close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2861

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2861
(13)
C1
(51)
(12)
6
B 65G 69/20//
B 65D 88/74
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
УСТРОЙСТВО НАГРЕВА/РАЗГРУЗКИ ДЛЯ РЕЗЕРВУАРА
(21) Номер заявки: 950525
(22) 1995.07.13
(86) PCT/FI 93/00522, 1993.12.03
(46) 1999.06.30
(71) Заявитель: НЕСТЕ ОЙ (FI)
(72) Авторы: Cеппо САЙНИО, Том ФРЯМЛИНГ,
Тимо РЯЙСЯНЕН (FI)
(73) Патентообладатель: НЕСТЕ ОЙ (FI)
BY 2861 C1
(57)
1. Устройство нагрева/разгрузки для резервуаров, содержащих высоковязкие продукты, включающее
блок всасывания/нагнетания для погружения внутрь резервуара, блок теплообменника, размещенный снаружи резервуара, и трубопроводы для циркуляции продукта между блоком всасывания/нагнетания и блоком
теплообменника, отличающееся тем, что блок всасывания/нагнетания содержит кронштейн узла насоса,
включающего насос, привод, вращающий насос и укрепленный с помощью шарнирного соединения к верхней части кронштейна узла насоса и один или более инжекционных патрубков, обеспечивающих выбрасывание нагретого в теплообменнике продукта внутрь резервуара.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод представляет собой гидравлический или пневматический двигатель.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кронштейн узла насоса дополнительно содержит элементы для шарнирного поворота инжекционных патрубков из положения вертикально вниз в горизонтальное
положение.
Фиг. 1
BY 2861 C1
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что элементы содержат один или более гидравлических или
пневматических цилиндров или электромеханический привод.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что удаленные концы инжекционных патрубков
снабжены соплами для разбрызгивания продукта в одном или нескольких направлениях.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что нижний конец кронштейна узла насоса
снабжен средством нагрева.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что нижний конец кронштейна узла насоса снабжен электронагревателем, предназначенным для его нагрева и/или продукта либо непосредственно, либо через среду.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что насос является ротационным насосом, например винтовым насосом.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что блок всасывания/нагнетания установлен на
шарнирном манипуляторе с возможностью перемещения как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что манипулятор содержит шарнирную или поворотную
стрелу манипулятора.
11. Устройство по любому из пп. 9, 10, отличающееся тем, что блок всасывания/нагнетания укреплен на
манипуляторе посредством виброизолирующего элемента.
12. Устройство по любому из пп. 9, 10, отличающееся тем, что трубопровод для циркуляции продукта
установлен внутри стрелы манипулятора.
13. Устройство по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что трубопровод выполнен в виде двойной
трубы, в которой нагретый в блоке теплообменника продукт обеспечивает отдачу тепла при возвратном течении в резервуар более холодному продукту, поступающему из резервуара в блок теплообменника.
(56)
А.с. СССР 1482864, МПК В 65D 88/74, 1989 (прототип).
Данное изобретение относится к устройствам для нагрева/разгрузки высоковязких продуктов, хранящихся в резервуаре или в контейнере.
Известно, например, что тяжелые нефтяные продукты имеют очень высокую вязкость. В местностях с
холодным климатом и особенно при замерзании такие продукты находятся практически в твердом состоянии, что делает невозможной откачку. Эта задача особенно трудно решается, когда резервуары находятся
вне помещения, и разгрузка резервуаров должна производиться как в случае железнодорожных перевозок
тяжелых нефтяных продуктов.
Поэтому удаление высоковязких продуктов из резервуаров требует снижения вязкости продукта путем нагрева.
Нагрев больших резервуаров без перемешивания содержимого происходит чрезвычайно медленно, поскольку тепло
должно передаваться путем теплопроводности. Однако перемешивание невозможно осуществить без первоначального снижения вязкости продукта путем нагрева.
В известных устройствах такого типа нагрев продукта выполняется путем введения внешней жидкости, которая
смешивается с продуктом, и затем смесь циркулирует между резервуаром и теплообменником. Из плавучего судна
опускается труба, которая соединена с инжекционной трубой, далее вставляемой в резервуар корабля через палубу.
