УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА СМЕРЗШЕГОСЯ ГРУЗА В ВАГОНЕ

Предлагаемое техническое решение относится к области погрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано для разогрева смерзшегося груза в вагоне с более эффективным использованием затрачиваемой электроэнергии, предназначенной для разогрева смерзшегося груза в вагоне.
Аналогичные технические решения известны см., например, рекламный проспект на разогревающее устройство «Инфрасиб» (приложение №1), созданное в ООО «Сибтехэнерго», г.Новосибирск, которое содержит:
- основание;
- параллельные ряды стоек, установленные на основании;
- рельсовый путь, расположенный на основании между параллельными рядами стоек;
- вагон со смерзшимся грузом, установленный своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек;
- верхние ряды нагревательных элементов, установленные на параллельных рядах стоек и расположенные своими теплоизлучающими поверхностями у внешних поверхностей боковых сторон вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек;
- нижние ряды нагревательных элементов, установленные на параллельных рядах стоек и наклонно расположенные своими теплоизлучающими поверхностями к внешней поверхности дна вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек;
- источник переменного напряжения, подсоединенный своими питающими выводами к питающим выводам нижних и верхних рядов нагревательных элементов.
Все вышеуказанные признаки аналогичного технического решения являются общими с предлагаемым техническим решением за исключением подсоединения питающих выводов источника переменного напряжения.
Известно также аналогичное техническое решение, выбранное в качестве (прототипа, см., книгу В.П.Черников «Топливно-транспортное хозяйство современных электростанций»; стр.64, «Новосибирское книжное (издательство», 2005 год, которое содержит:
- основание;
- параллельные ряды стоек, установленные на основании;
- рельсовый путь, расположенный на основании между параллельными рядами стоек;
- вагон со смерзшимся грузом, установленный своими колесными парами на рельсовом пути;
- верхние ряды нагревательных элементов, установленные на параллельных рядах стоек и расположенные своими теплоизлучающими поверхностями у внешних поверхностей боковых сторон вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек;
- нижние ряды нагревательных элементов, установленные на параллельных рядах стоек и наклонно расположенные своими теплоизлучающими поверхностями к внешней поверхности дна вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек;
- источник переменного напряжения, подсоединенный своими питающими выводами к питающим выводам нижних и верхних рядов нагревательных элементов.
Все вышеуказанные признаки прототипа являются общими с предлагаемым техническим решением, за исключением подсоединения питающих выводов источника переменного напряжения.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных аналогов, заключается в уменьшении электроэнергии, используемой для получения тепловой энергии и предназначенной для разогрева смерзшегося груза в вагоне.
Причиной невозможного достижения вышеуказанного технического результата является то, что сложившаяся практика в создании средств для разогрева смерзшегося груза в вагоне предусматривает, как правило, использование закрытых тепловых камер, мощных источников электрической энергии, теплогенераторов и сложных систем для подачи теплоносителя к смерзшемуся грузу, а созданию более эффективных средств, позволяющих уменьшить энергозатраты, направленные на получение тепловой энергии, эффективность использования которой при разогреве смерзшегося груза в вагоне, за счет конвенции, незначительна, должного внимания не уделялось.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания средств для разогрева смерзшегося груза в вагоне, имеющих более эффективное использование электроэнергии, предназначенной для непосредственного разогрева смерзшегося груза в вагоне, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что устройство для разогрева смерзшегося груза в вагоне содержащее основание, параллельные ряды стоек, установленные на основании, верхние ряды нагревательных элементов, установленные на параллельных рядах стоек и расположенные своими теплоизлучающими поверхностями у внешних поверхностей боковых сторон вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек, нижние ряды нагревательных
элементов, установленные на параллельных рядах стоек и наклонно расположенные своими теплоизлучающими поверхностями к внешней поверхности дна вагона со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути, расположенном на основании между параллельными рядами стоек и источник переменного напряжения низкой частоты, снабжено, как минимум, одним преобразователем переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты, подсоединенного своими входами к выходам источника переменного напряжения низкой частоты, а своими выходами к соответствующим выводам верхних и нижних рядов нагревательных элементов.
Введение, как минимум, одного преобразователя переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты и его подсоединения, как указано выше, позволяет преобразовать переменное напряжение низкой частоты (50 гц) в переменное напряжение высокой частоты (8 кгц), подать его на верхние и нижние ряды нагревательных элементов, осуществить, посредством нагревательных элементов, преобразование переменного напряжения высокой частоты в энергию инфракрасного излучения, которое полностью соответствует параметрам инфракрасного излучения, получаемого прототипом и полностью используется на разогрев смерзшегося груза в вагоне, а также осуществить преобразование переменного напряжения высокой частоты в тепловую энергию, но гораздо меньшей величины по сравнению с прототипом, которая из-за конвекции практически не используется при разогреве смерзшегося груза в вагоне, осуществить дополнительное преобразование переменного напряжения высокой частоты в энергию высокочастотного электромагнитного излучения, которая также полностью используется на разогрев смерзшегося груза в вагоне, но на ее получение используется часть электроэнергии, которая ранее (в прототипе) расходовалась на создание тепловой энергии, при преобразовании нагревательными элементами переменного напряжения низкой частоты (380 В, 50 гц) в тепловую энергию, направить энергию инфракрасного излучения, энергию высокочастотного
электромагнитного излучения и небольшую часть тепловой энергии на внешние поверхности боковых сторон и дна вагона со смерзшимся грузом и, в конечном итоге, осуществить разогрев смерзшегося груза в вагоне с более лучшим и эффективным использованием затрачиваемой электроэнергии, предназначенной для разогрева смерзшегося груза в вагоне. В чем и проявляется достижение технического результата, указанного выше.
Предлагаемое устройство для разогрева смерзшегося груза в вагоне содержит:
- основание - 1;
- параллельные ряды стоек - 2, 3, установленные на основании;
- верхние ряды нагревательных элементов - 4, 5, установленные на параллельных рядах стоек - 2, 3 и расположенные своими теплоизлучающими поверхностями у внешних поверхностей боковых сторон вагона - 6 со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути - 7, расположенном на основании - 1 между параллельными рядами стоек - 2, 3;
- нижние ряды нагревательных элементов - 8, 9, установленные на параллельных рядах стоек - 2, 3 и наклонно расположенные своими теплоизлучающими поверхностями к внешней поверхности дна вагона - 6 со смерзшимся грузом, установленного своими колесными парами на рельсовом пути - 7, расположенном на основании - 1 между параллельными рядами стоек - 2, 3;
- как минимум, один преобразователь - 10 переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты, подсоединенный своими выходами к соответствующим выводам верхних и нижних рядов нагревательных элементов - 4, 5, 8, 9;
- источник переменного напряжения (380 В, 50 гц), подсоединенный своими выходами к соответствующим входам, как минимум, одного преобразователя
- 10 переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты (8 кгц);
- боковые ограждения - 11, 12, охватывающие параллельные ряды стоек - 2, 3.
В качестве преобразователя - 10 переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты и нагревательных элементов - 4, 5, 8, 9 могут быть использованы серийно выпускаемые ООО «Магнит» г.Томск «Установки высокочастотного индукционного нагрева УИН», комплектуемые соответствующими индукторами (нагревательными элементами).
Предлагаемое устройство для разогрева смерзшегося груза в вагоне работает следующим образом.
В результате преобразования, поступающего переменного напряжения низкой частоты от источника переменного напряжения, в переменное напряжение высокой частоты, на соответствующие выводы верхних и нижних рядов нагревательных элементов (индукторов) - 4, 5, 8, 9 с выхода, как минимум, одного преобразователя - 10 переменного напряжения низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты, поступает напряжение высокой частоты.
На нагревательных элементах - 4, 5, 8, 9 происходит преобразование переменного напряжения высокой частоты в тепловую энергию, в энергию инфракрасного излучения и в энергию высокочастотного электромагнитного излучения.
При обычных условиях разогрева смерзшегося груза в вагоне, потери тепловой энергии за счет конвекции составляет 90%, что, в свою очередь, составляет 60% от общих затрат потребляемой электроэнергии 40% потребляемой энергии затрачивается на создание инфракрасного излучения, которое полностью поступает на нагрев смерзшегося груза в вагоне. Включение, как минимум, одного преобразователя - 10 переменного напряжения в переменное напряжение высокой частоты в процесс разогрева смерзшегося груза в вагоне - 6 позволяет уменьшить долю энергетических затрат направленных на создание тепловой энергии, так как часть общих затрат электроэнергии, идущих на создание тепловой энергии и теряющейся
за счет конвекции, расходуется на создание энергии высокочастотного электромагнитного поля, которая не теряется, а полностью поступает на нагрев смерзшегося груза в вагоне - 6. В результате чего общие потери электроэнергии уменьшаются на 15-20%.
По мере нагревания внешних поверхностей боковых сторон и дна вагона - 6 со смерзшимся грузом происходит и нагревание смерзшегося груза. Смерзшийся груз при своем нагревании выделяет капли воды, которые затем превращаются в пар. Образовавшийся пар, поднимаясь вертикально вверх, также нагревает смерзшийся груз в вагоне - 6, а выделенные при этом капли воды из смерзшегося груза вновь превращаются в пар. Полученный таким образом пар, проходя через смерзшийся груз, разогревает и разрушает его.
После разогрева смерзшегося груза в вагоне - 6, его отправляют на разгрузочную площадку, а на его место устанавливают следующий вагон и весь процесс разогрева смерзшегося груза в вагоне повторяется.
Таким образом, предлагаемое устройство для разогрева смерзшегося груза в вагоне, за счет создания и использования переменного напряжения более высокой частоты, при получении излучающего электромагнитного поля с поверхностей нагревательных элементов, за счет отвлечения части электроэнергии, расходуемой ранее на создание тепловой энергии, позволяет осуществить разогрев смерзшегося груза в вагоне с меньшими затратами электроэнергии. Поэтому предлагаемое устройство для разогрева смерзшегося груза в вагоне займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.