×
27.03.2014
216.012.aeaf

УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к оборудованию для систем защиты подземных трубопроводов от коррозии и может быть использовано для получения электрической энергии для питания катодной станции за счет тепла перемещаемого газа или жидкости в трубопроводе. Устройство содержит источник питания, соединенный с силовым блоком, который соединен кабелями с участком защищаемого трубопровода и анодным заземлителем, при этом в качестве источника питания оно содержит термоэлектрический генератор, представляющий собой отрезок трубы, включенный в защищаемый трубопровод, соединенный с ним через фланцы и выполненный с кольцевым оребрением из изоляционного диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которого, повторяя очертания продольного разреза кольцевых ребер вокруг отрезка трубы по всей его длине, помещены парные зигзагообразные ряды теплоэлектрических секций, одиночные ряды которых состоят из размещенных поочередно и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков из разных металлов M1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения, причем свободные концы одиночных рядов каждого парного ряда с одной стороны отрезка трубы соединены между собой перемычками, а с противоположной - присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными через токовыводы с силовым блоком. Технический результат - повышение надежности и эффективности защиты трубопровода от коррозии. 6 ил.
Основные результаты: Устройство для термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии, содержащее источник питания, соединенный с силовым блоком, который соединен кабелями с участком защищаемого трубопровода и анодным заземлителем, отличающееся тем, что в качестве источника питания оно содержит термоэлектрический генератор, представляющий собой отрезок трубы, включенный в защищаемый трубопровод, соединенный с ним через фланцы и выполненный с кольцевым оребрением из изоляционного диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которого, повторяя очертания продольного разреза кольцевых ребер вокруг отрезка трубы по всей его длине, помещены парные зигзагообразные ряды теплоэлектрических секций, одиночные ряды которых состоят из размещенных поочередно и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения вблизи кромки ребра и поверхности трубы соответственно, причем свободные концы одиночных рядов каждого парного ряда с одной стороны отрезка трубы соединены между собой перемычками, а с противоположной - присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными через токовыводы с силовым блоком.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для систем защиты подземных трубопроводов от коррозии, а именно для получения электрической энергии для питания катодной станции за счет тепла перемещаемого газа или жидкости в трубопроводе.

Известно устройство для совместной защиты от коррозии подземных металлических объектов, содержащее источники питания, анодные заземления, блоки питания и электроды сравнения [Патент РФ№656374, МПК C23F 13/00, 2000].

Основным недостатком известного устройства является необходимость постоянного электроснабжения источников питания от электросети, что снижает его надежность и эффективность.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является автономное устройство для катодной зашиты трубопроводов, содержащее источник ЭДС, соединенный с анодным заземлением и защищаемым трубопроводом, причем источник ЭДС представляет собой движущий орган, который передает кинетическую энергию движущегося потока газа (жидкости) в трубопроводе на вал генератора через стабилизатор частоты в силовой блок, где преобразуется в необходимое для катодной защиты напряжение [Патент РФ №1823524, МПК C23F 13/00, 1995].

Основными недостатками известного устройства являются сложность его конструкции, которая включает в себя, как минимум, турбину и электрогенератор, и создаваемое турбиной дополнительное гидравлическое сопротивление в защищаемом трубопроводе, что снижает надежность и эффективность устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии.

Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии содержит источник питания, соединенный с силовым блоком, который соединен кабелями с участком защищаемого трубопровода и анодным заземлителем, причем источник ЭДС представляет собой отрезок трубы, включенный в защищаемый трубопровод и соединенной с ним через фланцы, покрытой изоляционным слоем из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, выполненным в форме кольцевого оребрения с кольцевыми ребрами, внутри которого, повторяя очертания его продольного разреза вокруг отрезка трубы по всей ее длине, помещены парные зигзагообразные ряды теплоэлектрических секций, одиночные ряды которых состоят из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения, вблизи кромки ребра и поверхности трубы соответственно, причем свободные концы одиночных рядов каждого парного ряда с одной стороны отрезка трубы соединены между собой перемычками, а с противоположной - присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными через токовыводы, с силовым блоком.

На фиг.1 представлены общий вид и разрез устройства термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии, на фиг.2-6 -источник питания (ЭДС).

Предлагаемое устройство термоэлектрической защиты трубопровода содержит источник питания (ЭДС) 1, соединенный с силовым блоком 2, который, в свою очередь, соединен соединительными кабелями 3 и 4 с участком защищаемого трубопровода 5 и анодным заземлителем 6, причем генератор 1 представляет собой отрезок трубы 7, включенный в защищаемый трубопровод 5 и соединенный с ним через фланцы 8, покрытый изоляционным слоем из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью 9, выполненным в форме кольцевого оребрения с кольцевыми ребрами 10, внутри которого, повторяя очертания его продольного разреза вокруг трубы 7 по всей ее длине, помещены парные зигзагообразные ряды 11 теплоэлектрических секций (ТЭС) 12, одиночные ряды которых состоят из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 14. Каждый ТЭП 14 состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения, вблизи кромки ребра 10 и поверхности трубы 7 соответственно, причем свободные концы одиночных рядов каждого парного ряда 11 с одной стороны ТЭС 12 соединены между собой перемычками 15, а с противоположной - присоединены к коллекторам с одноименными зарядами 16 и 17, соединенными через токовыводы 18 и 19 с силовым блоком 2.

