² . From this, the required number of sections in the garland is determined - 33 pieces, from which as a result, the total length of the heater is obtained in the amount of 21 m. This means that the heat exchanger will be located along the lower generatrix of the tank in 2.5 rows. The above figures are more acceptable in terms of convenience and ease of use of the heat exchanger.

По завершению процесса разогрева застывшего продукта теплообменник извлекают наружу подъемным механизмом 21 и развешивают по фронту приемно-разгрузочной эстакады 22 на вешалках-укосинах 23 и 24 (фиг. 8). Upon completion of the heating process of the solidified product, the heat exchanger is removed to the outside by the lifting mechanism 21 and hung on the front of the loading and unloading trestle 22 on hangers-jibs 23 and 24 (Fig. 8).

Грузоподъемный механизм 21 смонтирован на консольно-поворотном кране 25. Вешалки-укосины 23 и 24 выполнены поворотными и снабжены крючками 26, которые перемещаются по укосине с помощью роликовых опор. Секции нагревателя навешиваются на крючки посредством шарнирных колец 27, прикрепленных к каждой шестой секции нагревателя (не показано). На фиг. 9 нагреватель гирляндовый показан в исходной позиции перед загрузкой его в цистерну. The lifting mechanism 21 is mounted on a jib crane 25. Hangers-jibs 23 and 24 are made swivel and equipped with hooks 26 that move along the jib using roller bearings. Heater sections are hung on hooks by hinge rings 27 attached to every sixth section of the heater (not shown). In FIG. 9, the daisy-chain heater is shown in its original position before loading it into the tank.

Изобретение позволяет обеспечить ускоренный процесс разогрева застывшего продукта и его своевременного опорожнения из емкости (цистерны). The invention allows to provide an accelerated process of heating the frozen product and its timely emptying from the tank (tank).

(56) Балайка Б. и др. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности. М. : Машгиз, 1962, с. 195-201. (56) Balayka B. et al. Heat transfer processes in the apparatus of the chemical industry. M.: Mashgiz, 1962, p. 195-201.

Патент США N 1472488, кл. 126, опублик. 1923. U.S. Patent No. 1,472,488, Cl. 126, published. 1923.

Авторское свидетельство СССР N 1119933, кл. В 65 D 88/74, 1982. USSR author's certificate N 1119933, cl. B 65 D 88/74, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1021860, кл. F 16 L 11/10, 1982. USSR author's certificate N 1021860, cl. F 16 L 11/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 838257, кл. F 16 L 11/02, 1974. USSR author's certificate N 838257, cl. F 16 L 11/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР N 1567457, кл. B 65 D 88/74, 1987. USSR author's certificate N 1567457, cl. B 65 D 88/74, 1987.

Claims

A HEATER mainly for heating a frozen product, including a heat exchanger mounted on a flexible suspension, connected to a flexible pipe for supplying a heat transfer medium, characterized in that, in order to simplify the design, the heat exchanger is made up of identical sections interconnected by hinge-shaped connections with the possibility of folding perpendicular to the planes, each section is made of heat-sensitive material, the cavities of adjacent sections are connected by intermediate flexible pipes odes, each of which is protected by an anti-burglar cuff placed between adjacent sections, made in the form of a twisted, compressive coil spring, the inner diameter of the coils of the coil spring being larger than the outer diameter of the intermediate flexible pipe.