Устройство для разгрузки затвердевающих продуктов из емкостей

 

Изобретение относится к области перевозки затвердевающих грузов и их разгрузки. Устройство для разгрузки затвердевающих продуктов из емкостей содержит сливную горловину и приводной металлорукав (19), на входном конце которого фиксированно-разъемно закреплен корпус (21) головки, в верхней части которого шарнирно-поворотно закреплены заслонки (23), соединенные между собой в верхних частях гибким элементом и прижатые к корпусу головки пружинами с образованием осевого отверстия для выхода теплоносителя. Пружины прикреплены одним концом за гибкий элемент, а вторым концом жестко соединены с верхней частью корпуса. На сливной горловине емкости закреплены рамы переключателей направления потока теплоносителя со стойками, на которых шарнирно-поворотно закреплены площадки с канатными барабанами, соединенными между собой гибким элементом, перпендикулярным гибкому элементу, соединяющему заслонки головки. К нижним торцам рам закреплены планки. Привод перемещения металлорукава выполнен электрическим с приводными стянутыми пружиной ребристыми роликами, с шагом ребер, равным шагу свивки металлорукава, и гладкими направляющими роликами, закрепленными на боковинах опоры емкости. Изобретение повышает эффективность. 3 ил.

Заявляемое решение относится к отраслям промышленности и строительства, в которых возникает необходимость выгружать (сливать) из емкостей, имеющих в нижней части сливную горловину, продукты, затвердевающие при определенном снижении температуры среды их хранения, в том числе нефтепродукты и, в частности, битум.

Известны устройства разгрузки таких продуктов. Например, "Устройство для разогрева вязких нефтепродуктов в цистерне паром (авт. св. СССР 1373637, МПК В 65 D 88/74, авторы Голуб В. Г. и др. , опубл. 15.02.88. Бюлл. 6), содержащее шарнирно сочлененный паропровод, вводимый в цистерну через загрузочный люк.

К недостаткам этого устройства следует отнести его кинематическую сложность, относительно низкую тепловую мощность, ограниченную условным проходом паропроводов, и длительный срок разогрева продуктов.

Наиболее близкой к заявляемому решению является "Установка для слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (авт. св. СССР 1682285, авторы, Покушалов М. П. и Морозов А. И. , МПК В 65 G 69/20, опубликованное 07.10.91, бюлл. 37), содержащее раму, металлорукав, соединенный с источником сжатого воздуха, и привод перемещения металлорукава, выполненный в виде барабана с двумя обечайками и поршнем на оси барабана, разделяющем обечайку на две части, одна из которых выполнена замкнутой, а вторая сообщена с источником сжатого воздуха и металлорукавом, причем ось барабана выполнена с резьбой, шаг нарезки которой равен шагу навивки металлорукава.

Недостаток данной установки - длительный срок и неполная разгрузка цистерны, обусловленные низкой тепловой мощностью, ограниченной диаметром металлорукава и нерациональным распределением теплоносителя внутри цистерны.

Изобретение направлено на снижение сроков разгрузки продуктов из емкостей, например железнодорожных цистерн, за счет повышения тепловой мощности путем увеличения диаметра металлорукава и более полной ее разгрузки путем увеличения коэффициента теплопередачи рациональным направлением потока теплоносителя при вводе металлорукава в цистерну и в процессе разогрева продукта внутри нее, а также созданием в цистерне теплоносителем давления, превышающего давление окружающей среды, за счет заполнения поперечного сечения сливной горловины металлорукавом и выходящими из цистерны потоками разогретого продукта и отработавшего теплоносителя.

Это достигается тем, что в устройстве для разгрузки затвердевающих продуктов из емкостей, содержащем сливную горловину, металлорукав и привод для его перемещения, согласно предлагаемому решению на входном конце металлорукава, выполненного с диаметром максимально допустимым, рассчитанным из условия максимального использования внутреннего диаметра сливной горловины емкости, фиксированно-разъемно закреплен корпус головки, в верхней части которого шарнирно-поворотно закреплены заслонки, соединенные между собой в верхних частях гибким элементом и прижатые к корпусу головки пружинами с образованием осевого отверстия для выхода теплоносителя, причем пружины прикреплены одним концом за гибкий элемент, соединяющий заслонки, а вторым концом жестко соединенными с верхней частью корпуса, а на сливной горловине емкости закреплены диаметрально, противоположно фиксированно-съемно рамы переключателей направления потока теплоносителя со стойками, на которых шарнирно-поворотно закреплены площадки с канатными барабанами, соединенными между собой гибким элементом, перпендикулярным гибкому элементу, соединяющему заслонки головки, причем к нижним торцам рам закреплены планки, а привод перемещения металлорукава выполнен электрическим с приводными стянутыми пружиной ребристыми роликами, с шагом ребер, равным шагу свивки металлорукава и гладкими направляющими роликами, закрепленными осями во втулках на боковинах по кривой минимально допустимого радиуса изгиба металлорукава, а боковины жестко закреплены на опоре емкости.

