Система приема топлива в судовые цистерны
СИСТЕМА ПРИЕМА ТОПЛИВА В СУДОВЫЕ ЦИСТЕРНЫ, содержшцая приемные , переливные и воздушные , отлич ающая.ря тем, что, с целью снижения вероятности перелива топлива через воздушные тРУбы путем уменьшения скорости его прДъема в переливных и воздушных трубах. последние опущены в цистерны на величину Ь , определяемую соотношением. . где F - площадь поперечного сечения ° воздушной трубы; . ц площадь днища цистерны; h .- расстояние от цистерны до верхнего уровня переливной трубы, причем опущенный в цистерну участок воздушной трубы на уровне крыии цистерны имеет отверстие площадью от IM IM асти площади поперечно го сечения воздушной трубы.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
3(59 В 63 В 25 12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ: ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA В .-;.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИП „
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ( (21) 3652948/27-11 (22) 08.07.83 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) О.А.Ожиганов и B.A.Øóëüæåíêî (53) 629 ° 123.56 (088.8) (56) 1. Патент Яйонии 9. 50-7357, кл. 84 D 3, 1975 (прототип).
1 1
Фуз. 3 (54) (57) СИСТЕМА ПРИЕМА ТОПЛИВА В
СУДОВЫЕ ЦИСТЕРНЫ, содержащая приемные, переливные и воздушные трубы, о т л и ч а ю щ а я:с я тем, что, с целью снижения вероятности перелива топлива через воздушные трубы путем уменьшения скорости его подъема в переливных и воздушных трубах,:
„„SU„„1131754 А последние опущены в цистерны на величину и., определяемую соотношением, Р у
FL где F, - площадь поперечного сечения воздушной трубы
F — площадь днища цистерны; ь .- расстояние от крьвж цистер-! ны до верхнего уровня переливкой трубы, причем опущенный в цистерну участок воэдушной трубы на уровне крыаи цистерны имеет отверстие площадью от до @ части площади поперечно-. го сечения воздушной трубы.
1131754
Изобретение относится к судостроению, в частности к системам приема топлива в судовые цистерны.
Известна система приема топлива
s судовые цистерны, содержащая приемные, переливные и воздушные трубы.
Однако в известной системе при переполнении цистерн топливо начинает одновременно подниматься в воздушных и переливных трубах. Высокая интенсивность приема топлива определяет также и высокую скорость подъема топлива в этих трубах, что может, и в некоторых случаях приводит к переливу топлива через воздушные трубы на палубу. В этом случае судевладе- 35 лец вынужден платить значительную сумму штрафа, кроме того, происходит загрязнение окружающей среды.
Цель изобретения - снижение вероятности перелива топлива через воз- 20 душные трубы.
Указанная цель достигается тем, что в системе приема топлива в судовые цистерны, содержащей приемные, переливные и воздушные трубы, последние опущены в цистерны на вели" чину, определяемую соотношением
h = 11
4 30 где F — площадь поперечного сечения воздушной трубы (мм );
F - площадь днища цистерны {мм );
2 ° .
h — расстояние от крыши цистерны до верхнего уровня переливной трубы (мм), причем опущенный в цистерну участок воздушной трубы на уровне крыши цистерны имеет отверстие площадью от
40 от 200 части площади поперечного сечения воздушной трубы.
На фиг.1 изображена предлагаемая система приема топлива в судовые 45 цистерны; на фиг.2 — узел 1 на фиг.Х, положение воздушной трубы в запасной цистерне, Система содержит запасные 1 и переливную 2 топливные цистерны, приемные 3, переливные 4 и воздушные 5 трубы. Воздушные трубы опущены в цистерны на величину h ° В верхней .части опущенных в цистерны 1 участков воздушных труб на уровне крыши цистерн 1 имеются отверстия a ..
Система работает следующим образом.
Топливо поступает в запасные цистерны 1, вытесняя из них воздух че- 60 рез воздушные трубы 5 в атмосферу.
При достижении топливом нижней кромки воздушной трубы 5, опущенной в цистерну 1 на величину h оно начинает подниматься в воздушной 5 и пе- 65 тогда а = - -4 h = 15
Fт 0 049
F .20
0,037 м, Площадь отверстия в воздушной трубе
1 1 7 в 200 тР 200
2,45 ° 10 м . диаметр отверстия в воздушной трубе, соответствующей расчетной площади, равен 18 мм (может быть 20 отверстий диаметром 5 мм и площадью по 20 мм2 каждое) .
Объем воздуха в надтопливном пространстве
Чн = Г Ь 20 ° 0,037 == 0,74 м н.т. ц
Объем сжатого воздуха в надтопливном пространстве при начавшемся переливе топлива в переливную цистерну
V, Р 0 74 0,1
Р„,,70
0,3 м реливной 4 трубах, сжимая одновременно воздух B надтопливном пространстве цистерны i. Отверстие а пропускает при этом лишь незначительную часть воздуха в воздушную трубу 5 и не является помехой в работе системы.
Таким образом, при одной и той же интенсивности приема тойлива в цистерны в данной системе, по сравнению с прототипом, скорость подъема топлива в воздушных трубах 5 и переливной трубе 4 уменьшается за счет сжатия объема воздуха в надтопливном пространстве цистерны 1. Уменьшение же скорости подъема топлива снижает вероятность его перелива через воздушные трубы 5 на палубу. При достижении топливом высоты h< и соответственно начавшемуся переливу топлива по переливной трубе 4 в переливную цистерну 2 прием топлива по приемной трубе 3 прекращается по команде с судна. Сжатый в надтопливном пространстве воздух постепенно через отверстие ц поступает в воздушную трубу 5, освобождая тем самым объем для эамещающего его топлива из воздушной трубы 5. В итоге все топливо из воздушной трубы 5 сливается в цистерну 1, полностью заполняя ее объем.
II р и м е р. Одна из запасных топливных цистерн балкера типа "Одесса" имеет площадь Р,„ = 20 м ; внутренний диаметр воздушной. трубы 418„ =
0,25 м; площадь поперечного сечения воздушной трубы Рт = 0,049 мгр тр расстояние от крыши цистерны до верхнего уровня переливной трубы h, 15 м.
1131754
Ч и.
П Чнт
ЧЬ хоть
0 74
° 2,45 10
° 2, 45. 10
-Ф 15 .50
® . 2 где Г, — атмосферное давление;
à — давление воздуха в над. н.т, топливном пространстве при начавшемся переливе топлива в перелив ную цистерну, Скорость подъема топлива V в во здушной трубе находят из уравнения материального баланса
Здесь в левой части уравнения — 1 0 количество топлива, поступившего в цистерну с момента закрытия топливом воздушной трубы, до момента начала перелива, à — время, ушедшее на эту операцию, QT — интенсивность приема 1 5 топлива .
Так как Ч . д = Ь т, а из уравнения материального баланса (объем вытесняемого иэ цистерны воздуха равен объему э амещаемого, топлива ), следу- ъ0 ет = V -F, где V — скорость истечения воздуха через воздушную трубу при заполнении цистерны, равная 2 м/с, после некоторых преобразов аний получим 25 т
15 «0 049 ° 2 — 1 25 /с . в««юч- р«ч=«т
Таким образом, скорость подъема 30 топпива в предлагаемой системе уменьшается на 37В (скорость подъема топлива V в воздушной трубе, неопущенной в цистерну, равна скорости истечения воздуха Чз - 2 м/с), что сни-З5 жает вероятность перелива топлива через воздушные трубы на палубу.
Обьем воздуха, поступивший из надтопливного пространства в воздушную трубу эа время работы системы (от закрытия топливом воздушной тру-. бы до.момента ттерелива
2k h Ь
В в в "«в " «-«7« os v где k — показатель адиабаты, - плотность воздуха
V - скорость истечения воздуха .s через отверстие a ..
0,00125 м что составляет 0,17В объема надтопливного пространства (для плодащи
1 отверстий, равно — части, этот
100 объем составляет 0,34% объема надтопливного пространства) .
Время, за которое воздух, сжатый в надтопливном пространстве, истечет в воздушную трубу, а топливо из трубы сольется в ттистерну:
7000с = 1,95 ч (0,975 ч для отверстия, равного -б- сечения воздушной
1 трубы), что вполне удовлетворительно.
Поэтому целесообразно, чтобы seличина не превышала величины, определяемой соотношением
h = h, в противном случае объем
Гт
F i в цистерны будет неиспользован.
Верхний предел площади отверстия
«у часть сечения воздушной трубы
1 выбран во избежание засорения (минимальный диаметр воздушной трубы по правилам Регистра СССР— 50 мм, минимальный диаметр отверстию, исключающего засорение — 5 мм, при этом со- . отношение площадей 1:100) . Нижний предел гарантирует отсутствие значительной потери воздуха иэ надтопливного пространства цистерны через воз- . душную трубу при ее значительных диаметрах (на практике до 250 мм),и, следовательно, надежную работу системы, подтверждаемую приведенным расчетом, Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в снижении вероятности перелива топлива через воздушные трубы, уменьшении сумм штрафов, оплачиваемых судовладельцами, и защите окружающей среды от загрязнения нефтепродуктами.
ВНИИПИ Заказ 9704/14
Тираж 455 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4
