×
27.08.2016
216.015.4f34

Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОБОГРЕВА ТРУБОПРОВОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технике нагрева с помощью электромагнитных микро- и радиоволн, а именно может быть использовано для нагрева трубопроводов в различных отраслях народного хозяйства и техники, а также для защиты от замерзания продуктов, протекающих внутри трубопроводов. Система обогрева трубопроводов содержит источник электромагнитных микро- или радиоволн (3) и волновод (2). Волновод выполнен круглой или прямоугольной формы, который при помощи передающего тракта соединен с источником электромагнитных микро- или радиоволн, а другой конец его замкнут. Включение или отключение источника микроволнового излучения осуществляется системой управления, которая содержит, по меньшей мере, один датчик температуры (5, 6) и блок системы управления (7). Изобретение обеспечивает дополнительный нагрев волновода и, следовательно, трубопровода, предотвращая кристаллизацию продукта. 3 ил.
Основные результаты: Система обогрева трубопроводов, содержащая источник электромагнитных микро- или радиоволн, волновод, отличающаяся тем, что волновод выполнен круглой или прямоугольной формы, который при помощи передающего тракта соединен одним концом с источником электромагнитных микро- или радиоволн, а другой конец замкнут, включение или отключение источника микроволнового излучения осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок системы управления.

Изобретение относится к технике нагрева с помощью электромагнитных микро- и радиоволн, а именно может быть использовано для нагрева трубопроводов в различных отраслях народного хозяйства и техники, а также для защиты от замерзания продуктов, протекающих внутри трубопроводов.

Известны способ микроволновой обработки жидкой водонефтяной смеси и устройство для его осуществления [RU 2327865 С1, МПК Е21В 43/34, Н05В 6/64, опубл. 27.06.2008]. Устройство содержит узел ввода СВЧ-энергии, расположенный с торца трубопровода, связанный с источником электромагнитных колебаний посредством СВЧ-тракта, узел ввода обрабатываемой смеси, расположенный на боковой стенке возле узла ввода СВЧ-энергии, отличающееся тем, что в узел ввода обрабатываемой смеси герметично установлены первый датчик температуры и блок измерения скорости потока, в выходном участке трубопровода вне зоны воздействия электромагнитного поля СВЧ также установлены второй датчик температуры, первый узел отбора обрабатываемой среды, соединяющий одновременно трубопровод с блоком измерения плотности, с блоком измерения теплоемкости, с блоком измерения теплопроводности, с блоком измерения диэлектрической проницаемости обрабатываемой среды, и установлен второй узел отбора, соединяющий одновременно блок измерения плотности, блок измерения теплоемкости, блок измерения теплопроводности, блок измерения диэлектрической проницаемости с трубопроводом, причем блок измерения плотности, блок измерения теплоемкости, блок измерения теплопроводности, блок измерения диэлектрической проницаемости, блок измерения температуры, блок измерения скорости потока соединены интерфейсами через ЭВМ с источником электромагнитных колебаний, при этом первый и второй датчики температуры соединены соответственно информационными проводами с блоком измерения температуры.

Недостатком данного устройства является невозможность транспортировки продукта по трубопроводу при использовании устройства, так как СВЧ-энергия подается через торец трубопровода. СВЧ-волна, введенная через торец волновода, заполненного средой с заданным тангенсом угла потерь на СВЧ, будет быстро затухать по мере удаления от места введения ее в трубопровод, что приведет к местному перегреву нефтепродуктов.

Известно устройство разогрева вязких диэлектрических продуктов при их транспортировке трубопроводами [RU 2439863 С1, МПК Н05В 6/64, опубл. 10.01.2012], содержащее источник микроволнового излучения, излучатели, волновод, коаксиально установленную внутри трубопровода трубу из радиопрозрачного материала, отличающееся тем, что на внутренней поверхности трубы из радиопрозрачного материала расположен волновод, выполненный в форме спиралевидной металлической полосы, на которой расположены на одинаковом друг от друга расстоянии, обеспечивающем беспрепятственное прохождение токов излучения, выполненные в виде щелей излучатели, источник микроволнового излучения соединен со спиралевидной полосой с излучателями через коаксиальный кабель. Данное устройство наиболее близко по технической сущности и принято за прототип.

Недостатком прототипа является наличие установленного внутри трубопровода излучателя, который ухудшает транспортировку продукта по трубопроводу. Излучатель соединен с источником микроволнового излучения при помощи коаксиального кабеля, проходящего через небольшое отверстие в трубопроводе. Такое исполнение устройства может привести к разгерметизации трубопровода. Также может произойти пробой напряжения от излучателя на стенку трубопровода. Все описанные выше недостатки могут привести к серьезным авариям и выходу из строя дорого технологического оборудования.

Задачей изобретения является создание системы обогрева трубопроводов при помощи электромагнитных микро- и радио волн, при осуществлении которой достигается технический результат, заключающийся уменьшении негативного влияния системы СВЧ-обогрева на эксплуатационные характеристики трубопровода, такие как герметичность, взрыво- и пожаробезопасность и т.д.

