способ транспортировки и слива высоковязких текучих сред

Формула изобретения

Способ транспортировки и слива высоковязких текучих сред, включающий индукционный низкотемпературный нагрев пристеночного тонкого слоя продукта, с одновременной вибрацией с помощью стенки емкости транспорта и хранения, отличающийся тем, что нагрев и вибрационное воздействие осуществляют импульсными токами, протекающими в индукторе, установленном снаружи емкости, и создающими импульсное магнитное поле высокой напряженности, обеспечивающее дополнительно магнитострикционный эффект в корпусе емкости, выполненном из ферромагнитного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспорту и разгрузке продуктов в холодном и вязком состоянии, например нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано для поддержания температуры при железнодорожной и автомобильной транспортировке, а также для ускоренного опорожнения железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей и емкостей хранения и для повышения эффективности трубопроводного транспорта высоковязких нефтей и иных текучих сред.

Известен способ транспортировки и слива вязких нефтепродуктов, заключающийся в среднечастотном (от 500-10000 Гц) индукционном нагреве металлических стенок трубопроводов, резервуаров и цистерн. При наведении индуцированного (вихревого) тока внутри металла электромагнитная энергия превращается в тепловую. Выделение тепла способствует повышению температуры пристеночного слоя нефтепродукта и, следовательно, снижению его вязкости и повышению текучести [Макулов И.А., Мамаев Н.М., Конесев С.Г. Применение систем среднечастотного индукционного нагрева при транспортировке нефтепродукта// Научно-технический журнал "Нефтегазовое дело". Том 6 (2008). № 2].

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность при транспорте и разгрузке продуктов в холодном и вязком состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому (прототипом) является способ слива вязкого продукта в холодном состоянии из котла железнодорожной цистерны, при котором осуществляют индукционный нагрев токами промышленной частоты стенки котла с последующей передачей тепла пристеночному слою продукта и одновременно при этом подвергают вибрации стенки котла железнодорожной цистерны [патент РФ № 2014280, МПК B67D 5/00, 18.10.1991].

Постоянная вибрация способствует разрушению пограничного пристеночного слоя продукта и ускорению процесса слива и зачистки котла цистерны. Совместное применение нагрева и вибрации позволяет использовать принцип скольжения холодного продукта по горячей вибрирующей поверхности, при котором температура в прилегающем слое повышается, а вязкость резко падает.

Одним из недостатков данного способа является работа индукционной системы на промышленной частоте, что увеличивает громоздкость конструкции и лишает возможности управления тепловым потоком в индукционной системе.

Кроме того, существенным недостатком метода является постоянное сконцентрированное механическое воздействие на стенку котла (резервуара, трубопровода), так как ударяющие свободные возвратно-поступательные движения могут вызывать механическое разрушение емкости и самого магнитопровода в местах ударов магнитопроводом. Также к недостаткам можно отнести и ограничение области вибровоздействия, поскольку механические вибрации вызываются лишь вблизи магнитного сердечника.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности трубопроводной перекачки и слива высоковязких текучих сред.

Поставленная задача достигается тем, в способе транспортировки и слива высоковязких текучих сред, включающем индукционный низкотемпературный нагрев пристеночного тонкого слоя продукта, с одновременной вибрацией с помощью стенки емкости транспорта и хранения, нагрев и вибрационное воздействие осуществляют импульсными токами, протекающими в индукторе и создающими импульсное магнитное поле высокой напряженности, обеспечивающее дополнительно магнитострикционный эффект в ферромагнитном материале корпуса емкости транспорта и хранения.

Повышение эффективности трубопроводной перекачки и слива высоковязких текучих сред при использовании предлагаемого способа можно объяснить следующим образом.

Формирование электромагнитного поля предлагается осуществлять импульсными токами, позволяющими создавать импульсное электромагнитное поле большой напряженности. Снаружи корпуса емкости транспорта, который изготовлен из ферромагнитного материала, устанавливается индуктор. Процесс индукционного нагрева корпуса емкости токами Фуко, создаваемыми импульсным магнитным полем, будет сопровождаться возникновением сил электромеханического взаимодействия между вихревыми токами, наведенными в стенках корпуса емкости при пересечении их силовыми магнитными линиями импульсного магнитного поля, и самим магнитным потоком. При этом электрическая энергия непосредственно преобразуется в механическую, и импульс давления магнитного поля действует непосредственно на корпус без участия какой-либо передающей среды.

Кроме того, в ферромагнитном корпусе емкости возникает эффект магнитострикции, который также проявляется в микровибрации стенки ферромагнитного корпуса емкости. Таким образом, уменьшение вязкости и повышение текучести пристеночного слоя высоковязкой среды обеспечивается одновременным воздействием импульсного индукционного нагрева и возникающих при этом вибрации и магнитострикции.