Способ разгрузки густеющих грузов из емкостей через разгрузочный люк и цистерна

 

Изобретение предназначено для использования в нефтеперерабатывающей промышленности, также в системе железнодорожного, морского и автотранспорта, а преимущественно для опорожнения железнодорожных цистерн, заполненных затвердевшим нефтепродуктом в условиях пониженной температуры окружающего воздуха, и позволяет повысить эффективность и снизить время разгрузки. Способ выгрузки густеющих грузов из емкости заключается в том, что установленную в обогреватель емкость-цистерну наклоняют на угол α = 5 - 90°, устанавливают на выгрузочный люк шнек 8 с подогревателем и в верхнюю часть через патрубок 4 подают под пульсирующим давлением с частотой не менее 10 Гц горячий теплоноситель. Способ реализуется в работе цистерны, содержащей корпус с загрузочным люком и разгрузочным люком, расположенным в нижней части, в который устанавливают шнек с подогревателем, и с расположенным в верхней точке патрубок 4 для подачи теплоносителя. 2 з. и 1 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1567480 А ) (51)5 В 65 G 69/20//В 65 G 67/24//

//В 65 D 88/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4220677/31-! 1 (22) 01.04.87 (46) 30.05.90. Бюл. № 20 (71) Винницкий политехнический институт (72) А. 3. Чернышев, И. Д. Коровкин и Н. М. Лиховая (53) 621.892.2 (088.8) (56) Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов./Под ред. Г. Г. Корнилова, М.:

Недра, 1964, с. 77 — 79.

Авторское свидетельство СССР № 1073160, кл. В 65 D 88/74, 1982. (54) СПОСОБ РАЗГРУЗКИ ГУСТЕЮЩИХ

ГРУЗОВ ИЗ ЕМКОСТЕЙ ЧЕРЕЗ РАЗГРУЗОЧНЫЙ ЛЮК И ЦИСТЕРНА (57) Изобретение предназначено для использования в нефтеперерабатывающей промышленности, также в системе железнодорожного, морского транспорта и автотранспорта, а преимущественно для опорожнения железнодорожных цистерн, заполненных затвердевшим нефтепродуктом в условиях пониженной температуры окружающего воздуха, и позволяет повысить эффективность и снизить время разгрузки. Способ выгрузки густеющих грузов из емкости заключается в том, что установленную в обогреватель емкость-цистерну наклоняют на угол а=

=5 — 90, устанавливают на выгрузочный люк шнек 8 с подогревателем и в верхнюю часть через патрубок 4 подают под пульсирующим давлением с частотой не менее 10 Гц горячий теплоноситель. Способ реализуется в работе цистерны, содержащей корпус с загрузочным люком и разгрузочным люком, расположенным в нижней части, в который устанавливают шнек с подогревателем, и с расположенным в верхней точке патрубок 4 для подачи теплоносителя. 2 з. и с. п. ф-лы, 2 ил.

1567480 з

Изобретение предназначено для использования в нефтеперерабатывающей г>ромышленности, а также в системе железнодорожного, морского транспорта и автотранспорта, а преимушественно для опорожнения железнодорожных цистерн, заполненных затвердеваюшим нефтепродуктом в усповиях пониженной температуры окружающего воздуха.

Цель изобретения — повышение эффективности и уменьшение времени разгрузки, На фиг. изображена железнодорожная цистерна, разрез; на фиг. 2 — фрагмент нагревательного устройства для обогрева корпуса резервуара.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит наклонно установленную цистерну, состоящую из цилиндрической части 1, верхней выпуклой торцовой части 2 и нижней выпуклой торцовой части 3. В верхнем месте выпуклой части 2 расположен патрубок с краном 4, на боковой поверхности цилиндрической части 1 расположен люк с крышкой 5 для загрузки нефтепродукта в цистерну, с противоположной стороны по отношению к люку 5 на цилиндрической части имеются крепежные приспособления 6, которые использук>т для установки цистерны на ходовую опору при транспортировании от пункта загрузки до пункта его разгрузки. В самом нижнем MpcT< выпуклой торцовой части 3 находится сливной лк>к 7, через который в цистерну установлен шнек 8, прикрепленный к фланцу сливного лк>ка 7 через герметичную прокладку.

Внутри нала шнека 9 имеется полость, в которук> вставлен тепловой электронагреватель 10 шнека, Снаружи корпуса цистерны расположено нагревательное устройсч во, состояшее из двуx частей основной части 11 и крышки 12. Через натрубив с краном внутрь цистер;<ы подается под пульсируx>шим давлением < орячии газ или <гар при помоши компрессора 13, для нагрева установлен теплонагреватель 14 подаваемого воздуха, газа или пара. 111н< к 8 свя.шн, приво дом 15 его вращения, ме;к,ii горя шм корпусovl резервуара и твердым хо.<одным нефтепродуктом 16 находится слой 17 разогретого нефтепродукта до ж«дк го сосгояния.

Нагревательное устройство для обо<.рева корпуса резервуара имеет «сэндвичевую» структуру и содержит нагревательные элементы 18 -- электронагревательные лампы (тина КГ-220), рефлектор 19 для отражсния тепловой энергии от нагревательных элементов 18 в направлении корпуса резервуара, паровук> рубашку 20 из теплоизоируюшего материала, корпус 21 нагревательного устройства, несущий всю конструкцию нагревательного устройства. Расстояние от электронагревателя до корпуса резервуара не должно превышать 50 см, так как при большем увечичении расстояния h теплов<>е излучение электронагревателей становится малоэффективным.

В качестве нагревательных элементов могут быть использованы также газовые горелки, через которые подают природный газ. При этом природный газ поджигают электроискровыми зажигалками.

Устройство работает следующим образом.

Резервуар, заполненный твердеющим нефтепродуктом с закрытым люком 7 транспортируют от места загрузки до места выгрузки.

Расположение патрубка с краном 4 и сливного люка 7 на корпусе резервуара должно быть таким, чтобы при наклоне резервуара к горизонту под заданным углом а на разгрузочной плошадкв патрубок с краном 4 занял бы самое нижнее положение на торцовой части 3. Опорожнение резервуара производят на специальной разгрузочной плошадке.

Разгрузочная площадка оборудована наклонным участком железнодорожного пути с заранее заданным углом наклона а, который равен максимально допустимому углу наклона данного резервуара на железнодорожной платформе. Наклонное расположение резервуара на разгрузочной площадке может быть также осушествлено при помоши подъема резервуара за торцовую часть

2, где находится патрубок с краном 4, при помощи подъемника при условии, что торцовая часть 3 останется на горизонталь<ной платформе, либо опусканием торцовой часги 3, <де расположен сливной люк прн условии, что торцовая часть 2 останется на неподвижной горизонтальной платформе.

11а разгрузочной плошадке корпус резервуара располагают под заданным углом а=5>!) — 90 к горизонту и осуществляют совмешенне резервуара с основноЙ частью нагрева <хлыщш>го устройства 11. Со стороны тор- . цовой части корпуса резервуара, на которой находится сл и вной люк 7, располагd ют крышку 12 нагревательного устройства. Наличи<. за «>ра t1(50 см между нагрева<ель><ь<ми -.лементами 18 и корнусоч резервуара <>беси< чинает возможно< ть беспрепятствен«ого совмешения нагренат<л< и 1 и 12 с данным р< <ервуаром. Чем меньн<е зазор t>, т< м <><<стрее можно разогреть корпус резервуара, однако при этом возрастает опасность контакта нагревательных элементов 18 с корпусом резервуара в процесс«их совчешения, в результате чего указанные элементы могут выйти из строя. С другой стороны при h )50 см обогрев элементами 18 корпуса резервуара становится ме;<ленным, что противоречит цели изобретения.

Шнек 8 через герметичную прокладку прикреплен к фланцу сливного люка и его продолжают разогревать подогревателем 10, который находится внутри полости вала шнека 9. Разогретый шнек плавит твердый нефтепродукт и тем самым облегчает его внедрение внутрь резервуара. После того, как шнек

1567480 и закреплен на сливном люке и груз разогрет вместе с корпусом резервуара, между стенками резсрвуара и твердой частьк> нефтепродукта образуется тонкий слой 17 разжиж»нного нефтепродукта. Также тонкий слой разжиженного нефтепродукта образуется и вокруг лопастей шнека. Все указанные жидкие слои выполняют функции смазки при продвижении твердой части нефтепродукта 16 вниз в направлении к шнеку при разгрузке, d также уменьшают сопротивление врашеник> вала шнека двигателем 15. Теперь через патрубок 4 внутрь резервуара при помоши компрессора 13 подают горячий газ (иар, воздух), отключают подогрев шнека и включают двигатель 15, приводящий во вращение шнек. В дальнейшей работе шнека его подогрев не обязателен, так как температура шнека поддерживается постоянной из-за трения о нефтепрс>дукт, продвигаюшийся по его винтовым лопастям.

С увеличением размеров шнека 8 (его диаметра и высоты) скорость разгрузки резервуары повышается, но при этом возникает трудность в надежном герметичном перекрытии крышкои большого диаметра сливного люка перед загрузкой и во время транспортирования нефтепродукта. При больших размерах шн»ка также неудобны манипуляции со шнеком и его внедрение в твердый нефтепродукт, при закреплении на фланце сливного люка и демонтаже, а также при его вращении в процессе разгрузки. Для стандартных железнодорожных цистерн диаметр сливного люка рекомендуется выбирать равным 400 -600 мм, диаметр шнека должен быть на 10 30 мм меньше диаметра сливного лкжа, высота шнека равна 200 -600 чм, отношение шага к радиусу шнека -- 1 — 0,4

Минимальную угловую скорость вращения шнека подбирают такой, которая обеспечивает наибольшук> скорость разгрузки груза при tfdHM»иьшнх энергетических затратах на

tfpatue»He шнека. Пульсации давления P можно получить путем использования сжатогf> газ» неиосредствен но из компрессора, б»> использования ресивера.

Ич>гуль»ной подачей чс рез патр,бок 4

f оряч»го газа разжижают твердый нефте ир<>.>улт, понижая»го tfpeqe;f текучести и обле> чая т»м самым»го продвижение в направлении шнека.

Анаис.нис давления горячего газа выбираtoT из сл»дующ. Ip соотношения

2К6, л(>,R (Ð(26à /R, гд» >> тотцгина стенок корпуса цистерны;

R радиус цилиндрической части; предел г»кучести материала, из которого изготовлен корпус цистерны; (> — вес твердого нефтепродукта в цистерне в процессе его опорожнения; р -- удельный вес. нефтепродукта;

К вЂ” предел текучести нефтепродукта

flpH температуре, равной температур» ра «>f pexoio корпуса цистерны.

5 l0

5

Величина К может быть просто опредеф% лена экспериментально. Для этого необходимо иметь пластину, изготовленную из того же материала, что и корпус резервуара, и вспомогательный сосуд с разогретым нефтепродуктом до температуры, равной температуре разогретого корпуса резервуара.

Погружаем пластину полностью в жидкий нефтепродукт в сосуд, выдерживаем несколько минут пока пластина прогреется, вынимаем пластину из сосуда вместе с налипшим на обе ее боковые поверхности тонким слоем жидкого нефтепродукта. Если теперь держать пластину вертикально в подвешенном состоянии, то с нее будут стекать капли жидкого нефтепродукта.

Обозначим через Cii вес пластины, смоченной с двух сторон жидким нефтепродуктом вчесте со стекающими с нее каплями, Ci — вес чистой пластины без нефтепродукта, Sf — плошадь поверхности одной стороны пластины, тогда предел текучести К может быть определен по формуле

К = (Cif — -Cia) /2Si, где 2Si — площадь двух сторон пяастины.

Предложенный способ определения предела текучести К пригоден только для жидких консистенций.

Частота пульсации выбирается не меньш» 10 Гц.

Продвижение твердой массы нефтепродукта внутри цистерны по направлению к шнеку происходит за счет действия пульсируюшего давления и силы тяжести, при этом возникающее трение твердой массы нефтепродукта значительно уменьшено вследствие наличия жидкой прослойки 17. Твердая масса нефтепродукта около шнека захватывается его вращающимися лопастями и выталкивается наружу, освобождая место для вновь поступающей к шнеку твердой массы.

Своим вращением шнек выгружает из цистерны твердый нефтепродукт вперемежку с частью разжиженного нефтепродукта из прослойки 17.

Если корпус резервуара, шнек и подаваемый под давлением газ не разогревать, то в конце разгрузки (если она только вообше будет возможна) в резервуаре останутся отдельные твердые куски нефтепродукта, прилипшие к стенкам цистерны изнутри.

Подобные куски полностью исключены, если все указанные части разогревать до температуры не ниже величины, соответствуюшей его разжижению. Кроме того, в процессе опорожнения цистерны толщина разжиженного слоя нефтепродукта 17 все время увеличивается по мере прогревания, и потому процесс опорожнения заканчивается выдавливанием из цистерны жидкого нефтепроду кта.

После разгрузки на стенках цистерны останется небольшой слой жидкого нефтепродукта. С увеличением температуры корпуса цистерны прекращают подачу под дав!

567480

Формула и(юбретения

27 ZO У9 (,() ((2 2

С<кто нитеиь H..,(!ек <дыр ! < ..((«((lf< T. f 1 ) ðô(.))«(< I Гехред И. Вере< Корректор О. Кра апина

:1;) аа 1295 Тир,)ж 672 Подписное

I

I l.!

I!,»<и ии <с< нс«н<) i <.««, ...; и ко)(П<ин.<(!!а(((п ., г У<кгород, тп Гагарина, 101

1: )1))(к(Гпряг!ЕГО ГаЗа, тОЛщИНа уКаЗаННОГО ().1 <) (ного слоя уменьшается. Разогревая (рну(Il,)<(. Iерны снаружи с размещенным в .: »I<)лости дополнительным нагревателем до

:, .;:, ратуры кипения нефтепродукта, добиH,(к>тся полной очистки стенок резервуара.!. Способ разгрузки густеющих грузов из емкостей через разгрузочный люк, зак (1() )ак>щийся в том, что емкость поворачи1<,1 н)т в вертикальной плоскости для уста1((:1)ки р;1:)грузочного люка в нижнее положе1(I1(., нагревают I(o наружной поверхности д,l)) разжижения груза у стенок емкости и ,:.I(b I рь 1(одают T(1(поноситель под дав.чением

<, I)(тнво(н)ложной стороны от разгрузочI!

1«п <((но((I(kl эфф(к. явности для емкости с лю„,:,, !)а(положенным в нижней части у одно,,> < г(>рцов, гоп.)он<)ситель подают им- 20

:<у.((,<"(ми с (астотой II(менее !О Гц, а пово-!

< .«)с>,)1((гилян>т на угол ") 90 в продочь(1«Й !IЛ()СКОС ГИ.

<..п<)с()() и<> и. 1, ()r.I((ча)ощийея тем, что

25 грев оставшейся части осуществляют до температуры кипения вводимым внутрь емкости дополнительным нагревателем.

3. Способ по п. 1, orëè÷ïþùèéñÿ тем, что выгрузку груза осуществляют посредством установленного в разгрузочный люк шнека с подогревателем.

4. Цистерна, включающая цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным люками и сопряженные с ним выпуклые торцовые стенки, сливной канал и патрубок с краном для подачи рабочей среды внутрь корпуса, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени разгрузки, она снабжена смонтированным в сливном канале под углом к продольной оси корпуса шнеком, вал которого имеет полость с размещенным в ней нагревательным элементом, а верхний его конец расположен внутри корпуса, и охватывающим последний нагревательным приспособлением, включающим расположенные один над другим нагреватель, рефлектор и теплоизолятор, при этом указанный патрубок с краном смонтирован в верхней точке одноЙ из торцовых стенок корпуса, а сливной канал — в нижней точке противоположной торцовой стенки.