РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС НАЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам заполнения емкостей, в частности, контейнеров-цистерн, наливными грузами, в частности, светлыми нефтепродуктами.
Из уровня техники известно устройство для заполнения и опорожнения мобильной емкости (RU №2314993 МПК B67D 5/04 опубл. 20.01.2008 бюл. №2), содержащее трубопровод подачи жидкого продукта и газоуравнительный трубопровод, имеющие возможность соединения с подводящим/отводящим трубопроводом жидкого продукта и газа соответственно и патрубки соединения с мобильной емкостью. Трубопровод подачи жидкого продукта и газоуравнительный трубопровод выполнены в виде шарнирно соединенных звеньев. Оба трубопровода имеют по одному шарниру с вертикальной осью, оси которых смещены относительно друг друга в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на величину, превышающую половину суммы соответствующих поперечных габаритных размеров шарниров с вертикальной осью трубопроводов подачи жидкого продукта и газоуравнительного трубопровода.
Необходимость выполнения операций подключения и отключения устройства вручную не обеспечивает герметичность соединения устройства с мобильной емкостью, что приводит к контакту воздушной среды с нефтепродуктом при наливе.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели и принятым в качестве прототипа является роботизированный автозаправочный комплекс (RU №125529 МПК B60S 5/02, опубл. 10.03.2013 бюл. №7), включающий топливо-раздаточную колонну, робот-манипулятор для заправки топливных баков автотранспортных средств, имеющего рабочую головку с органами, обеспечивающими доступ к внутреннему объему топливного бака и его заправку топливом, и снабженного системой управления с видеокамерой, служащей для наведения рабочей головки на цель. При этом комплекс снабжен платежным терминалом для приема бесконтактных платежей за заправку автотранспортного средства, выполненным с обеспечением возможности взаимодействия с мобильным телекоммуникационным устройством связи, с которого осуществляется электронный платеж, и этот терминал соединен с системой управления робота-манипулятора.
При реализации данного технического решения соединение робота с емкостью для налива негерметично, в емкость вместе с нефтепродуктом попадает кислород, который впоследствии вступает с ним в окислительную реакцию и негативно влияет на качество нефтепродукта по отношению к исходному качеству. Кроме того, при наливе не обеспечивается безопасный отвод паров нефтепродукта, что ухудшает взрывопожароопасную и экологическую обстановку в зоне налива.
Полезная модель направлена на повышение качества нефтепродукта и снижение опасности возникновения пожара и взрыва при наливе.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в роботизированном комплексе налива нефтепродуктов, включающем робот-манипулятор, контроллер для управления роботом-манипулятором, емкость для транспортировки и хранения нефтепродукта, систему трубопроводов газоотведения и подачи нефтепродукта, оснащенных запорной арматурой и устройствами контроля и измерения, емкость для транспортировки и хранения нефтепродукта соединена герметично с роботом-манипулятором, соединенным с системой трубопроводов газоотведения и подачи нефтепродукта.
Герметичное соединение емкости для транспортировки и хранения нефтепродукта с роботом-манипулятором выполнено быстроразъемным.
Комплекс оснащен хранилищем инертного газа, соединенным с емкостью для транспортировки и хранения нефтепродукта для создания в ней инертной взрыво- и пожаробезопасной среды.
Для минимизации негативного влияния паров нефтепродуктов, вытесняемых из емкости при наливе, на окружающую среду комплекс включает систему регенерации газов, соединенную с трубопроводом газоотведения, в которую направляются вытесняемые во время налива пары нефтепродукта.
Известно, что потребительские свойства нефтепродуктов могут существенно меняться в зависимости от времени и технологии их перегрузки, транспортировки и хранения. Это обусловлено как их физическими свойствами (изменение плотности при изменении температуры, изменение октанового числа в связи с испарением легких фракций, образование конденсата на стенках резервуара вследствие контакта топлива с воздушной средой), так и человеческим фактором (попадание в нефтепродукты влаги и грязи при открытом наливе, смешение с остатками прежнего топлива, попадание в продукт различных технических примесей). Все эти факторы приводят к снижению качества нефтепродуктов и несоответствию их заявленным стандартам. Герметичное соединение емкости для транспортировки и хранения нефтепродукта с роботом-манипулятором позволяет исключить контакт нефтепродукта с воздухом, за счет чего повышается качество исходного нефтепродукта.
На фиг. приведена схема роботизированного комплекса налива нефтепродуктов.
Роботизированный комплекс налива нефтепродуктов (фиг. 1) включает робот-манипулятор (1), подключенный к трубопроводам подачи нефтепродукта (2) и газоотведения (3), оснащенным запорной арматурой (4), выполненной в виде взрывозащищенных электрических или пневматических клапанов, устройствами контроля и измерения (5), программный контроллер для управления роботом-манипулятором (6), емкость для транспортировки и хранения нефтепродукта (7), герметично подключенную к роботу-манипулятору (1), систему регенерации газов (8), соединенную с трубопроводом газоотведения (3) и хранилище инертного газа (9), соединенное с емкостью (7).
Робот-манипулятор (1) и емкость для транспортировки и хранения нефтепродукта (7) оснащены герметичным быстроразъемным соединением (10), предназначенным для герметичного подключения емкости (7) через робота-манипулятора (1) к трубопроводу подачи нефтепродукта (2) и трубопроводу газоотведения (3).
Для безошибочного и надежного выполнения соединения с емкостью для транспортировки и хранения нефтепродукта (7) робот-манипулятор (1) оснащен всеми необходимыми средствами контроля (видео-распознавание и прицеливание, средства контроля усилия, средства контроля соответствия соединяемых частей сухого быстроразъемного соединения, средства контроля надежности соединения).
Робот-манипулятор (1) автоматически выполняет следующие функции:
1. по информации от системы управления наливом разворачивается к поступившей на налив емкости для транспортировки и хранения нефтепродукта (7);
2. подключает емкость (7) посредством герметичного быстроразъемного соединения (10) к трубопроводу подачи нефтепродукта (2) и трубопроводу газоотведения (3) на время, необходимое для его нормативного налива;
3. при достижении нормативного уровня, по информации от подсистемы управления, отключает емкость (7) от трубопровода подачи нефтепродукта (2) и трубопровода газоотведения (3) при помощи герметичного быстроразъемного соединения (10).
Робот-манипулятор может работать как стационарно на определенной позиции, так и подвижно, перемещаясь вдоль ряда позиций. Это зависит от технологической организации площадки налива.
Поступающая на наполнение емкость для транспортировки и хранения нефтепродукта соответствует определенному виду нефтепродукта, регистрируется подсистемой контроля и управления наливом и направляется на определенное место для наполнения.
Информация о поступившей на налив емкости и ее размещении передается на пункт дистанционного контроля и управления наливом.
Уровень заполнения емкости для транспортировки и хранения нефтепродукта определяется с помощью системы контроля налива, содержащей:
1) магнитострикционный уровнемер, размещенный на емкости, подключенный к системе контроля налива и являющийся первой позицией контроля, фиксирующий уровень критического заполнения емкости (при необходимости повышения надежности контроля уровня в емкости может быть установлен дублирующий уровнемер);
2) расходомер, расположенный на технологической линии площадки налива, осуществляющий контроль учета отпуска нефтепродукта, и являющийся второй позицией контроля заполнения емкости по внесенным в систему управления налива данным о ее вместимости.
Использование герметичного быстроразъемного соединения (8) исключает пролив нефтепродукта, а также его контакт с воздухом при наливе.
В момент подачи в емкость (7) нефтепродукта под давлением происходит замещение газообразной среды нефтепродуктом. По мере заполнения емкости (7) нефтепродуктом газообразная смесь вытесняется из емкости (7). Для минимизации негативного влияния паров нефтепродуктов, вытесняемых из емкости при наливе, на окружающую среду, газообразная смесь (пары нефтепродукта) из емкости (7) направляется в стационарную систему регенерации газов (8).
При достижении нормативного уровня нефтепродукта в емкости (7) система контроля и управления наливом автоматически производит отключение (закрытие) трубопровода подачи нефтепродукта (2) и трубопровода газоотведения (3) посредством запорной арматуры (4) и подает сигнал программному контроллеру (6) робота-манипулятора (1). Робот-манипулятор (1) выполняет отключение емкости (7) от трубопровода подачи нефтепродукта (2) и трубопровода газоотведения (3) с помощью герметичных быстроразъемных соединений (10) и подает сигнал о завершении операции налива. Масса отгруженного нефтепродукта регистрируется автоматически.
По завершении операции налива для создания в емкости (7) инертной взрыво- и пожаробезопасной среды, в емкость (7) из хранилища инертного газа (9), соединенного с емкостью (7), поступает азот.
Емкость, налив которой завершен, соответственным образом учитывается в системе контроля и управления наливом и при наличии транспорта (или при его своевременном поступлении) отгружается для перевозки, а робот-манипулятор перемещается (разворачивается) к новой позиции налива.