Вода нагревается на плавучем судне, нагнетается через впускной патрубок в резервуар корабля, при этом вода нагревает вязкую нефть, находящуюся в резервуаре. Откачиваемая смесь воды и нефти, образующаяся таким образом в резервуаре, откачивается из верхней части резервуара с помощью другой трубы на корабль, плавающий
сверху. Затем нефть отделяется от воды, которая идет последовательно сначала в теплообменник и затем вновь направляется в резервуар затонувшего корабля через инжекционный патрубок.
Известные установки для разгрузки резервуаров имеют несколько существенных недостатков. Вода в качестве нагревающей среды ухудшает качество продукта, удаляемого из резервуара. Хотя большая часть воды может быть отделена относительно легко, уменьшение количества воды в оставшемся проекте до уровня,
допустимого в коммерческих марках продукта, является трудным и очень дорогостоящим процессом. Более
того, например в случае железнодорожного транспорта, вообще отсутствуют устройства, пригодные для такого отделения воды. Кроме того, использование фиксированных инжекционных патрубков является неэффективным, поскольку в случае, когда жидкость инжектируется в другую жидкость, а именно, при смешивании
нефти и воды, как в данном случае, происходит их слабое перемешивание. Еще одним недостатком устройства в соответствии с данным патентом является большая высота отрицательного всасывания, что делает
систему чувствительной к утечкам и вызывает дополнительный износ насосов вследствие кавитации, а также
приводит к высокому удельному потреблению энергии.
Прототипом изобретения является устройство нагрева/разгрузки для резервуаров, содержащих высоковязкие продукты, включающее блок всасывания/нагнетания для погружения внутрь резервуара, блок тепло-
2
BY 2861 C1
обменника, размещенный снаружи резервуара, и трубопроводы для циркуляции продукта между блоком всасывания/нагнетания и блоком теплообменника [1].
Известная конструкция громоздкая, ненадежная в эксплуатации.
Задачей данного изобретения является создание устройства для нагрева и разгрузки резервуаров, которое
надежно в эксплуатации, компактное, легко транспортируемое, идеально пригодное для использования в местностях с холодным климатом при разгрузке, например, цистерн, используемых на железнодорожном транспорте.
В устройстве нагрева/разгрузки для резервуаров, содержащих высоковязкие продукты, включающем блок
всасывания/нагнетания для погружения внутрь резервуара, блок теплообменника, размещенный снаружи резервуара, и трубопроводы для циркуляции продукта между блоком всасывания/нагнетания и блоком теплообменника, согласно изобретению, блок всасывания/нагнетания содержит кронштейн узла насоса, включающего насос, привод насоса и прикрепленные с помощью шарнирного узла к верхней части кронштейна
узла насоса один или большее число инжекционных патрубков, через которые можно с большой скоростью
перекачивать нефтяные продукты, нагреваемые в блоке теплообменника, внутрь резервуара.
Действие устройства в соответствии с данным изобретением основано на использовании продукта, содержащегося в резервуаре, для нагрева/перемешивания содержимого резервуара до тех пор, пока не будет достигнута достаточно малая вязкость для удаления продукта из резервуара. Для обеспечения этой задачи основными
компонентами устройства в соответствии с данным изобретением являются блок всасывания/нагнетания, который можно вводить внутрь резервуара через заправочное отверстие резервуара или через смотровой люк, блок
теплообменника, располагаемый вне резервуара, предназначенный для нагрева продукта, и трубопровод для
циркуляции продукта между блоком всасывания/нагнетания и блоком теплообменника до тех пор, пока все содержимое резервуара не нагреется до состояния с достаточно низкой вязкостью, допускающей циркуляционную откачку и, наконец, полное опорожнение резервуара.
Предпочтительно прикреплять к нижней части кронштейна узел насоса. Такое расположение дает несколько
преимуществ по сравнению с разгрузочными системами для резервуаров, в которых всасывающий насос размещается вне резервуара. Во-первых, высота отрицательного всасывания остается допустимо малой, и, вовторых, продукт удаляется из резервуара при положительном давлении, а не при частичном вакууме. Таким образом устраняются проблемы, связанные с большой высотой отрицательного всасывания и кавитационным эффектом в насосе.
Кроме того, трубопровод для удаления продукта может быть выполнен с использованием обычных типов
труб или шлангов вместо дорогостоящих вакуумных шлангов.