Указанный технический результат достигается тем, что система обогрева трубопроводов содержит источник электромагнитных микро- или радиоволн, волновод выполнен круглой или прямоугольной формы, который при помощи передающего тракта соединен одним концом с источником электромагнитных микро- или радиоволн, а другой конец замкнут, включение или отключение источника микроволнового излучения осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок системы управления.

На фиг. 1 - изображен контур системы обогрева трубопроводов, содержащий источник электромагнитного излучения, волновод и обогреваемый трубопровод.

На фиг. 2 - изображена простая структурная схема системы управления обогревом.

На фиг. 3 - изображен разрез круглого и прямоугольного волноводов.

Система обогрева трубопроводов содержит волновод 2 круглой или прямоугольной формы, замкнутый на одном из концов, устанавливаемый на внешнюю поверхность трубопровода 1 (фиг. 1, 3). Волновод 2 снаружи может быть покрыт изоляционным материалом, например термопластиком или фторополимером, для защиты от коррозии или механических повреждений. Длина волновода 2 зависит от параметров обогреваемого трубопровода 1, например длины. Толщина d стенки волновода 2 больше глубины δ проводящего скин-слоя (фиг. 3). Глубина δ скин-слоя зависит от частоты и удельной проводимости металла, из которого изготовлен волновод. Глубина δ скин-слоя [1] определяется по формуле (1):

где δ - глубина скин-слоя, мм; µ - магнитная проницаемость вещества, Гн/м; µ0 - магнитная постоянная, Гн/м; σ - удельная электрическая проводимость, См/м; f - частота микроволнового излучения, Гц.

К примеру, на частоте 2,45 ГГц глубина проникновения поля составляет от 1,3 мкм для меди и до 10 мкм для нержавеющей стали.

Источник 3 электромагнитных микро- или радиоволн на другом конце волновода 2 соединен с ним при помощи передающего тракта 4 (фиг. 1). Управление источником 3 электромагнитных микро- и радиоволн осуществляется системой управления, включающей в себя, по крайней мере, один датчик температуры 5, устанавливаемый на внешнюю поверхность трубопровода 1, блок управления 7, датчик температуры 6, устанавливаемый на внешнюю поверхность волновода 2 (фиг. 1, 2). Датчики температуры 5, 6 соединены с блоком управления 7, например кабелями или по радиосигналу. Таким образом, система управления включает в себя устройства, которые измеряют показания (датчики температуры 5, 6), устройство (блок управления 7), которое анализирует, включает или отключает источник 3 микроволнового излучения.

Система обогрева трубопроводов работает следующим образом.

При транспортировке продукта по трубопроводу 1 происходит потеря тепла через теплоизоляцию. Температура продукта уменьшается и при отрицательных температурах может понизиться до температуры кристаллизации, что приведет к закупорке трубопровода 1. В среднем для часто используемых материалов теплоизоляции, например минеральной ваты, и стандартных диаметров трубопровода тепловые потери составляют порядка 20-60 Вт/м. Датчик 5, установленный на поверхность трубопровода 1, передает сигнал в блок управления 7, который его анализирует и включает или отключает источник 3 электромагнитных микро- или радиоволн (фиг. 1, 2). При включении источника 3 электромагнитных микро- или радиоволн в волноводе 2 создается стоячая электромагнитная волна, так как электромагнитная микро- или радиоволна, отразившись от замкнутой стенки волновода 2, передается обратно к источнику 3 электромагнитных микро- и радиоволн. Из-за потерь энергии электромагнитной микро или радиоволны в стенках волновода 2 она постепенно затухает. Потери энергии нагревают волновод 2, от которого тепло передается трубопроводу, предотвращая кристаллизацию продукта. Так как глубина δ скин-слоя меньше толщины d стенки волновода 2, то снаружи он электрички нейтрален и его можно заземлить (фиг. 1, 3). Во избежание перегрева волновода 2 на его поверхность установлен датчик температуры 6, который передает сигнал в блок управления 7 и при увеличении температуры выше максимально допустимой отключает источник 3 электромагнитных микро- или радиоволн. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обогреть трубопровод, не нарушая его целостности.

Список использованных источников

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: учеб. пособие в 10 т. - 2-е перераб. и доп. изд. - М.: Наука, 1982. - Т. VIII. Электродинамика сплошных сред. - 484 с.

Система обогрева трубопроводов, содержащая источник электромагнитных микро- или радиоволн, волновод, отличающаяся тем, что волновод выполнен круглой или прямоугольной формы, который при помощи передающего тракта соединен одним концом с источником электромагнитных микро- или радиоволн, а другой конец замкнут, включение или отключение источника микроволнового излучения осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок системы управления.
СИСТЕМА ОБОГРЕВА ТРУБОПРОВОДОВ
СИСТЕМА ОБОГРЕВА ТРУБОПРОВОДОВ
СИСТЕМА ОБОГРЕВА ТРУБОПРОВОДОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 186 items.
13.01.2017
№217.015.90e9

Устройство обогрева предохранительных клапанов ассенизаторской машины с помощью выхлопных газов

