ЦИСТЕРНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к вагонам-цистернам для транспортировки загустевающих жидкостей.
Известна цистерна для вязких нефтепродуктов (RU 2184690 (13) С1, МПК B65D 88/74, B65G 69/20, опубл. 10.07.2002), предназначенная для транспортировки загустевающих и затвердевающих при низких температурах жидкостей, например мазута. Цистерна содержит цилиндрический котел с верхним наливным люком и нижним сливным патрубком. Внутри котла установлены в нижней его части два экрана, а в верхней части котла - пеногенератор. Пеногенератор содержит электродвигатель, пенообразователь и шнек. При работе пеногенератора образуется пена, которая диспергируется в мелкие пузырьки, внедренные в массу мазута. Образующийся мазутовоздушный дисперсоид через пенопровод подается под экраны. Дисперсоид, имеющий меньшую плотность, чем мазут, поднимается вдоль внутренних стенок цистерны. С течением времени он застывает. Теплопроводность жидкого и застывшего слоя дисперсоида в сотни раз меньше теплопроводности жидкости. Слой дисперсоида играет роль теплоизолятора, препятствующего охлаждению и загустеванию мазута. Очистка стенок котла после слива мазута требует малых трудо- и энергозатрат, т.к. застывший дисперсоид имеет прочность, в десятки раз меньшую, чем прочность застывшего мазута.
Наличие в верхней части котла пеногенератора, пенопровода, проходящего вертикально через внутреннюю полость котла, и двух экранов в нижней части котла приводит к усложнению эксплуатации цистерны для вязких нефтепродуктов, особенно затрудняется процесс очистки цистерны от остатков загустевшего мазута.
Известна цистерна для транспортировки загустевающих жидкостей, выбранная в качестве прототипа (RU 2195420 (13) С2. МПК B65D 88/74, B61D 5/02. Опубл. 27.12.2002). Цистерна представляет цилиндрический котел с верхним наливным люком, смонтированный горизонтально на надрессорных балках экипажных тележек. Котел содержит систему нагрева транспортируемой жидкости из двух гидравлически связанных друг с другом нагревательных элементов. Один из элементов предназначен для обогрева сливного вентиля, а другой, установленный наклонно от торцов емкости к сливному вентилю, способствует сливу жидкости. Цистерна содержит два тепловых аккумулятора. Аккумуляторы в цистерне установлены горизонтально от одного ее торца к другому и предназначены для препятствия внутренней конвекции и снижения темпа остывания жидкости.
Горизонтально расположенные тепловые аккумуляторы и два нагревательных элемента во внутренней полости цистерны приводят к трудностям очистки цистерны от загустевшей жидкости, т.е. к усложнению ее эксплуатации.
Задача изобретения - убрать из конструкции цистерны, детали расположенные в серединной части цилиндрического котла цистерны, что позволит значительно упростить ее эксплуатацию.
Технический результат состоит в упрощении эксплуатации цистерны Это достигается за счет использования тепловой энергии, возникающей под действием вихревых токов в электропроводящих телах.
Предлагаемая цистерна для транспортировки загустевающих жидкостей показана на фиг.1. На фиг.2 показано устройство нагревательного элемента.
Цистерна для транспортировки загустевающих жидкостей содержит цилиндрический котел 1 (фиг.1) с верхним наливным люком 2 и нижним сливным патрубком 3. Цилиндрический котел 1 смонтирован горизонтально на надрессорных балках экипажных тележек 4. Внутри цилиндрического котла 1 расположена система нагрева перевозимой жидкости, которая состоит из нагревательных элементов 5, жестко закрепленных в нижней части цилиндрического котла 1. Нагревательный элемент состоит из герметичного корпуса 6 (фиг.2), на торцах которого жестко закреплены входной 7 и выходной 8 патрубки, причем выходной патрубок 8 направлен в сторону сливного патрубка 3 (фиг.1). На стенке выходного патрубка 8 закреплено термореле 9, которое электрически соединено с входом 10 блока питания 11, выход 12 которого соединен с многофазной обмоткой 13 (фиг.2). Вместо блока 11 может быть предусмотрен электрический разъем для запитывания многофазной обмотки 13 от внешней сети во время стоянки цистерны.
Многофазная обмотка 13 уложена во внутренние пазы цилиндрического магнитопровода 14. На внутренней поверхности магнитопровода 14 жестко закреплен цилиндр 15 из электропроводящего материала, например из меди, внутри которого расположена цилиндрическая короткозамкнутая вторичная обмотка 16 с возможностью вращения, выполненная из электропроводящего материала, например, из сплава алюминия. На внутренней поверхности цилиндрической короткозамкнутой вторичной обмотки 16 жестко закреплены напорные лопасти 17. Цилиндрическая короткозамкнутая вторичная обмотка 16 и магнитопровод 14 разделены элементом 18 из самосмазывающегося неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения. Стрелками показано направление движения рабочей жидкости через внутреннюю полость цилиндрической короткозамкнутой вторичной обмотки 16.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Через верхний наливной люк 2 (фиг.1) цилиндрический котел 1 заполняется перевозимой жидкостью. После доставки цистерны в пункт разгрузки от блока питания 11 запитывается многофазная обмотка 13 (фиг.2), токи которой создают вращающееся магнитное поле, индуцирующее вихревые токи в цилиндре 15 и цилиндрической короткозамкнутой вторичной обмотке 16. Эти вихревые токи приводят к нагреву цилиндра 15 и обмотки 16, которые передают тепло перевозимой жидкости, находящейся во внутренней полости обмотки 16. Одновременно с этим, взаимодействие вращающегося магнитного поля, созданного многофазной обмоткой 13, и вихревых токов в цилиндрической короткозамкнутой вторичной обмотке 16 приводит к возникновению вращающегося момента, под действием которого обмотка 16 с напорными лопастями 17, отделенная от магнитопровода 14 элементом 18 из самосмазывающегося неэлектропроводящего материала, приходит во вращение. Таким образом, создается напор нагревательного элемента 5 (фиг.1) и разогретая жидкость поступает из выходного патрубка 8 в сторону нижнего сливного патрубка 3. Создавшееся разряжение во внутренней полости цилиндрической короткозамкнутой вторичной обмотки 16 приводит к всасыванию жидкости из цилиндрического котла 1 в нагревательный элемент 5 через входной патрубок 7.
В случае достижения предельного нагрева нагревающего элемента 5 термореле 9 отключает многофазную обмотку 13 (фиг.2) от блока питания 11 (фиг.1). После понижения температуры нагревающего элемента 5 до заданного значения термореле 9 подключает многофазную обмотку 13 (фиг.2) к блоку питания (фиг.1).
Таким образом, в заявляемом устройстве по сравнению с прототипом отсутствуют конструктивные детали, расположенные в серединной части цилиндрического котла 1 цистерны, что значительно упрощает ее эксплуатацию.