В устройстве в соответствии с данным изобретением насос предпочтительно приводят в действие с помощью гидравлического или пневматического двигателей. Таким образом, полностью исключается опасность воспламенения продукта, что в случае использования электродвигателей потребовало бы для предотвращения искрообразования применения специальных конструкций с взрывобезопасными кожухами. Кроме
того, использование гидравлического или пневматического двигателя позволяет непрерывно регулировать
скорость вращения насоса. Хотя насос можно выбирать из большого числа различных конструкций, в устройстве, соответствующем данному изобретению, преимущественно применяются ротационные насосы с
положительным смещением. Такая конструкция насоса с внутренним винтом содержит ротор в качестве
вращающегося элемента и статор в качестве неподвижного элемента, при этом первый элемент устанавливается на подшипниках с возможностью вращения. Ротор выполнен в виде действительного геликоидального
винта с очень большим шагом, с большой глубиной резьбы и с малым значением меньшего диаметра. Статор
имеет двойную винтовую резьбу с шагом, вдвое превышающим шаг ротора. Таким образом, статор и ротор,
которые вращаются один внутри другого и дополнительно совершают эксцентричное движение с помощью
универсально присоединенного шатуна, могут образовывать замкнутые перемещающиеся пространства для
перекачиваемого материала, при этом указанные пространства непрерывно перемещаются от входа к выходу.
Такой насос представляет собой чрезвычайно компактный удлиненный узел, который легко размещается
во внутренней полости кронштейна узла насоса, в результате чего реальный блок насоса расположен на
нижнем конце кронштейна, где он соединен с помощью вала с двигателем, расположенным на верхнем конце кронштейна узла насоса.
В соответствии с данным изобретением верхний конец кронштейна узла насоса посредством повторного
соединения присоединен, по крайней мере, к одному, предпочтительно, по крайней мере, к двум инжекционным патрубкам.
В частности, в случае разгрузки резервуаров круглого сечения число инжекционных патрубков может
быть по желанию увеличено.
Инжекционные патрубки могут вращаться вокруг шарнирного соединения между двумя крайними положениями. В одном из крайних положений инжекционные патрубки располагаются параллельно кронштейну
насоса, тогда как во втором крайнем положении патрубки направлены перпендикулярно в сторону или даже
немного ориентированы вверх. Как будет описано ниже, первое крайнее положение используется при введе3
BY 2861 C1
нии кронштейна узла насоса в резервуар и начале фазы нагрева/перемешивания. При постепенном нагреве
содержимого резервуара инжекционные патрубки могут поворачиваться в стороны вокруг шарнирного
соединения и занимать положение, все более ортогональное начальному.
Движение инжекционных патрубков предпочтительно осуществляется с помощью гидравлических или
пневматических цилиндров обычным способом. Исполнительный механизм, включающий, например, один
или большее число гидравлических или пневматических цилиндров, может монтироваться на верхнем конце
кронштейна узла насоса или внутри его, или, предпочтительно, на внешней стороне кронштейна.
Движение инжекционных патрубков может также осуществляться с помощью механических или электромеханических исполнительных механизмов, например таких, как кулисные рычаги или узлы, включающие комбинации электродвигателя и винтового механизма. Однако с помощью гидравлических или пневматических цилиндров легче выполнять движение, соответствующее повороту инжекционных патрубков в
стороны и вверх, только в том случае, если вязкостное сопротивление, создаваемое перекачиваемым продуктом, не превышает некоторого заранее заданного значения.
В соответствии с данным изобретением к концам инжекционных патрубков подсоединены один или
большее число сопел, с помощью которых разогретый продукт, выходящий из инжекционных патрубков,
может направляться в разные стороны с большой скоростью. Таким образом достигается более быстрый разогрев продукта, а также перемещение разогретого продукта во все части резервуара.
Требуемая длина инжекционных патрубков от шарнирного соединения до их дальних концов определяется тем, как далеко сопла отходят в стороны. Длина инжекционных патрубков, предпочтительно, выбирается
такой, чтобы их концы в их нижнем положении находились немного выше нижнего конца кронштейна узла
насоса. Это предпочтительно при начале нагрева содержимого резервуара и при погружении кронштейна узла насоса в высоковязкий, даже почти затвердевший продукт.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения нижний конец кронштейна узла насоса, содержащий входные отверстия насоса, снабжен устройством для нагрева. Такое устройство нагрева предпочтительно выполняется в виде электрического нагревательного элемента. Нагревательный элемент может
быть размещен внутри нижнего конца кронштейна узла насоса, а точнее, вблизи входного канала насоса, на
стене нижнего конца кронштейна или на внутренней стороне стенки. Кроме того, электрический нагревательный элемент или узел нагревателя, содержащий нагревательный элемент, может нагревать продукт или
непосредственно, или с помощью среды-теплоносителя, такой, как нефть. Такой способ предварительного
нагрева необходим вначале операции нагрева, когда кронштейн узла насоса вводится внутрь резервуара.
Затем продукт, окружающий нижний конец кронштейна, может нагреваться в достаточно большом объеме, что позволяет начать перекачку продукта к блоку теплообменника.
В соответствии с данным изобретением к верхнему концу кронштейна узла насоса подсоединены трубы
или шланги для перекачивания продукта к блоку теплообменника и, соответственно, для возвращения нагретого продукта в резервуар через инжекционные патрубки. Соответственно, первая труба подсоединена к выходу узла насоса, тогда как вторая труба подсоединена к инжекционным патрубкам. Перенос продукта между блоком теплообменника и кронштейном узла насоса может происходить через отдельные трубы. Однако,
в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения для перекачки продукта используется коаксильная двойная труба. Тогда продукт, нагретый в теплообменнике, может передавать тепло при своем возвратном течении в резервуаре по внешней трубе более холодному продукту, текущему по внутренней трубе из
резервуара к теплообменнику. Такая конструкция сокращает время предварительного нагрева, в результате
чего откачка может начинаться через более короткий промежуток времени.
В соответствии с данным изобретением блок всасывания/нагнетания предпочтительно перемещается с
помощью специальных средств перемещения, предназначенных для перемещения устройства к заправочному отверстию резервуара, затем погружения устройства в резервуар и его последующего подъема. С этой целью средство перемещения представляет собой устройство, которое может перемещать блок всасывания/нагнетания как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Используемое средство
перемещения, предпочтительно, представляет собой шарнирную стрелу, собранную из большого числа шарнирно соединенных секций, причем углы между секциями могут изменяться с помощью гидравлических или
пневматических цилиндров. Вышеописанная конфигурация трубопровода для перекачки продукта между
блоком всасывания/нагнетания и теплообменником, предпочтительно, приспособлена для прокладки трубопроводов вдоль стрелы манипулятора либо на ее внешней стороне, либо, что гораздо лучше, внутри ее, где
трубопровод лучше защищен. Аналогично, внутренняя часть стрелы может быть использована для прокладки труб и кабелей, необходимых для компонентов систем с гидравлическим/пневматическим или электрическим приводом.
В устройстве для перекачки продукта, например, между шарнирной стрелой и блоком всасывания/нагнетания предпочтительно используется вибрационный изолятор, который может быть любого обычного типа. С помощью вибрационного изолятора могут быть исключены любые пульсации, возникающие в
результате работы насоса и перемещения инжекционных патрубков или по любой другой причине.
4
BY 2861 C1
В некоторых случаях может оказаться удобным обеспечить блок всасывания/нагнетания, погружаемый в
резервуар, дополнительным средством вращения вокруг вертикальной оси. Такое вращение можно осуществить множеством различных способов, например используя гидравлический или пневматический вращающий исполнительный механизм, расположенный или на конце стрелы манипулятора, или, в другом варианте,
на верхнем конце блока всасывания/нагнетания. Такая функция может также осуществляться с помощью механических или электромеханических средств, используя один из известных способов.
Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг.1 схематически изображено устройство нагрева/разгрузки, смонтированное на разгрузочной платформе,
пригодной для разгрузки подвижных железнодорожных нефтяных цистерн.
На фиг. 2 подробно изображено устройство для нагрева/разгрузки, показанное на фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение блока всасывания/нагнетания.
На фиг. 4 приведено схематическое изображение устройства для перемещения инжекционных патрубков.
На фиг.1 разгрузочная станция для железнодорожных цистерн изображена с цистерной 1, находящейся в
разгрузочном доке 2. К конструкции дока прикреплена несущая колонна 3, на верхнем конце которой с помощью вращающегося несущего устройства 4 укреплена стрела манипулятора 5, при этом несущее устройство 4
способствует вращению стрелы манипулятора 5 вокруг ее вертикальной оси вращения. Стрела манипулятора 5
предпочтительно состоит из большого числа секций 6, 7, которые соединяются друг с другом с помощью шарнирных соединений, при этом угол между секциями стрелы может изменяться с помощью гидравлических цилиндров 8. К передаточной стреле манипулятора 5 крепится блок всасывания/нагнетания 9, показанный в погруженном в цистерну 1 состоянии, причем к указанному блоку прикрепляются инжекционные патрубки 17,
имеющие возможность вращения в вертикальном направлении. На конструкции разгрузочного дока 2 также
размещен шкаф с оборудованием, в котором размещаются блок теплообменника 11 для нагрева нефтяных продуктов и блок гидравлики (не показан) для приведения в действие гидравлических узлов системы. Несущая
конструкция 4 может укрепляться на несущей колонне 3 на фиксированной высоте, или, в другом варианте, высота ее крепления может быть регулируемой. При соответствующей конструкции гидравлических цилиндров 8
шарнирная стрела манипулятора 5 может также быть заменена на стрелу, собранную из неподвижных секций,
при условии, что стрела манипулятора 5 может перемещать блок всасывания/нагнетания 9 над разгрузочнозагрузочным отверстием 12 разгружаемой цистерны 1, а также может опускать блок внутрь цистерны. Кроме
того, следует отметить, что все устройство нагрева/разгрузки, показанное на фиг. 1, может быть при желании
размешено на передвижном шасси.
На фиг. 2 устройство для нагрева/разгрузки в соответствии с данным изобретением показано более подробно. Стрела манипулятора 5, которая укреплена с возможностью вращения с помощью несущей конструкции 4
на несущей колонне 3, включает секции стрелы 6, 7, которые соединены друг с другом с помощью шарнирных
соединений, при этом угол между секциями может изменяться с помощью гидравлических цилиндров 8 до
окончания подъема/опускания блока всасывания/нагнетания 9 до укрепленного на дальнем конце 13 стрелы манипулятора 5. Как видно на схеме, блок всасывания/нагнетания 9, опускаемый через отверстие 12 в цистерну 1,
содержит кронштейн насоса 14, на нижнем конце которого укреплен насос 16, приводимый в действие гидравлическим двигателем 15 и валом (не показан). К верхнему концу кронштейна насоса 14 шарнирно прикреплены
инжекционные патрубки 17, которые на схеме показаны повернутыми вверх ближе к верхнему предельному
положению. Во время опускания блока 9 всасывания/нагнетания в цистерну 1 инжекционные патрубки 17 направлены вниз.
Кроме того, на фиг. 2 стрелками 18 указано направление течения нефтяного продукта, который может
переходить в состояние, допускающее перекачку в результате нагрева, из нижнего конца кронштейна насоса
14 в насос 16 и далее в направлении, показанном стрелками 19 вверх к верхнему концу кронштейна насоса
14, где поток выходит через выходную трубу 20. Пунктирной линией 21 указано направление течения нефти
далее в трубопроводы, расположенные внутри стрелы манипулятора 5, к трубе 22, оканчивающейся в теплообменнике 11. Тепловая энергия поступает в теплообменник 11 с помощью соответствующей среды, такой,
как горячий пар или вода, через клапан 23 и парубок 2. После отдачи тепла холодная среда уходит из теплообменника 11 через трубопровод 25 и клапан 26.
В теплообменнике 11 температура нефтяного продукта повышается до значения, определяемого требуемым
снижением вязкости нефтяного продукта в конкретных условиях. Однако для реализации наиболее короткого
периода времени разгрузки цистерны 1 нефтяной продукт имеет смысл нагревать до максимальной температуры, которая еще не приводит к заметным изменениям его свойств. Обычно допустимый температурный интервал нагрева продукта равен 50-150 °С.
Далее, как видно на фиг. 2, нефтяной продукт, нагретый в теплообменнике 11, по трубе 27 и трубе 28,
проходящим внутри стрелы манипулятора 5, как показано пунктирной линией 28, проходит к блоку 9 всасывания/нагнетания и оттуда по трубам 29 и инжекционным патрубкам 17 в цистерну 1.
На схеме цифрами 30, 31 указаны два инжектируемых потока нефтяного продукта, идущих в двух различных направлениях, при этом потоки эффективно распределяют тепло, содержащееся в нагретом нефтяном продукте, во все части цистерны 1. На схеме также показана труба 33 выхода продукта, соединенная с
5
BY 2861 C1
входной трубой 22 теплообменника 11 через клапан 32, причем указанная выходная труба служит для направления продукта, который уже допускает перекачку, к месту использования или в другую цистерну для
хранения с помощью средств, которые более подробно будут описаны ниже.
