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CN111854493A - 一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置 - Google Patents

一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置 Download PDF

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CN111854493A
CN111854493A CN202010570986.1A CN202010570986A CN111854493A CN 111854493 A CN111854493 A CN 111854493A CN 202010570986 A CN202010570986 A CN 202010570986A CN 111854493 A CN111854493 A CN 111854493A
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Abstract

本发明公开了一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，属于管道防冻技术领域，一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，本发明首先通过主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力使非稳双磁环产生初步转动，同时，在非稳双磁环转动过程中，通过重力球在重力加速度作用下发生的迁移运动，使非稳双磁环的重心发生改变，继而打破主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力平衡，使得非稳双磁环继续发生转动，产生新一次的磁力作用，以此反复，使得非稳双磁环和转筒持续处于转动过程中，从而使得静摩擦环板和动摩擦环板不断进行摩擦产生热量，实现了对输油管道的无外源动力、自发式地持续产热防冻功能效果。

Description

一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置
技术领域
本发明涉及管道防冻技术领域，更具体地说，涉及一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置。
背景技术
输油管道(也称管线、管路)是由油管及其附件所组成，并按照工艺流程的需要，配备相应的油泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用于完成油料接卸及输转任务。输油管道系统，即用于运送石油及石油产品的管道系统，主要由输油管线、输油站及其他辅助相关设备组成，是石油储运行业的主要设备之一，也是原油和石油产品最主要的输送设备，与同属于陆上运输方式的铁路和公路输油相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点。
输油管道的管材一般为钢管，使用焊接和法兰等连接装置连接成长距离管道，并使用阀门进行开闭控制和流量调节。输油管道主要有等温输送、加热输送和顺序输送等输送工艺。管道的腐蚀和如何防腐是管道养护的重要环节之一。目前输油管道已经成为石油的主要输送工具之一，且在未来依旧具有相当的发展潜力。
石油管道一般设置在室外，如果温度过低，尤其是在北方的冬天，温度基本都在零下，石油管道在低温下容易出现裂纹，有可能会导致漏油的问题，并且，低温易可能导致石油在管道内壁凝固，影响输送效率，因此石油管道的防冻尤为重要。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，它首先通过主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力使非稳双磁环产生初步转动，同时，在非稳双磁环转动过程中，通过重力球在重力加速度作用下发生的迁移运动，使非稳双磁环的重心发生改变，继而打破主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力平衡，使得非稳双磁环继续发生转动，产生新一次的磁力作用，以此反复，使得非稳双磁环和转筒持续处于转动过程中，从而使得静摩擦环板和动摩擦环板不断进行摩擦产生热量，实现了对输油管道的无外源动力、自发式地持续产热防冻功能效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，包括固定连接于输油管道外表面的蓄热套筒，所述蓄热套筒的内部开设有蓄热腔，所述蓄热腔的内部转动连接有转筒，所述蓄热腔内靠近输油管道的内壁固定连接有静摩擦环板，所述转筒靠近静摩擦环板的内表面固定连接有动摩擦环板，所述转筒的外表面固定连接有多个非稳双磁环，所述非稳双磁环包括固定连接于转筒外表面的一对半环板和一对内置球板，所述半环板和内置球板呈间隔分布且半环板和内置球板之间固定连接，所述内置球板靠近转筒的一端开设有存储槽，所述存储槽的内部放置有多个重力球，所述存储槽靠近半环板的一对内壁均开设有迁移出口，所述半环板靠近转筒的内端开设有迁移通道，所述迁移通道通过迁移出口与存储槽相通，所述内置球板的一对侧端分别固定连接有主磁片和副磁片，所述蓄热腔远离输油管道的内壁转动连接有平衡引磁体，本发明首先通过主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力使非稳双磁环产生初步转动，同时，在非稳双磁环转动过程中，通过重力球在重力加速度作用下发生的迁移运动，使非稳双磁环的重心发生改变，继而打破主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力平衡，使得非稳双磁环继续发生转动，产生新一次的磁力作用，以此反复，使得非稳双磁环和转筒持续处于转动过程中，从而使得静摩擦环板和动摩擦环板不断进行摩擦产生热量，实现了对输油管道的无外源动力、自发式地持续产热防冻功能效果。
进一步的，所述平衡引磁体包括转动连接于蓄热腔内壁的空心平衡柱，所述空心平衡柱的上端固定连接有平衡磁片，主磁片和副磁片与平衡磁片之间具有相反的磁力作用，其中主磁片与平衡磁片之间具有排斥力，副磁片与平衡磁片之间具有吸引力，所述空心平衡柱的内底面固定连接有沉重块，且沉重块的上表面位于平衡磁片的内圈圆心下方，即使得整个平衡引磁体的重心位于平衡磁片的内圈圆心下方，使平衡引磁体形成不倒翁结构，在不受外力的情况下，平衡磁片始终呈竖直状态，从而方便对主磁片和副磁片产生磁力作用，使非稳双磁环受力处于转动状态。
进一步的，所述内置球板到蓄热腔外圈内壁的距离大于平衡引磁体水平状态下的高度，竖直状态下位于输油管道下侧的所述内置球板与竖直状态下的平衡引磁体之间的距离大于平衡引磁体的竖直高度，一方面，使得内置球板在转动时，通过带动平衡引磁体旋转，使平衡引磁体逐渐装置水平状态，直至可以无障碍地通过平衡引磁体，并且，当内置球板转动至竖直状态时，平衡引磁体与内置球板无接触，平衡引磁体在重心作用下顺利转回至竖直状态，继续对主磁片和副磁片产生磁力作用。
进一步的，所述平衡引磁体的长度位于非稳双磁环的下侧，且多个非稳双磁环的长度之和与平衡引磁体的长度相同，方便平衡引磁体对多个内置球板上的主磁片和副磁片均可以产生磁力作用。
进一步的，多个所述内置球板在同一竖直平面圆上呈均匀分布，多个所述主磁片和副磁片在同一竖直平面圆上呈间隔分布。
进一步的，所述转筒上开设有多个散热孔，多个所述散热孔均匀分布在非稳双磁环的两侧，通过散热孔方便将静摩擦环板和动摩擦环板摩擦产生的热量散发出，使热量充满整个蓄热腔。
进一步的，所述迁移通道的深度大于重力球的直径，所述迁移通道的内壁和重力球的外表面均涂有超光滑涂层，使重力球可以无障碍地在迁移通道内滚动，并且通过设置超光滑涂层，使重力球和迁移通道之间的摩擦可以忽略不计，减小重力球在滚动过程中的动能损失，从而实现重力球在重力加速度作用下从一个存储槽滚动至另一个存储槽中。
进一步的，所述蓄热腔的内部填充有导热液，导热液选用易导热、粘度小、流动性较大的液体，导热液用于储存静摩擦环板和动摩擦环板摩擦产生的热量，使得热量在蓄热腔内分布更加均匀。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案首先通过主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力使非稳双磁环产生初步转动，同时，在非稳双磁环转动过程中，通过重力球在重力加速度作用下发生的迁移运动，使非稳双磁环的重心发生改变，继而打破主磁片和副磁片与平衡引磁体之间的磁力平衡，使得非稳双磁环继续发生转动，产生新一次的磁力作用，以此反复，使得非稳双磁环和转筒持续处于转动过程中，从而使得静摩擦环板和动摩擦环板不断进行摩擦产生热量，实现了对输油管道的无外源动力、自发式地持续产热防冻功能效果。
(2)平衡引磁体包括转动连接于蓄热腔内壁的空心平衡柱，空心平衡柱的上端固定连接有平衡磁片，主磁片和副磁片与平衡磁片之间具有相反的磁力作用，其中主磁片与平衡磁片之间具有排斥力，副磁片与平衡磁片之间具有吸引力，空心平衡柱的内底面固定连接有沉重块，且沉重块的上表面位于平衡磁片的内圈圆心下方，即使得整个平衡引磁体的重心位于平衡磁片的内圈圆心下方，使平衡引磁体形成不倒翁结构，在不受外力的情况下，平衡磁片始终呈竖直状态，从而方便对主磁片和副磁片产生磁力作用，使非稳双磁环受力处于转动状态。
(3)内置球板到蓄热腔外圈内壁的距离大于平衡引磁体水平状态下的高度，竖直状态下位于输油管道下侧的内置球板与竖直状态下的平衡引磁体之间的距离大于平衡引磁体的竖直高度，一方面，使得内置球板在转动时，通过带动平衡引磁体旋转，使平衡引磁体逐渐装置水平状态，直至可以无障碍地通过平衡引磁体，并且，当内置球板转动至竖直状态时，平衡引磁体与内置球板无接触，平衡引磁体在重心作用下顺利转回至竖直状态，继续对主磁片和副磁片产生磁力作用。
(4)平衡引磁体的长度位于非稳双磁环的下侧，且多个非稳双磁环的长度之和与平衡引磁体的长度相同，方便平衡引磁体对多个内置球板上的主磁片和副磁片均可以产生磁力作用。
(5)转筒上开设有多个散热孔，多个散热孔均匀分布在非稳双磁环的两侧，通过散热孔方便将静摩擦环板和动摩擦环板摩擦产生的热量散发出，使热量充满整个蓄热腔。
(6)迁移通道的深度大于重力球的直径，迁移通道的内壁和重力球的外表面均涂有超光滑涂层，使重力球可以无障碍地在迁移通道内滚动，并且通过设置超光滑涂层，使重力球和迁移通道之间的摩擦可以忽略不计，减小重力球在滚动过程中的动能损失，从而实现重力球在重力加速度作用下从一个存储槽滚动至另一个存储槽中。
(7)蓄热腔的内部填充有导热液，导热液选用易导热、粘度小、流动性较大的液体，导热液用于储存静摩擦环板和动摩擦环板摩擦产生的热量，使得热量在蓄热腔内分布更加均匀。
附图说明
图1为本发明的侧面结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的转筒和非稳双磁环的立体图；
图4为本发明的正面结构示意图一；
图5为本发明的正面结构示意图二；
图6为本发明的正面结构示意图三；
图7为本发明的平衡引磁体的立体图；
图8为本发明的平衡引磁体的正面结构示意图；
图9为本发明的非稳双磁环的正面结构示意图；
图10为本发明的立体图。
图中标号说明：
1蓄热套筒、101蓄热腔、2转筒、201散热孔、3非稳双磁环、31半环板、3101迁移通道、32内置球板、3201存储槽、3202迁移出口、4静摩擦环板、5动摩擦环板、6重力球、7平衡引磁体、71空心平衡柱、72平衡磁片、73沉重块、8主磁片、9副磁片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1、图2和图3，一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，包括固定连接于输油管道外表面的蓄热套筒1，蓄热套筒1的内部开设有蓄热腔101，蓄热腔101的内部转动连接有转筒2，蓄热腔101内靠近输油管道的内壁固定连接有静摩擦环板4，转筒2靠近静摩擦环板4的内表面固定连接有动摩擦环板5，转筒2的外表面固定连接有三个非稳双磁环3，非稳双磁环3包括固定连接于转筒2外表面的一对半环板31和一对内置球板32，半环板31和内置球板32呈间隔分布且半环板31和内置球板32之间固定连接，请参阅图4，多个内置球板32在同一竖直平面圆上呈均匀分布，内置球板32靠近转筒2的一端开设有存储槽3201，存储槽3201的内部放置有多个重力球6，存储槽3201靠近半环板31的一对内壁均开设有迁移出口3202，半环板31靠近转筒2的内端开设有迁移通道3101，迁移通道3101通过迁移出口3202与存储槽3201相通，重力球6可以通过3102滚动至存储槽3201的内部，迁移通道3101的深度大于重力球6的直径，迁移通道3101的内壁和重力球6的外表面均涂有超光滑涂层，使重力球6可以无障碍地在迁移通道3101内滚动，并且通过设置超光滑涂层，使重力球6和迁移通道3101之间的摩擦可以忽略不计，减小重力球6在滚动过程中的动能损失，从而实现重力球6在重力加速度作用下从一个存储槽3201滚动至另一个存储槽3201中，内置球板32的一对侧端分别固定连接有主磁片8和副磁片9，多个主磁片8和副磁片9在同一竖直平面圆上呈间隔分布。
请参阅图5和图6，蓄热腔101远离输油管道的内壁转动连接有平衡引磁体7，平衡引磁体7包括转动连接于蓄热腔101内壁的空心平衡柱71，空心平衡柱71的上端固定连接有平衡磁片72，主磁片8和副磁片9与平衡磁片72之间具有相反的磁力作用，其中主磁片8与平衡磁片72之间具有排斥力，副磁片9与平衡磁片72之间具有吸引力，空心平衡柱71的内底面固定连接有沉重块73，且沉重块73的上表面位于平衡磁片72的内圈圆心下方，即使得整个平衡引磁体7的重心位于平衡磁片72的内圈圆心下方，使平衡引磁体7形成不倒翁结构，在不受外力的情况下，平衡磁片72始终呈竖直状态，从而方便对主磁片8和副磁片9产生磁力作用，使非稳双磁环3受力处于转动状态。
请参阅图5和图6，内置球板32到蓄热腔101外圈内壁的距离大于平衡引磁体7水平状态下的高度，竖直状态下位于输油管道下侧的内置球板32与竖直状态下的平衡引磁体7之间的距离大于平衡引磁体7的竖直高度，一方面，使得内置球板32在转动时，通过带动平衡引磁体7旋转，使平衡引磁体7逐渐装置水平状态，直至可以无障碍地通过平衡引磁体7，并且，当内置球板32转动至竖直状态时，平衡引磁体7与内置球板32无接触，平衡引磁体7在重心作用下顺利转回至竖直状态，继续对主磁片8和副磁片9产生磁力作用，平衡引磁体7的长度位于非稳双磁环3的下侧，且多个非稳双磁环3的长度之和与平衡引磁体7的长度相同，方便平衡引磁体7对多个内置球板32上的主磁片8和副磁片9均可以产生磁力作用。
请参阅图3，转筒2上开设有多个散热孔201，多个散热孔201均匀分布在非稳双磁环3的两侧，通过散热孔201方便将静摩擦环板4和动摩擦环板5摩擦产生的热量散发出，使热量充满整个蓄热腔101。
蓄热腔101的内部填充有导热液，导热液选用易导热、粘度小、流动性较大的液体如：水，导热液用于储存静摩擦环板4和动摩擦环板5摩擦产生的热量，使得热量在蓄热腔101内分布更加均匀。
工作原理：请参阅图4、图5和图6，假设未设置平衡引磁体7，此时非稳双磁环3可以处于稳定状态，重力球6位于蓄热套筒1圆心下侧的存储槽3201内部，而在本发明中设置平衡引磁体7的情况下，因平衡磁片72对主磁片8的斥力以及对副磁片9的引力作用下，非稳双磁环3进行逆时针转动，直至平衡引磁体7左侧相邻的副磁片9与平衡磁片72相接触，在此状态下，非稳双磁环3的重心位于蓄热套筒1圆心右侧，而此时，转动至蓄热套筒1圆心上侧的内置球板32内的重力球6在自身重力加速度作用下，发生向下滚动，重力球6通过迁移出口3202转动至迁移通道3101中，沿着蓄热套筒1圆心转动180°，最后进入另一个位于蓄热套筒1圆心下侧的内置球板32中，因此，在重力球6的滚动迁移下，非稳双磁环3的重心由圆心右侧移至圆心左侧，打破了平衡引磁体7、主磁片8和副磁片9磁力作用下的平衡状态，在重心作用下，非稳双磁环3继续逆时针转动，靠近平衡引磁体7的内置球板32逐渐越过平衡引磁体7，当此内置球板32越过平衡引磁体7位于平衡引磁体7的右侧时，新的主磁片8和副磁片9与平衡引磁体7之间继续产生磁力作用，以此反复，非稳双磁环3持续处于转动过程中，即转筒2持续处于转动过程中，静摩擦环板4和动摩擦环板5之间不断进行摩擦发热。
本发明首先通过主磁片8和副磁片9与平衡引磁体7之间的磁力使非稳双磁环3产生初步转动，同时，在非稳双磁环3转动过程中，通过重力球6在重力加速度作用下发生的迁移运动，使非稳双磁环3的重心发生改变，继而打破主磁片8和副磁片9与平衡引磁体7之间的磁力平衡，使得非稳双磁环3继续发生转动，产生新一次的磁力作用，以此反复，使得非稳双磁环3和转筒2持续处于转动过程中，从而使得静摩擦环板4和动摩擦环板5不断进行摩擦产生热量，实现了对输油管道的无外源动力、自发式地持续产热防冻功能效果。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，包括固定连接于输油管道外表面的蓄热套筒(1)，其特征在于：所述蓄热套筒(1)的内部开设有蓄热腔(101)，所述蓄热腔(101)的内部转动连接有转筒(2)，所述蓄热腔(101)内靠近输油管道的内壁固定连接有静摩擦环板(4)，所述转筒(2)靠近静摩擦环板(4)的内表面固定连接有动摩擦环板(5)，所述转筒(2)的外表面固定连接有多个非稳双磁环(3)，所述非稳双磁环(3)包括固定连接于转筒(2)外表面的一对半环板(31)和一对内置球板(32)，所述半环板(31)和内置球板(32)呈间隔分布且半环板(31)和内置球板(32)之间固定连接，所述内置球板(32)靠近转筒(2)的一端开设有存储槽(3201)，所述存储槽(3201)的内部放置有多个重力球(6)，所述存储槽(3201)靠近半环板(31)的一对内壁均开设有迁移出口(3202)，所述半环板(31)靠近转筒(2)的内端开设有迁移通道(3101)，所述迁移通道(3101)通过迁移出口(3202)与存储槽(3201)相通，所述内置球板(32)的一对侧端分别固定连接有主磁片(8)和副磁片(9)，所述蓄热腔(101)远离输油管道的内壁转动连接有平衡引磁体(7)。
2.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述平衡引磁体(7)包括转动连接于蓄热腔(101)内壁的空心平衡柱(71)，所述空心平衡柱(71)的上端固定连接有平衡磁片(72)，所述空心平衡柱(71)的内底面固定连接有沉重块(73)，且沉重块(73)的上表面位于平衡磁片(72)的内圈圆心下方。
3.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述内置球板(32)到蓄热腔(101)外圈内壁的距离大于平衡引磁体(7)水平状态下的高度，竖直状态下位于输油管道下侧的所述内置球板(32)与竖直状态下的平衡引磁体(7)之间的距离大于平衡引磁体(7)的竖直高度。
4.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述平衡引磁体(7)的长度位于非稳双磁环(3)的下侧，且多个非稳双磁环(3)的长度之和与平衡引磁体(7)的长度相同。
5.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：多个所述内置球板(32)在同一竖直平面圆上呈均匀分布，多个所述主磁片(8)和副磁片(9)在同一竖直平面圆上呈间隔分布。
6.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述转筒(2)上开设有多个散热孔(201)，多个所述散热孔(201)均匀分布在非稳双磁环(3)的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述迁移通道(3101)的深度大于重力球(6)的直径，所述迁移通道(3101)的内壁和重力球(6)的外表面均涂有超光滑涂层。
8.根据权利要求1所述的一种自产热蓄热式输油管道防冻保护装置，其特征在于：所述蓄热腔(101)的内部填充有导热液。
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