СПОСОБ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ЕМКОСТИ С НИЖНИМ ЛЮКОМ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГОРЯЧЕГО ПРОДУКТА В ЕМКОСТЬ
METHOD OF HEATING AND DRAINING HIGH-VISCOSITY PRODUCTS FROM VESSEL WITH BOTTOM HATCH, DEVICE TO THIS END AND DEVICE TO FEED HOT PRODUCTS INTO SAID VESSEL

Группа изобретений относится к разгрузке высоковязких и высокозастывающих продуктов (нефтепродукты, патоки, жиры и т.д.) из емкостей для хранения и транспортирования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ и устройство разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, при котором холодный продукт отбирают из донной части цистерны, разогревают во внешнем теплообменнике и возвращают нагретый продукт в определенном соотношении расходов в два места цистерны, одно из которых находится на входе в канал отбора холодного продукта из цистерны в систему нагрева, в это место нагретый продукт подается с расходом, обеспечивающим необходимую текучесть холодного продукта для перекачки по контуру циркуляции, который устанавливается по величине давления на входе в насос или по величине температуры продукта перед теплообменником, оставшийся разогретый продукт подают на поверхность продукта в цистерне, в момент, когда весь продукт в цистерне разогрет, останавливают циркуляционный разогрев и сливают продукт из цистерны (патент РФ №2204514, МПК B65D 88/74 // B65G 69/20 // B67D 5/04, 2002 г.).
Устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, стартовую емкость, заполняемую предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводом для подвода теплоносителя, напорный трубопровод, имеющий два параллельных участка, в которых установлены регулирующие клапаны, при этом всасывающий трубопровод соединен с донной частью цистерны, при этом один из участков напорного трубопровода подает горячий продукт непосредственно на вход во всасывающий трубопровод, другой на поверхность продукта в цистерне. Управление регулирующими элементами производится электронной системой по значениям датчика давления продукта на входе в насос и датчика температуры продукта на входе в теплообменник таким образом, что бы соотношение разделяемых частей обеспечивало бы работу насоса без кавитации при подаче горячего продукта во всасывающий трубопровод в минимальном объеме (см. там же).
Наиболее близким к предложенному устройству для подачи горячего продукта в емкость является устройство для подвода горячего продукта в емкость, содержащее погружную трубу, в нижней части которой с двух сторон закреплены на шарнирах две откидные перфорированные трубы, которые в полностью откинутом положении откидных труб расположены вдоль дна емкости и через которые нагретый продукт подается к остывшим остаткам жидкости для их размывания (авторское свидетельство СССР №133916, 1960 г.). Откидные перфорированные трубы не обеспечивают подачу струй нагретого продукта, достаточно интенсивных для быстрого и качественного размыва остатка на дне емкости. Поэтому для полного удаления остатка откидные трубы снабжены скребками на концах и непрерывно перемещаются для того, чтобы счищать остатки скребками.
Однако известный способ нагрева и слива высоковязких продуктов и устройство для его осуществления не позволяют решить в полной мере задачу нагрева и слива сильно охлажденных продуктов, имеющих высокую вязкость и высокую температуру застывания.
Задача изобретения состояла в том, чтобы сократить сроки разогрева и слива высоковязких продуктов, имеющих высокую температуру застывания, например, холодных мазутов.
Технический результат изобретения заключается в повышении скорости и качества размыва и слива донных отложений без использования механических средств для их удаления.
Поставленная задача решается способом разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, заключающимся в отборе холодного продукта из донной части емкости, разогреве во внешнем теплообменнике и подаче нагретого продукта в несколько мест емкости, в том числе часть нагретого продукта подают на вход к месту слива - на вход в канал отбора холодного продукта из емкости в систему нагрева для обеспечения необходимой текучести холодного продукта для перекачки по контуру циркуляции, и в момент, когда весь продукт в емкости разогрет, останавливают циркуляционный разогрев и сливают весь продукт из емкости, при этом согласно изобретению остальную часть нагретого продукта подают в виде струй у дна емкости с разных сторон от места слива для размыва донных отложений, причем с каждой стороны нагретый продукт подают в виде двух струй, первая из которых направлена вдоль дна емкости, а вторая - в направлении к месту слива продукта.
При разогреве и сливе высоковязких продуктов из цистерны подачу остальной части разогретого продукта осуществляют в зонах, расположенных приблизительно на половине расстояния от сливного клапана до соответствующего торца цистерны. При этом первые струи направлены вдоль дна емкости в противоположных направлениях к торцам цистерны, а вторые - к сливному клапану цистерны.
Поставленная задача решается также устройством для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, содержащим последовательно соединенные всасывающий трубопровод для отвода холодного продукта из емкости, стартовую емкость, заполняемую предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводом для подвода теплоносителя и напорный трубопровод, соединенный с устройством для подачи нагретого продукта, включающим погружную трубу и сопла, в котором согласно изобретению устройство для подачи нагретого продукта включает также две откидные трубы, имеющие по два сопла на концах, закрепленные на шарнирах с двух сторон в нижней части погружной трубы и связанные с механизмом откидывания, а внутренние полости откидных труб соединены в откинутом положении с внутренней полостью погружной трубы, причем в полностью откинутом положении откидных труб одно сопло каждой откидной трубы направлено вдоль дна емкости, а другое сопло - в сторону места слива емкости.
Поставленная задача также решается устройством для подвода горячего продукта в емкость, содержащим погружную трубу, в нижней части которой с двух сторон закреплены на шарнирах две откидные трубы с соплами, отличающимся тем, что каждая из откидных труб имеет на конце два сопла, причем в полностью откинутом положении откидных труб одно сопло каждой откидной трубы направлено вдоль дна емкости, а другое сопло - в сторону места слива емкости.
Кроме того, внутренние полости откидных труб соединены в откинутом положении с внутренней полостью погружной трубы.
Кроме того, в обоих устройствах механизм откидывания выполнен в виде винтовой передачи и связанного с ней ползуна, шарнирно соединенного с тягами, шарнирно соединенными с откидными трубами, с возможностью перемещения ползуна вдоль оси трубы и переведения откидных труб из поднятого положения в откинутое.
Особенностью предложенной группы изобретений является то, что часть разогретого продукта, подаваемого в цистерну, подают не на поверхность холодного продукта, а на дно цистерны с двух сторон от сливного клапана цистерны на расстоянии, приблизительно равном половине расстояния от сливного клапана до торца цистерны, в виде струй размыва донных отложений, направленных к торцам и к сливному клапану цистерны.
Технический эффект от предлагаемого способа заключается в сокращении времени разогрева и слива, а также в экономии тепла, идущего на разогрев продукта. Этот эффект возникает из-за того, что к концу разогрева, когда практически весь продукт в цистерне разогрет, на дне цистерны остаются прилипшие холодные вязкие отложения, которые из-за малого уклона дна цистерны очень медленно стекают к сливному клапану. Кроме того, из-за низкой теплопроводности продукта его плавление находящимся над ним горячим продуктом оказывается тоже медленным. В результате время разогрева отложений на дне цистерны, составляющих несколько процентов от общего количества продукта в цистерне, соизмеримо со временем разогрева всего продукта. Опыт показал, что размыв донных отложений горячими струями значительно сокращает общее время разогрева продукта в цистерне. Из-за того, что затопленная струя быстро рассеивается, струи размыва отложений следует подводить в зоны между сливным клапаном и торцами цистерны, в виде двух струй, одна из которых направлена в сторону сливного клапана, а другая к торцу цистерны. Подача струй вдоль дна емкости позволяет создать их высокий напор, необходимый для быстрого и качественного размыва донных отложений без необходимости их дополнительного механического удаления. При этом, чем раньше начать подавать струи размыва, тем быстрее будет происходить размыв донных отложений.
На фиг.1 показано нерабочее положение устройства для подачи горячего продукта в емкость, при котором откидные трубы собраны в вертикальное положение, а на фиг.2 - рабочее положение устройства с разложенными откидными трубами.
Способ разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости заключается в том, что холодный продукт отбирают из донной части емкости (на чертежах не показана), разогревают его во внешнем теплообменнике и подают нагретый продукт в несколько мест емкости, одно из мест подачи горячего продукта находится на входе в канал отбора холодного продукта из емкости в систему нагрева, в это место нагретый продукт подается с расходом, обеспечивающим необходимую текучесть холодного продукта для перекачки по контуру циркуляции. Остальную часть разогретого продукта подают в виде струй для размыва донных отложений у дна емкости с разных сторон от места слива.
В момент, когда весь продукт в емкости разогрет, останавливают циркуляционный разогрев и сливают весь продукт из емкости.
Устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод для отвода холодного продукта из емкости, стартовую емкость, заполняемую предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводом для подвода теплоносителя (на чертежах не показаны) и напорный трубопровод, соединенный с устройством для подачи горячего продукта.
Устройство для подачи горячего продукта состоит из погружной трубы (6), имеющей в верхней части фланец для присоединения к напорному трубопроводу подачи горячего продукта, в нижней части заканчивающейся горизонтальным коллектором с двумя симметричными поворотными шарнирами (14).
К шарнирам (14) прикреплены откидные трубы (5), которые при помощи тяг (13) с поворотными осями соединены с ползуном (3).
На концах откидных труб (5) расположены сопла (1) для размыва донных остатков в торцах цистерны и сопла (9) для размыва донных отложений в зоне сливного клапана.
При погружении в цистерну устройство в нерабочем положении полностью опускается до упора ограничителя погружения (8) в люк цистерны, после чего рукояткой (7) вращается винт (4) и ползун (3), двигаясь вниз по направляющей (2) до нижнего упора, толкает тяги (13), которые раскладывают откидные трубы (5) в рабочее положение.
Для предотвращения повреждения устройства при погружении в твердый продукт предусмотрен трубчатый подогреватель (10), в который подается теплоноситель по трубопроводу (11) и возвращается обратно по трубопроводу (12).
Для предотвращения повреждения механизма тяг (13) при раскладывании в твердом продукте, откидные трубы (5) первоначально могут быть разложены на малый угол (до 30° от вертикали), при котором обеспечивается положение сопел (1) таким образом, что выходящие из них струи продукта находятся вне зоны верхнего люка.
Отверстия в шарнирах (14) откидных труб (5) имеют переменное сечение. В нерабочем положении отверстия перекрыты полностью, в любом положении поворота откидных труб (5), кроме рабочего, отверстия открыты на 10%, в рабочем положении отверстия открыты полностью.
После слива продукта из цистерны откидные трубы (5) складываются вращением рукоятки (7) в обратную сторону и устройство вынимается из цистерны через верхний люк.
Конструкция устройства обеспечивает подачу горячего продукта в цистерну таким образом, что он не может попасть обратно во всасывающий трубопровод системы циркуляции. Подаваемый по откинутым трубам (5) горячий продукт эффективно размывает наиболее тяжелый остаток на дне цистерны, особенно в зоне эллиптических днищ, и всплывает в верхние слои за счет меньшей плотности по сравнению с холодным продуктом.