На фиг. 3 схематически изображены различные компоненты блока 9 всасывания/нагнетания в соответствии
с данным изобретением и соединения между ними. На схеме показан блок 9 всасывания/нагнетания, опущенный в цистерну 1 для нефтяного продукта, включающий кронштейн 14 узла насоса и инжекционные патрубки
17, шарнирно прикрепленные к указанному кронштейну 14, при этом указанные патрубки показаны на рисунке
в опущенном положении. Внутри кронштейна 14 узла насоса ближе к его нижнему концу установлен насос 16,
который, предпочтительно, является ротационным насосом с положительным смещением, например, как насос
с внутренним винтом. Насос 16 получает вращение от вала 34, который приводится во вращение от гидравлического двигателя 15, установленного на верхнем конце кронштейна 14 узла насоса, при этом входной и выходной масляные трубопроводы гидравлического насоса обозначены на фиг. 3 цифрами 35 и 36.
К нижнему концу кронштейна 14 узла насоса преимущественно крепится нагревательный элемент 37, например электрический нагреватель, служащий для обеспечения достаточного начального нагрева продукта, для
того чтобы облегчить опускание блока 9 всасывания/нагнетания в отвердевший или почти отвердевший нефтяной продукт в начале процесса разгрузки цистерны и для превращения продукта в состояние, допускающее перекачку до начала перекачки в теплообменник 11. Соответственно, нижний конец кронштейна 14 узла насоса
имеет головку 38 предварительного нагрева, выполняющую чрезвычайную полезную функцию, особенно в начале процесса нагрева. Нагревательный элемент может быть размещен, например, у входного отверстия на
нижней стороне насоса 16 или, в другом варианте, на стенке нижнего конца 37 кронштейна 14 узла насоса, или
может прикрепляться к внутренней части стенки. Очевидно, что нижний конец 38 кронштейна 14 узла насоса
может быть снабжен сеткой (не показана) для предотвращения попадания посторонних объектов или сгустков
нефтяных продуктов в насос 16.
К верхнему концу кронштейна 14 узла насоса прикреплены шарнирно в точках 39 инжекционные патрубки 17. При этом инжекционные патрубки 17 могут быть повернуты вверх или вниз вокруг точек вращения
39. В верхнем положении они составляют с кронштейном 14 узла насоса угол, максимальное значение которого определяется внутренней высотой цистерны 1, длиной инжекционных патрубков 17 и разностью высот
между точками вращения 39 и самой верхней внутренней точкой цистерны. Обычно достаточно обеспечить
повтор инжекционных патрубков 17 вверх, по крайней мере, на угол 90 % относительно кронштейна 14 узла
насоса, т.е. перпендикулярно к указанному кронштейну, тогда как желательно иметь немного больший угол
поворота.
Как показано на фиг. 3, поток нефтяного продукта проходит через головку 38 предварительного нагрева и
насос 16, затем направляется вверх внутри кронштейна 14 узла насоса, затем поворачивается, например, с помощью трубопровода 20 и далее идет по передающим трубопроводам 40 к теплообменнику 11. Передающий
трубопровод может состоять из отдельных труб, хотя преимущественно используется коаксиальная двойная
труба, в которой внешняя труба 40 содержит возвратную трубу 41, выходящую из теплообменника 11. В этом
случае горячий нефтяной продукт при прохождении по внутренней трубе 14 нагревает значительно более холодный продукт, текущий по внутренней трубе; такая конструкция обеспечивает более быстрое и эффективное
нагревание продукта. Из возвратной трубы 41 нагретый нефтяной продукт проходит через трубы 42 к инжекционным патрубкам 17. Концы инжекционных патрубков 17, предпочтительно, снабжены системой сопел 42,
спроектированных таким образом, чтобы разделять нефтяной поток на большое количество струй, направленных под различными углами.
На фиг. 4 изображен механизм, с помощью которого можно перемещать инжекционные патрубки 17. К расположенным на некотором расстоянии от точек вращения 39 инжекционным патрубкам 17 подсоединены тянущие-толкающие стержни 44 с помощью шарнирных соединений 43, при этом одни концы 45 стержней шарнирно соединены с тянущим-толкающим поршневым стержнем 47 гидравлического цилиндра 46. Вертикальное
перемещение тянущего-толкающего поршневого стержня 47 передается, таким образом, с помощью тянущихтолкающих стержней 44 на инжекционные патрубки 17, заставляя их поворачиваться вверх/вниз. Очевидно,
что в этом случае можно использовать любую стандартную конструкцию.
