一種智能無消耗原油助推裝置及方法
【專利摘要】一種智能無消耗原油助推裝置及方法，本發明涉及石油加熱運輸技術領域，裝置是將加熱管(8)均布于密封管(4)內，纏繞的發熱電阻絲(7)與發電系統相連，密封管(4)外側可伸縮支架(3)與控制系統相連，可伸縮支架(3)頂端裝有橡膠塊(5)。在工作中，葉輪(10)受到原油沖擊旋轉，發電機(9)發電，發熱電阻絲(7)產生熱量，溫度傳感器采集原油的溫度數據傳輸至單片機，當裝置運行到低溫區時，單片機控制電機帶動可伸縮支架(3)伸展，位于可伸縮支架(3)頂端的橡膠塊(5)與管道內壁面緊密接觸，加熱時間增長，由此實現針對性加熱。本發明同時公開一種智能無消耗原油助推方法，具有能耗低、無污染、及時高效、智能化的特點。
【專利說明】
一種智能無消耗原油助推裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及石油加熱運輸技術領域，尤其涉及一種智能無消耗原油助推裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前，世界各國尤其是盛產含蠟黏性原油的大國，都在大力進行長距離管道常溫輸送工藝的研究。國內重要干線以加熱輸送為主，每年我國僅用于加熱輸送而燒掉的原油就達70萬噸左右，這是一個相當可觀的數目。傳統的石油加熱管路多采用鍋爐加熱，成本高，對環境危害大，存在較大的安全隱患，而且這種加熱方法在較長距離的加熱管線中并不能做到全程均勻加熱，有加熱盲區。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術中存在的技術缺陷，本發明提供一種智能無消耗原油助推裝置及方法，降低輸送成本，有效解決傳統的石油加熱輸送方法的加熱盲區問題。
[0004]本發明的方面和優點將部分地在以下描述中進行闡述，或者可以從該描述變得明顯，或者可以通過本發明的實施而獲悉。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明公開一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:包括密封管、可伸縮支架、箍圈、加熱管、發熱電阻絲、密封支撐皮碗、橡膠塊、發電系統及控制系統，多組加熱管嵌入密封管內，其外側纏繞發熱電阻絲與發電系統相連，密封管外側放置有可伸縮支架與控制系統相連，可伸縮支架頂端裝有橡膠塊，整個裝置由密封管及其前后密封支撐皮碗完全密封。
[0006]所述的加熱管均布于密封管內，加熱管內沿軸向均布排列有兩組葉輪，葉輪直接連至發電機；
[0007]所述發電系統包括多組發電機和電能儲存裝置；
[0008]所述控制系統包括單片機及多組溫度傳感器；
[0009]所述控制系統的單片機部分置于密封管內部，控制系統的溫度傳感器分多組環繞布置在密封管表面，每組之間錯開一定角度。
[0010]本發明同時公開一種智能無消耗原油助推的方法，包括:
[0011]a)當智能無消耗原油助推裝置處于工作過程中時，加熱管內的葉輪受到原油沖擊旋轉，帶動發電機發電，其發電電流由葉輪旋轉速度決定；
[0012]b)發電系統將發電機所發電流一部分通過導線傳輸至發熱電阻絲，使得發熱電阻絲產生大量熱量加熱原油，或在其不需要大量電能加熱時將多余電能儲存至電能儲存裝置中以備在需要時使用，另一部分為控制系統和其他用電設備供電，維持其正常工作；
[0013]c)布于密封管外側的溫度傳感器實時采集原油的溫度數據并傳輸至單片機，單片機對所獲取的數據進行修正得到原油的溫度T;
[0014]d)當裝置運行到低溫區時，檢測到的T值小于溫度設定值，單片機控制步進電機帶動可伸縮支架伸展，位于可伸縮支架頂端的橡膠塊與管道內壁面緊密接觸，摩擦增大，裝置運行速度減緩，一方面由于助推裝置與原油相對速度差的加大，葉輪旋轉速度加快，且此時發熱電阻絲轉為由發電系統中的發電機和電能儲存裝置同時供電，使得電流顯著增大，另一方面也使得加熱時間加長，有效達到降黏效果;在高溫區時，檢測到的T值大于等于溫度設定值，可伸縮支架維持收縮狀態，裝置行進依舊保持快速狀態，發電機將所發的電流部分送至電能儲存裝置儲存。循環執行C，進行加熱工作。
[0015]與現有的技術相比，本發明具有如下有益效果:采用原油沖擊多組葉輪轉動發電，能耗低，節約成本，對環境無污染;可精確定位低溫區，單片機控制可伸縮支架伸展，橡膠塊增大摩阻進行針對性升溫，方便靈活，及時高效，可消除加熱盲區。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明裝置外部結構示意圖；
[0017]圖2是圖1的半剖內部結構示意圖；
[0018]圖3是圖2的細節示意圖。
[0019]其中圖標記所對應的零部件名稱如下:
[0020]1-密封支撐皮碗、2-原油入口(加熱管管口)、3-可伸縮支架、4-密封管、5-橡膠塊、6-箍圈、7-發熱電阻絲、8-加熱管、9-發電機、I O-葉輪。
【具體實施方式】
[0021]在本實施例中，智能無消耗原油助推裝置如圖1，包括密封管(4)、可伸縮支架(3)、加熱管(8)、發熱電阻絲(7)、密封支撐皮碗(1)、橡膠塊(5)、發電系統及控制系統；如圖2所示，多組加熱管(8)嵌入密封管(4)內，所述加熱管(8)內沿軸向均布排列有兩組葉輪(1)，葉輪(10)直接連至發電機(9)，驅動其發電，加熱管(8)外側纏繞有發熱電阻絲(7)，該發熱電阻絲(7)由發電系統進行供電，所述發電系統包括多組前述發電機(9)和電能儲存裝置。在密封管(4)外側放置有可伸縮支架(3)，其頂端裝有橡膠塊(5)，該可伸縮支架(3)由步進電機旋轉帶動其伸展和收縮。所述步進電機由控制系統進行控制，所述控制系統包括單片機及多組溫度傳感器，其單片機部分置于密封管(4)內部，溫度傳感器部分分多組環繞布置在密封管(4)表面，每組之間錯開一定角度。整個裝置由密封管(4)及其前后密封支撐皮碗
(I)完全密封。上述本實施例中的電能儲存裝置可選用市場上常見的鋰電池。
[0022]用上述實施例的智能無消耗原油助推裝置加熱原油的方法，包括以下措施:
[0023]a)當智能無消耗原油助推裝置處于工作過程中時，如圖3所示，加熱管(8)內的葉輪(10)，受到原油沖擊旋轉，帶動發電機(9)發電，其發電電流由葉輪(10)旋轉速度決定，由此可實現工作低消耗；
[0024]b)發電系統將發電機(9)所發電流一部分通過導線傳輸至發熱電阻絲(7)，使得發熱電阻絲(7)產生大量熱量加熱原油，或在其不需要大量電能加熱時將多余電能儲存至電能儲存裝置中以備在需要時使用，另一部分為控制系統和其他用電設備供電，維持其正常工作；
[0025]c)布于密封管(4)外側的溫度傳感器實時采集原油的溫度數據并傳輸至單片機，單片機對所獲取的數據進行修正得到原油的溫度T;
[0026]d)當裝置運行到低溫區時，檢測到的T值小于溫度設定值，單片機控制步進電機帶動可伸縮支架(3)伸展，位于可伸縮支架(3)頂端的橡膠塊(5)與管道內壁面緊密接觸，摩擦增大，裝置運行速度減緩，一方面由于助推裝置與原油相對速度差的加大，葉輪(10)旋轉速度加快，且此時發熱電阻絲(7)轉為由發電系統中的發電機(9)和電能儲存裝置同時供電，使得電流顯著增大，另一方面也使得加熱時間加長，有效達到降黏效果;在高溫區時，檢測到的T值大于等于溫度設定值，可伸縮支架(3)維持收縮狀態，裝置行進依舊保持快速狀態，發電機(9)將所發的電流部分送至電能儲存裝置儲存。其中可伸縮支架(3)采用連桿結構，箍圈(6)上均布六個支架，使之高效且穩定，由此實現智能化助推，循環執行C，進行加熱工作。
[0027]本發明具有如下有益效果:采用原油沖擊多組葉輪轉動來提供電能，這種方式耗能低、對環境無污染;而且裝置可精確定位低溫區，單片機控制可伸縮支架伸展，橡膠塊增大摩阻進行針對性升溫，方便靈活，及時高效，可消除加熱盲區。
【主權項】
1.一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:包括密封管(4)、可伸縮支架(3)、箍圈(6)、加熱管(8)、發熱電阻絲(7)、密封支撐皮碗(1)、橡膠塊(5)、發電系統及控制系統，多組加熱管(8)均布于密封管(4)內，其外側纏繞發熱電阻絲(7)與發電系統相連，密封管(4)夕卜側放置有可伸縮支架(3)與控制系統相連，可伸縮支架(3)頂端裝有橡膠塊(5)，整個裝置由密封管(4)及其前后密封支撐皮碗(I)完全密封。2.根據權利要求1所述的一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:所述加熱管(8)均布于密封管(4)內，所述加熱管(8)內沿軸向排列有兩組葉輪(10)，葉輪(10)直接連至發電機(9)。3.根據權利要求1所述的一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:所述控制系統包括單片機及多組溫度傳感器。4.根據權利要求1所述的一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:所述發電系統包括多組發電機(9)和電能儲存裝置。5.根據權利要求3所述的一種智能無消耗原油助推裝置，其特征在于:所述控制系統的單片機部分置于密封管(4)內部，所述控制系統的溫度傳感器分多組環繞布置在密封管(4)表面，每組之間錯開一定角度。6.本發明同時公開一種智能無消耗原油助推的方法，包括下述步驟: a)當智能無消耗原油助推裝置處于工作過程中時，加熱管(8)內的葉輪(10)受到原油沖擊旋轉，帶動發電機(9)發電，其發電電流由葉輪(1)旋轉速度決定； b)發電系統將發電機(10)所發電流一部分通過導線傳輸至發熱電阻絲(7)，使得發熱電阻絲(7)產生大量熱量加熱原油，或在其不需要大量電能加熱時將多余電能儲存至電能儲存裝置中以備在需要時使用，另一部分為控制系統和其他用電設備供電，維持其正常工作； c)布于密封管(4)外側的溫度傳感器實時采集原油的溫度數據并傳輸至單片機，單片機對所獲取的數據進行修正得到原油的溫度T; d)當裝置運行到低溫區時，檢測到的T值小于溫度設定值，單片機控制步進電機帶動可伸縮支架(3)伸展，位于可伸縮支架(3)頂端的橡膠塊(5)與管道內壁面緊密接觸，摩擦增大，裝置運行速度減緩，一方面由于助推裝置與原油相對速度差的加大，葉輪(10)旋轉速度加快，且此時發熱電阻絲(7)轉為由發電系統中的發電機(9)和電能儲存裝置同時供電，使得電流顯著增大，另一方面也使得加熱時間加長，有效達到降黏效果;在高溫區時，檢測到的T值大于等于溫度設定值，可伸縮支架(3)維持收縮狀態，裝置行進依舊保持快速狀態，發電機(9)將所發的電流部分送至電能儲存裝置儲存。循環執行步驟C，進行加熱工作。
【文檔編號】F17D3/01GK106015940SQ201610547265
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】余真珠, 王嘉偉, 王作華, 王兆蕊, 陳鳴, 陳一鳴, 陳志凱
【申請人】青島科技大學