Заявляемое решение отличается от прототипа применением предложенных авторами металлорукава с максимальным расчетным диаметром головки с заслонками, переключателей направления потока теплоносителя и электропривода перемещения металлорукава с ребристыми приводными роликами и гладкими направляющими роликами, расположенными по кривой, образованной минимальным радиусом изгиба металлорукава.

Применение максимального расчетного с учетом всех потоков процесса разгрузки диаметра металлорукава обеспечивает максимальную тепловую мощность разогрева продукта и, соответственно, сокращение сроков его разгрузки.

Применение головки с заслонками, соединенными гибким элементом, и переключателей направления потока теплоносителя с барабанами, соединенными также гибким элементом перпендикулярно направлению гибкого элемента заслонок головки, позволяет при вводе металлорукава в емкость направлять теплоноситель по оси металлорукава и обеспечивает быструю разгрузку от продукта сливной горловины для выхода из емкости разогретого продукта, а при заданном углублении металлорукава внутрь емкости и его остановке гибким элементом переключателей потока теплоносителя позволяет выполненным при этом поворотом заслонок закрыть для теплоносителя осевое отверстие и открыть два боковых, направить теплоноситель двумя потоками по длинной оси емкости, что обеспечивает разогрев продукта изнутри, от центра к корпусу (обечайке) емкости, при этом неразогретый слой продукта выполняет функции теплоизолятора, снижает теплопотери в окружающую среду и, соответственно, сроки разгрузки продукта, а с увеличением объема разгрузки внутри емкости увеличивается площадь и время контакта теплоносителя с продуктом, растет коэффициент теплопередачи, снижается срок разгрузки, чему способствует также выход из емкости отработавшего теплоносителя под давлением, превышающем давление окружающей среды.

Применение электропривода для передвижения металлорукава повышает надежность устройства, снижает его габариты и массу. Выполнение приводных роликов ребристыми с шагом, равным шагу свивки металлорукава, позволяет увеличить коэффициент сцепления и обеспечить передачу тягового усилия при меньшем нормальном давлении роликов на металлорукав. Выполнение трассы металлорукава из гладких роликов позволяет снизить сопротивление его движению и обеспечивает точный контакт со сливной горловиной емкости и разгрузку продукта в приемный бункер.

Совместное использование этих принципов с предложенными авторами конструкциями головки и переключателя направления потока теплоносителя позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "изобретательский уровень".

Устройство изображено на фиг. 1 (общий вид, сбоку), фиг. 2 (головка) и фиг. 3 (переключатель потока теплоносителя). Устройство (фиг. 1) состоит из боковин 1 и 2, соединенных с торцов крышками 3, 4 и стянутых в нижней части, например, шпильками 5. К боковинам прикреплены, например, сваркой уголки 6, 7, которыми устройство опирается фиксированно с помощью, например, уголков 8 и болтов 9 на опору, например головки рельс. В отверстия боковины 1, 2 вставлены втулки 10, в которые входят оси направляющих роликов 11, и вал приводного ролика 12 с втулкой 13. Цапфы вала верхнего приводного ролика 14 посажены через втулки 15 в шарнирно закрепленные на оси 16 рычаги 17, которые пружинами 18 притягиваются к уголкам 7, обеспечивая прижатие приводных роликов 12, 14 к металлорукаву 19. Корпус 21 головки (фиг. 2) фиксированно-разъемно закреплен, например, резьбой на входном конце металлорукава 19. В выступах 21 в верхней части корпуса 20 выполнены отверстия 22 с резьбой, в которых шарнирно-поворотно закреплены заслонки 23 на осях 24.

Наиболее предпочтительная форма выполнения заслонок - одна восьмая полой сферы, диаметр которой равен диаметру металлорукава, с удлинениями на концах под закрепление на корпусе. Заслонки 23 соединены верхними частями между собой гибким элементом, например цепочкой 25, и прижаты нижними частями к корпусу 20 пружинами 26, закрепленными одним концом за гибкий элемент 25, а вторым, например, за винт 27, ввинченный в верхней части корпуса 20. В нижней части сливной горловины емкости закреплены, например, хомутом 28, диаметрально противоположно расположенные переключатели направления потока теплоносителя (фиг. 3), которые состоят из приводных барабанов (привод не показан) 29, закрепленных на площадках 30, опирающихся одними концами на пружины 31, а вторыми - шарнирно на стойки 32 рам 33. Под площадками 30 на рамах 33 закреплены концевые выключатели 34. Барабаны 29 переключателей соединены навитым на них гибким элементом 35, например канатом, по диаметру сливной горловины емкости перпендикулярно гибкому элементу 25 головки, а планки 36 из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта, закреплены на нижних концах рам 33 для снижения темпов износа гибкого элемента 35 при втягивании его головкой внутрь емкости.

Устройство работает следующим образом: головку вставляют между приводными рамками 12 и 14, включают привод этих роликов (не показан) в направлении втягивания металлорукава 19. За счет сцепления, обеспечиваемого прижатием роликов пружиной 18, металлорукав перемещается к сливной горловине емкости. Второй конец металлорукава присоединен к калориферу (не показан). При прижатых к корпусу 20 головки заслонках 23 нагретый воздух под давлением выходит из головки по оси металлорукава 19, разогревает продукт в сливной воронке емкости и входит в сливную воронку.

При входе в сливную воронку гибкий элемент 25 головки пересекается с гибким элементом 35 металлорукава и затягивает гибкий элемент 35 внутрь емкости. При этом гибкий элемент 35 скользит по планкам 36. Сопротивления втягиванию гибкого элемента 35 не достаточно для преодоления натяжения пружин 26 головки, в которой сохраняется открытым соосное отверстие.

При полном сматывании гибкого элемента 35 с барабанов 29 его натяжение увеличивается, благодаря чему преодолевается натяжение пружин 26 и заслонки 23 стягиваются гибким элементом 25 головки. Осевое отверстие головки закрывается, одновременно открываются два боковых отверстия, через которые поток теплоносителя распределяется в обе стороны по длинной оси емкости. Одновременно под действием возросшего натяжения гибкого элемента 35 барабаны 29 поворачиваются в шарнирах на стойках 32, сжимают пружины 31, нажимают концевые выключатели 34, которые размыкают цепь катушки "Втягивание" (не показан) магнитного пускателя и металлорукав 19 останавливается в этом положении до конца разгрузки емкости, наступление которой определяется визуально, затем привод роликов 12 и 14 включается другим пускателем (не показан) "Вытягивание" и металлорукав движется обратно. Одновременно блокконтакты пускателя "Вытягивание" замыкают цепь питания (не показано) приводов барабанов 29 в направлении навивки гибкого элемента 35.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет надежно, в короткие сроки выполнять полную разгрузку емкостей от затвердевающих продуктов, мобильно, может по необходимости работать на разных объектах. Процесс разгрузки легко автоматизируется по заданной программе с учетом требований экономики, экологии и техники безопасности. По предварительным расчетам срок окупаемости устройства не более одного года.

Формула изобретения

Устройство для разгрузки затвердевающих продуктов из емкостей, содержащее сливную горловину, металлорукав и привод для его перемещения, отличающееся тем, что на входном конце металлорукава, выполненного с диаметром максимально допустимым, рассчитанным из условия максимального использования внутреннего диаметра сливной горловины емкости, фиксированно-разъемно закреплен корпус головки, в верхней части которого шарнирно-поворотно закреплены заслонки, соединенные между собой в верхних частях гибким элементом и прижатые к корпусу головки пружинами с образованием осевого отверстия для выхода теплоносителя, причем пружины прикреплены одним концом за гибкий элемент, соединяющий заслонки, а вторым концом жестко соединены с верхней частью корпуса, а на сливной горловине емкости закреплены диаметрально противоположно фиксированно-съемно рамы переключателей направления потока теплоносителя со стойками, на которых шарнирно-поворотно закреплены площадки с канатными барабанами, соединенными между собой гибким элементом, перпендикулярным гибкому элементу, соединяющему заслонки головки, причем к нижним торцам рам закреплены планки, а привод перемещения металлорукава выполнен электрическим с приводными стянутыми пружиной ребристыми роликами, с шагом ребер, равным шагу свивки металлорукава, и гладкими направляющими роликами, закрепленными осями во втулках на боковинах по кривой минимально допустимого радиуса изгиба металлорукава, а боковины жестко закреплены на опоре емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3