Как видно из фиг. 1-4, работа устройства во время разгрузки железнодорожных цистерн происходит следующим образом. Подлежащая разгрузке цистерна 1 перемещается к разгрузочному доку 2, и блок 9 всасывания/нагнетания в соответствии с данным изобретением опускается с инжекционными патрубками 17, находящимися в нижнем крайнем положении, внутрь цистерны 1 через загрузочное отверстие 12. Включается
нагрев головки 38 предварительного разогрева на нижнем конце кронштейна 14 узла насоса, и начинается
подвод тепла от головки 38 предварительного разогрева к лежащему ниже объему нефтяного продукта.
При увеличении температуры нефтяного продукта его вязкость снижается, что позволяет производить
дальнейшее погружение блока 9 всасывания/нагнетания. Когда достаточно большой объем нефтяного продукта достигает достаточно низкого значения вязкости, допускающего откачку, начинает действовать насос
16 и начинается циркуляция нефтяного продукта к теплообменнику 11 и затем обратно в цистерну 1 через
инжекционные патрубки 17. Поскольку вязкость объема нефтяного продукта, окружающего кронштейн 14
6
BY 2861 C1
узла насоса и инжекционные патрубки 17, достигает достаточно низкого значения, то инжекционные патрубки 17 могут быть повернуты из положения вертикально вниз, в положение, ориентированное в стороны.
Реальная разгрузка содержимого цистерны 1 через клапан 32 и трубопровод 33 может быть начата, когда все
содержимое цистерны достигает достаточно высокой температуры, допускающей откачку. Альтернативная
возможность заключается в том, что разгрузка начинается уже на более ранней стадии, чем указано выше.
Такая процедура может оказаться предпочтительней, так как это позволяет производить подъем инжекционных патрубков 17 над верхним уровнем нефтяного продукта в цистерне со значительно большей скоростью.
Тогда струи нефтяного продукта, выброшенные из инжекционных патрубков 17, испытывают гораздо меньшее сопротивление и достигают наиболее удаленных точек внутри цистерны. Соответственно, достигается
значительно более короткое время разогрева.
Хотя приведенное выше описание, в основном, относится к применению устройства в соответствии с данным изобретением для разгрузки почти затвердевших тяжелых нефтяных продуктов из резервуаров, следует
также отметить, что устройство в соответствии с данным изобретением пригодно для разгрузки любых продуктов, которые при комнатной температуре имеют слишком большую вязкость для перекачки и вязкость которых
может быть уменьшена путем нагревания. Более того, устройство в соответствии с данным изобретением также
пригодно для разгрузки более легких продуктов с вязкостью достаточно низкой для откачки даже без нагревания. В этом случае устройство для предварительного нагрева на входном конце кронштейна 14 узла насоса может отсутствовать, а также не производится нагрев продукта в теплообменнике 11 и не производится рециркуляция через инжекционные патрубки 17 обратно в цистерну 1.
Установка в соответствии с данным изобретением полностью свободна от недостатков, связанных с использованием, с задачей снижения вязкости продукта, дополнительной среды, которая может оказывать нежелательное воздействие на продукт. Соответственно, во-первых, продукт не находится в контакте с какойлибо несовместимой средой, и, во-вторых, нагревание компонентов системы осуществляется без какой-либо
среды, использование которой вызвало бы затруднение, например замерзание в экстремальных условиях,
например в местностях с холодным климатом. Установка, в частности ее блок всасывания/нагнетания, отличается очень компактной конструкцией и возможностью разгрузки из резервуара продукта, находящегося
под давлением. Такая конструкция полностью свободна от недостатков систем, в которых разгрузка продукта производится с использованием насосов, находящихся вне разгружаемого резервуара, поскольку с такими
насосами возникают проблемы утечек и кавитации на крыльчатке, а также возникающих в результате этого
дополнительных процессов эрозии и коррозии.
Фиг. 2
7
BY 2861 C1
Фиг. 3
Фиг. 4
BY 2861 C1
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
178 Кб
Теги
by2861, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа