Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши

 

Изобретение относится к резервуарам для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидкостей и предназначено для удаления ливневых вод с плавающей крыши резервуара. Резервуар содержит корпус с днищем и плавающую крышу с приемным патрубком, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой. Дренажная система состоит из связанного с приемным патрубком гибкого и закрепленного на днище жесткого участков. Жесткий участок выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса. Гибкий участок образован двумя оппозитно установленными шлангами, соединенными с одной стороны с делителем потока приемного патрубка, а с другой стороны - с коллектором трубы жесткого участка. Каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, а оси подсоединительных фланцев расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши. Под каждым из шлангов на днище корпуса могут быть установлены П-образные опорные элементы, расположенные по линии развертывания шлангов в крайнем нижнем положении плавающей крыши, причем их высота по длине шлангов уменьшается от приемного патрубка к коллектору, а ширина составляет от пяти до десяти наружных диаметров шлангов. С нижней стороны плавающей крыши напротив каждого из подсоединительных фланцев делителя потока приемного патрубка могут быть установлены U-образные ограничивающие элементы. Шланги размещены внутри U-образных элементов с зазором. Расстояние от подсоединительных фланцев до ограничивающих элементов не менее их трех наружных диаметров. Для каждого шланга один из подсоединительных фланцев может быть повернут вокруг оси относительно другого фланца на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши, в сторону, противоположную скручиванию шланга при перемещении плавающей крыши. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к вертикальным цилиндрическим резервуарам для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, а именно к конструкциям, содержащим устройство для отвода ливневых вод с плавающей крыши, и может быть использовано как при разработке и изготовлении новых, так и при модернизации и ремонте существующих объектов и сооружений.

Известны вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей, оснащенные устройством для отвода ливневых вод, состоящим из соединенных между собой шарнирными уплотняющими узлами водосборника, расположенного на плавающей крыше, поворотных труб, установленных внутри резервуара между плавающей крышей и днищем корпуса, а также отводного коллектора, закрепленного на днище корпуса и сообщенного с канализацией [Патент РФ N 2060917, 1996, БИ N 15] .

Недостатками указанных резервуаров являются низкая надежность, обусловленная вероятностью нарушения герметичности подвижных шарнирных уплотнений жестких трубопроводов, что приводит как к попаданию ливневых вод в резервуар, недопустимому по условиям хранения, так и наоборот к выходу хранящейся в резервуаре жидкости на поверхность плавающей крыши; конструктивная сложность, связанная с наличием различных по расположению и условием работы участков подвижных трубопроводов и их шарнирных уплотняющих узлов, предусматривающих несколько степеней свободы для обеспечения возможных перемещений плавающей крыши не только в вертикальном направлении, но и в виде крена и углового поворота в пределах зазоров между крышей и корпусом, причем уплотнения могут предусматривать различные компенсирующие, смазочные и т.п. элементы, обслуживание которых повышает стоимость хранения жидкостей; малая пропускная способность устройства для отвода ливневых вод, обусловленная значительным гидравлическим сопротивлением конструкции при резких поворотах движущихся ливневых водах от участка к участку в шарнирных уплотняющих узлах, что приводит к необходимости увеличения проходного сечения трубопроводов, диаметров уплотнений, повышает массу металлоконструкции, уменьшает полезный объем резервуара и т.д.

Известны также резервуары для нефтепродуктов, содержащие корпус и плавающую крышу с водоотводящим шлангом между ними, который снабжен равномерно размещенными по его длине насадками, выполненными из закрытопористого материала с удельным весом меньше удельного веса нефтепродуктов, что благодаря всплытию шланга исключает его примерзание к днищу при низких температурах окружающей среды и обеспечивает полноту его опорожнения от ливневых вод. [Авторское свидетельство СССР N 880891, 1981, БИ N 42].

Недостатком таких резервуаров является конструктивная сложность гибкого шланга, обусловленная необходимостью выполнения по его длине насадков из пористого материала, которые повышают жесткость шланга, увеличивая габаритные размеры дренажного устройства при перемещениях плавающей крыши, и возникающие в шланге напряжения, снижая ресурс работы гибкого шланга в составе устройства для отвода ливневых вод.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятому в качестве прототипа является резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и плавающую крышу с приемными патрубком, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой, состоящей из связанного с приемным патрубком гибкого и закрепленного на днище жесткого участков, последний из которых выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса, причем резервуар снабжен обогревателем, а соединение гибкого и жесткого участков дренажной системы расположено на оси приемного патрубка [А.С. СССР, N 1406067, 1988, БИ N 24].

Недостатком данного резервуара, кроме конструктивной сложности, связанной с применением обогревателя, является низкая надежность устройства для отвода ливневых вод, обусловленная тем, что гибкий участок дренажной системы предусматривает собой шланг из армированной бензостойкой резины большого диаметра и в связи с этим значительной жесткости, а это при перемещениях плавающей крыши и изгибных деформациях приводит к преждевременному разрушению шланга. Соединение жесткого и гибкого участков дренажной системы по оси приемного патрубка усугубляет этот процесс.

Задачей изобретения является улучшение условий эксплуатации и повышение надежности работы гибкого участка устройства отвода ливневых вод и за счет этого увеличение эффективности использования резервуаров, обеспечиваемой уменьшением вероятности загрязнения посторонними жидкостями и частицами состава сохраняемого продукта и его потерь вследствие выхода на поверхность плавающей крыши.

Поставленная задача решается за счет того, что гибкий участок дренажной системы образован двумя оппозитно установленными шлангами, соединенными с одной стороны с делителем потока приемного патрубка, а с другой стороны - с коллектором трубы жесткого участка, причем каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, а оси подсоединительных фланцев делителя потока и коллектора расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши. Под каждым из шлангов на днище корпуса могут быть установлены П-образные опорные элементы, расположенные по линии развертывания шлангов в крайнем нижнем положении плавающей крыши, причем их высота по длине шлангов уменьшается от приемного патрубка к коллектору, а ширина составляет от пяти до десяти наружных диаметров шланга. С нижней стороны плавающей крыши напротив каждого из подсоединительных фланцев делителя потока приемного патрубка могут быть также установлены U-образные ограничивающие элементы, внутри которых с зазорами размещены шланги, причем расстояние от подсоединительных фланцев до ограничивающих элементов не менее их трех наружных диаметров. Для каждого шланга один из подсоединительных фланцев может быть повернут вокруг оси относительно другого фланца на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши, в сторону, противоположную скручиванию шланга при перемещении плавающей крыши.

На фигуре 1 изображен общий вид резервуара с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши, поперечный разрез. На фигуре 2 показан вид А фигуры 1 (вид сверху). На фигуре 3 изображено сечение Б-Б фигуры 2. На фигуре 4 показано место 1 фигуры 1, а на фигуре 5 изображено сечение В-В фигуры 4.

Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши (фигура 1) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и плавающую крышу 3 с приемным патрубком 4, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой, состоящей из связанного с приемным патрубком 4 гибкого 5 и закрепленного на днище 2 жесткого 6 участков, последний из которых выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса 1. Гибкий участок 5 образован двумя оппозитно установленными шлангами 7 (фигура 2), соединенными с одной стороны с делителем потока 8 приемного патрубка 4, а с другой стороны - с коллектором 9 трубы жесткого участка 6, причем каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, и оси подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 и фланцев 11 коллектора 9 расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши 3. Под каждым из шлангов 7 на днище 2 корпуса 1 установлены П-образные опорные элементы 12 (фигура 3), расположенные по линии 13 (фигура 2) развертывания шлангов 7 в крайнем нижнем положении плавающей крыши 3, причем их высота "h" по длине шлангов 7 уменьшается от приемного патрубка 4 к коллектору 9, а ширина "В" составляет от пяти до десяти наружных диаметров Д_н шлангов 7. С нижней стороны плавающей крыши 3 (фигура 4) напротив каждого из подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 приемного патрубка 4 установлены U-образные ограничивающие элементы 14, внутри которых (фигура 5) с зазорами размещены шланги 7, причем расстояние "l" (фигура 4) от подсоединительных фланцев 10 до ограничивающих элементов 14 не менее их трех наружных диаметров Д_н. Для каждого шланга 7 один из подсоединительных фланцев, со стороны фланца 10 делителя потока 8, повернут вокруг оси относительно другого фланца шланга со стороны фланца 11 коллектора 9 на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши 3 (фигура 1), в сторону, противоположную скручиванию шланга 7 при перемещении плавающей крыши 3.

Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши эксплуатируется следующим образом.

При заполнении и опорожнении резервуара и перемещениях плавающей крыши 3 от нижнего до верхнего положения (фигура 1) шланги 7, обладающие оптимальными упругими и весовыми характеристиками, развертываются и свертываются по винтовым линиям, при этом их оппозитное расположение, а также то, что они свернуты по винтовой линии в противоположных направлениях, компенсируют усилия, направленные на поворот плавающей крыши 7 в корпус 1. Расположение подсоединительных фланцев 10 делителя потока и фланцев 11 коллектора 9 в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши 3, уменьшает возникающие изгибные деформации шлангов 7.

Ливневые воды, при их возникновении, с плавающей крыши 3 через приемный патрубок 4, делитель потока 8, шланги 7, коллектор 9 и жесткий участок 6 дренажной системы, выполненный в виде трубы, отводятся наружу цилиндрического корпуса 1 в канализацию.

В нижнем положении плавающей крыши 3 (фигура 1) при незаполненном резервуаре шланги 7 находятся в развернутом по линии 13 (фигура 2) положении и лежат на П-образных опорных элементах 12, обеспечивающих их разгрузку от напряжений. Высота h опорных элементов 12, уменьшающаяся от приемного патрубка 4 к коллектору 9, обеспечивает полное опорожнение шлангов 7 от ливневых вод. Ширина опорных элементов 12, выполненная в диапазоне от пяти до десяти наружных диаметров D_н шлангов, позволяет компенсировать неточности, связанные с погрешностями расположения плавающей крыши 3 в корпус 1 резервуара в пределах имеющихся зазоров, длин шлангов 7, их других деформаций и т.п. Расположение шлангов 7 внутри U-образных ограничивающих элементов 14, установленных напротив каждого из подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 приемного патрубка 4, позволяет за счет выбора допустимых зазоров исключить недопустимые перегибы шлангов при перемещениях плавающей крыши 3. При этом при верхнем расположении крыши 3, а также, когда по шлангам 7 идут потоки ливневых вод и они имеют увеличенную массу, ограничивающие элементы 14 выполняют роль подвески.

Перемещение плавающей крыши 3 из одного крайнего положения в другое приводит к скручиванию шлангов 7 в поперечном сечении. Для минимизации напряжений скручивания в шлангах 7 один из подсоединительных фланцев со стороны фланца 10 делителя потока во время монтажа резервуара поворачивают вокруг оси относительно другого фланца со стороны фланца 11 коллектора 9 на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши 3, в сторону, противоположную скручиванию шланга 7 при перемещении крыши 3. Это позволяет установить изменение напряжений скручивания в шлангах 7 в диапазон от минус половины через ноль до плюс половины максимально возможных напряжений, имеющих место при монтаже шлангов без предварительного натяга. В связи с тем, что наиболее вероятная величина наполнения резервуара равна половине его объема эксплуатация шлангов 7, будет осуществляться при напряжениях скручивания, близких к нулю.

Анализ технических решений, известных из патентной и технической литературы, позволяет сделать вывод, что заявленные отличительные признаки резервуара с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши обладают новизной и при их использовании приводят к положительному техническому результату.

Такое выполнение резервуара позволяет улучшить условия эксплуатации и повысить надежность работы гибкого участка устройства отвода ливневых вод за счет установления оптимальной жесткости шлангов при сохранении пропускной способности конструкции в целом и уменьшения напряжений в материале шлангов при перемещениях плавающей крыши, а также увеличить эффективность использования резервуаров путем снижения затрат на очистку продуктов хранения от загрязнений, связанных с попаданием в них ливневых вод, и сокращение потерь вследствие выхода сохраняемой жидкости на поверхность плавающей крыши.

Формула изобретения

1. Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и плавающую крышу с приемным патрубком, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой, состоящей из связанного с приемным патрубком гибкого и закрепленного на днище жесткого участков, последний из которых выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что гибкий участок образован двумя оппозитно установленными шлангами, соединенными с одной стороны с делителем потока приемного патрубка, а с другой стороны - с коллектором трубы жесткого участка, причем каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, а оси подсоединительных фланцев делителя потока и коллектора расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши.

2. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что под каждым из шлангов на днище корпуса установлены П-образные опорные элементы, расположенные по линии развертывания шлангов в крайнем нижнем положении плавающей крыши, причем их высота по длине шлангов уменьшается от приемного патрубка к коллектору, а ширина составляет от пяти до десяти наружных диаметров шлангов.

3. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что с нижней стороны плавающей крыши напротив каждого из подсоединительных фланцев делителя потока приемного патрубка установлены U-образные ограничивающие элементы, внутри которых с зазорами размещены шланги, причем расстояние от подсоединительных фланцев до ограничивающих элементов не менее их трех наружных диаметров.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что для каждого шланга один из подсоединительных фланцев повернут вокруг оси относительно другого фланца на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши, в сторону, противоположную скручиванию шланга при перемещении плавающей крыши.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5