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системе обогрева ассенизаторских машин (например, КО-505А), в частности к обогреву предохранительных клапанов бака. Предлагаемое устройство содержит теплообменники, которые состоят из корпусов, которые держат форму теплообменников 3, и из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603876
Дата охранного документа: 10.12.2016
24.08.2017
№217.015.94ad

Способ измерения дебита скважины

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к измерению дебита скважины в процессе ее эксплуатации. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности определения дебита. Способ включает измерение разности объемов скважинной жидкости в пространстве между насосно-компрессорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608642
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.9872

Способ исследования деформаций и напряжений с помощью газоанализатора

Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609185
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.9cca

Керамическая масса на основе глины с добавлением осадка станций обезжелезивания

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных керамических строительных изделий для жилищного и гражданского строительства. Керамическая масса получена из смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610603
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.a63d

Способ изоляции газа, поступающего из газовой шапки в нефтяную залежь

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к изоляции газа, поступающего из газовой шапки в нефтяную часть нефтегазовой залежи, в частности в интервал перфорации нефтяной добывающей скважины. Технический результат – повышение эффективности способа за счет возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608103
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9d2

Комбинированный способ исследования деформаций и напряжений

Изобретение относится к технике для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо- и нефтехимической промышленности. Сущность: наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611597
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab7a

Трансформируемый кузов наземной транспортной системы

Изобретение относится к транспортной технике. Трансформируемый кузов наземной транспортной системы содержит установленный на грузовой платформе (1), расположенной между колесными тележками (2), трансформируемый кузов (3), состоящий из наружного корпуса (4), внутри которого установлен средний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612341
Дата охранного документа: 07.03.2017
25.08.2017
№217.015.b136

Состав для ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонтно-водоизоляционным работам в нефтяных и газовых скважинах. Технический результат - обеспечение изоляции воды в коллекторах любой проницаемости, их закрепление в прискважинной зоне пласта, ликвидация заколонных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613067
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4c6

Способ устройства буроинъекционной анкерной сваи с контролируемым уширением

Изобретение относится к области фундаментостроения, в частности к технологии устройства анкерных буроинъекционных свай для закрепления оползневых склонов и различных конструкций типа кессонов, подпорных стен, мачт, башен, стоек и т.п. от воздействия выдергивающих нагрузок. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614131
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.bcda

Автомобильная дорога

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог без прекращения движения автомобильного транспорта в период проведения строительно-монтажных работ. Автомобильная дорога на участках со сложными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616301
Дата охранного документа: 14.04.2017
Showing 31-40 of 88 items.
13.01.2017
№217.015.90e9

Устройство обогрева предохранительных клапанов ассенизаторской машины с помощью выхлопных газов

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системе обогрева ассенизаторских машин (например, КО-505А), в частности к обогреву предохранительных клапанов бака. Предлагаемое устройство содержит теплообменники, которые состоят из корпусов, которые держат форму теплообменников 3, и из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603876
Дата охранного документа: 10.12.2016
24.08.2017
№217.015.94ad

Способ измерения дебита скважины

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к измерению дебита скважины в процессе ее эксплуатации. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности определения дебита. Способ включает измерение разности объемов скважинной жидкости в пространстве между насосно-компрессорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608642
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.9872

Способ исследования деформаций и напряжений с помощью газоанализатора

Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609185
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.9cca

Керамическая масса на основе глины с добавлением осадка станций обезжелезивания

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных керамических строительных изделий для жилищного и гражданского строительства. Керамическая масса получена из смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610603
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.a63d

Способ изоляции газа, поступающего из газовой шапки в нефтяную залежь

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к изоляции газа, поступающего из газовой шапки в нефтяную часть нефтегазовой залежи, в частности в интервал перфорации нефтяной добывающей скважины. Технический результат – повышение эффективности способа за счет возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608103
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9d2

Комбинированный способ исследования деформаций и напряжений

Изобретение относится к технике для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо- и нефтехимической промышленности. Сущность: наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611597
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab7a

Трансформируемый кузов наземной транспортной системы

Изобретение относится к транспортной технике. Трансформируемый кузов наземной транспортной системы содержит установленный на грузовой платформе (1), расположенной между колесными тележками (2), трансформируемый кузов (3), состоящий из наружного корпуса (4), внутри которого установлен средний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612341
Дата охранного документа: 07.03.2017
25.08.2017
№217.015.b136

Состав для ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонтно-водоизоляционным работам в нефтяных и газовых скважинах. Технический результат - обеспечение изоляции воды в коллекторах любой проницаемости, их закрепление в прискважинной зоне пласта, ликвидация заколонных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613067
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4c6

Способ устройства буроинъекционной анкерной сваи с контролируемым уширением

Изобретение относится к области фундаментостроения, в частности к технологии устройства анкерных буроинъекционных свай для закрепления оползневых склонов и различных конструкций типа кессонов, подпорных стен, мачт, башен, стоек и т.п. от воздействия выдергивающих нагрузок. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614131
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.bcda

Автомобильная дорога

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог без прекращения движения автомобильного транспорта в период проведения строительно-монтажных работ. Автомобильная дорога на участках со сложными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616301
Дата охранного документа: 14.04.2017
+ добавить свой РИД