Предлагаемое устройство термоэлектрической защиты трубопроводов, представленное на фиг.1-6, работает следующим образом.

После заполнения трубопровода 5 и начала движения в нем газа (жидкости) с температурой tГ выше, чем температура грунта tЗ, который соприкасается с наружной поверхностью источника питания (ЭДС) 1, представляющей собой слой из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью 9, выполненный в форме кольцевого оребрения с кольцевыми ребрами 10. При этом, в результате теплообмена между горячим газом (водой), движущимся по трубе 7 и окружающим грунтом, нагревается зона нагрева, состоящая из слоя материала 9, прилегающего к стенке трубы 7, в промежутке между смежными ребрами 10, в которой происходит нагрев двухслойных расплющенных концов ТЭП 14, выполненных из металлов М1 и М2, расположенных параллельно поверхности трубы 7 за счет передачи тепла теплопроводностью через слой материала 9, обладающего высокой теплопроводностью от стенки трубы 7 и охлаждение кромок ребер 10 от холодного грунта, в которых происходит охлаждение двухслойных расплющенных, плотно прижатых друг к другу, концов ТЭП 14, выполненным из металлов М1 и М2, расположенных в кромках ребер 10, которые охлаждаются при этом. Конструкция двухслойных концов ТЭП 14 позволяет увеличить количество переходящего тепла за счет повышенной площади их контакта с зонами нагрева и охлаждения и высокой площади контакта слоев самих металлов М1 и М2, соединенных между собой (например, спайкой). Кроме того, процесс теплообмена от материала 9 к спаям металлов М1 и М2 ТЭП 14 интенсифицируется за счет передачи его теплопроводностью, скорость которой при высоком значении коэффициента теплопроводности значительно выше, чем скорость передачи тепла за счет конвекции [И.Н. Сушкин. Теплотехника. - М.: «Металлургия», 1973, с.195-198]. В результате теплообменных процессов, происходящих между газом в трубе 7 и наружным грунтом, происходит нагрев двухслойных спаев, состоящих из плотно соединенных между собой слоев металлов М1 и М2, расположенных в зоне нагрева, и охлаждение двухслойных спаев, выполненных также из металлов М1 и М2, расположенных в зоне охлаждения каждой ТЭП 14, соединенных между собой, что создает разность температур между зонами нагрева и охлаждения, в результате которой происходит эмиссия электронов во всех ТЭП 14 и, соответственно, возникновение в парных зигзагообразных рядах 11 термоэлектричества [С.Г. Калашников. Электричество. - М.: «Наука», 1970, с.502-506], которое суммируется на коллекторах 16 и 17 и через тоководы 18 и 19 поступает в силовой блок 2, где создается требуемое напряжение и сила тока (на фиг.1-6 не показаны), после чего через соединительные кабели 3 и 4 ток с необходимыми параметрами подается на защищаемый участок трубопровода 5 и анодный заземлитель 6.

При проведении экспериментальных исследований было установлено, что источник ЭДС с теплообменной поверхностью 170×120 мм (0,02 м2), выполненный из 160 ТЭП (парных отрезков металлов М1-хромель и М2-копель), позволяет при разности температур холодной и горячей среды от 30°C до 230°C (в качестве сред использовали воздух при разных температурах) на холодных и горячих спаях металлов М1 и М2 получать постоянный электрический ток напряжением от 0,23 до 2,8 В, силой тока от 0,01 до 0,15 А и мощностью от 0,002 до 0,42 Вт [Ежов B.C., Семичева Н.Е. Использование низкопотенциальной тепловой энергии для электроснабжения зданий. Известия Юго-Западного государственного университета. - Курск, №1, 2012. - С.56-62]. Расчеты на основании экспериментальных данных (без учета потерь) показывают, что источник ЭДС с теплообменной поверхностью 1 м2 при этих условиях позволяет получать постоянный электрический ток напряжением (выходное напряжение) от 11,5 до 140 В, силой тока от 0,5 до 6,5 А и мощностью от 5,75 до 810 Вт. Для сравнения - выходное напряжение известной станции катодной защиты «Минерва-3000», Uвых=96 В.

Вышеприведенные данные показывают, что величина разности электрического потенциала и силы тока на токовыводах 18 и 19 источника питания (ЭДС) 1 зависит от разности температур на спаях металлов М1 и М2, их характеристик, количества ТЭП 14 в парных рядах 11 и их числа. При необходимости устанавливают несколько источников питания 1. Требуемые напряжение U и силу тока I получают путем суммирования и трансформации получаемого ими тока в силовом блоке 2.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает автономное энергоснабжение катодной защиты и позволяет упростить конструкцию источника питания, что повышает надежность и эффективность защиты трубопроводов от коррозии.

Устройство для термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии, содержащее источник питания, соединенный с силовым блоком, который соединен кабелями с участком защищаемого трубопровода и анодным заземлителем, отличающееся тем, что в качестве источника питания оно содержит термоэлектрический генератор, представляющий собой отрезок трубы, включенный в защищаемый трубопровод, соединенный с ним через фланцы и выполненный с кольцевым оребрением из изоляционного диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которого, повторяя очертания продольного разреза кольцевых ребер вокруг отрезка трубы по всей его длине, помещены парные зигзагообразные ряды теплоэлектрических секций, одиночные ряды которых состоят из размещенных поочередно и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения вблизи кромки ребра и поверхности трубы соответственно, причем свободные концы одиночных рядов каждого парного ряда с одной стороны отрезка трубы соединены между собой перемычками, а с противоположной - присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными через токовыводы с силовым блоком.
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
УСТРОЙСТВО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 85 items.
27.01.2013
№216.012.2094

Способ и устройство для утилизации органических компонентов городских и промышленных отдохов

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. Способ утилизации органических компонентов городских и промышленных отходов включает измельчение и смешивание органических компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473841
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2433

Полифункциональный ступенчатый вихревой обогреватель

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для обогрева помещений и основного оборудования газораспределительных станций и газораспределительных пунктов путем трансформации энергии давления транспортируемого газа в тепловую. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474769
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f51

Способ и устройство для полной утилизации дымовых газов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, а именно для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов. Способ полной утилизации дымовых газов включает смешение дымовых газов с озоновоздушной смесью, охлаждение до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477648
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.07.2013
№216.012.54c2

Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при нагревании воздуха, подаваемого на горение теплом дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности полифункционального стеклоблочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487301
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d92

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для утилизации тепловой энергии природных источников, а именно трансформации тепловой энергии солнца, наружного воздуха и воды в механическую и электрическую для перемещения водного транспортного средства. Паротурбинная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489575
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5dec

Бесшумная теплотрубная система охлаждения

Бесшумная теплотрубная система охлаждения включает источник тепла, закрытый плоский теплотрубный испаритель и конденсатор, снабженные паровыми и жидкостными патрубками, соединенными между собой паропроводом и конденсатопроводом. В испарителе внутренняя поверхность днища покрыта фитилем. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489665
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6163

Теплоэлектрический генератор

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490563
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6ccd

Теплоэлектрический генератор для автономного энергоснабжения

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для обеспечивания тепловой и электрической энергией индивидуальных домов и квартир. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического генератора. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493504
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6ce2

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493525
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ff6

Комплексный регенеративный роторный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494313
Дата охранного документа: 27.09.2013
Showing 1-10 of 32 items.
10.01.2013
№216.012.19b0

Устройство для сжигания отходов

Изобретение относится к устройствам для термической переработки мусора, бытовых и промышленных отходов. Технический результат: поддержание при длительной эксплуатации постоянства производительности и снижение энергозатрат на монтажно-демонтажные работы, связанные с очисткой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472068
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.05.2013
№216.012.4378

Способ получения микрокапсул лекарственных препаратов группы цефалоспоринов в конжаковой камеди в диэтиловом эфире

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов группы цефалоспоринов, относящихся к β-лактамным антибиотикам. В способе микрокапсулирования препаратов группы цефалоспоринов в качестве оболочки микрокапсул используется конжаковая камедь, получение микрокапсул...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482849
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.5205

Способ и устройство инвариантной идентификации отпечатков пальцев по ключевым точкам

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в автоматических дактилоскопических идентификационных системах на базе специализированных электронных вычислительных машин. Техническим результатом является создание специализированного вычислительного устройства для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486590
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.5791

Свеклонасос

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в сахарной промышленности. Свеклонасос содержит корпус с патрубками и консольно установленное на валу рабочее колесо. На внутренней поверхности корпуса и поверхностях колеса размещены покрытия из эластичного материала. Изогнутая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488025
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.58f6

Способ получения микрокапсул риванола в водорастворимых полимерах

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов на примере риванола, который может быть использован в качестве противомикробного, противогрибкового препарата наружного применения. Способ получения микрокапсул риванола в водорастворимом полимере, представляющем собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488395
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d92

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для утилизации тепловой энергии природных источников, а именно трансформации тепловой энергии солнца, наружного воздуха и воды в механическую и электрическую для перемещения водного транспортного средства. Паротурбинная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489575
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6163

Теплоэлектрический генератор

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490563
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6ce2

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493525
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ff6

Комплексный регенеративный роторный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494313
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7865

Способ получения микрокапсул

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов, витаминов, гербицидов, ароматизаторов и полисахаридов. Получение микрокапсул осуществляется физико-химическим способом осаждения нерастворителем с использованием бензола в качестве осадителя. Изобретение обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496483
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД