ПЕРЕДВИЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к насосному машиностроению, а именно к насосным установкам, которые могут использоваться для сбора разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности грунта, откачки нефтепродуктов из ям, колодцев и т.д., в частности, в условиях высокой загазованности и взрывоопасности среды при ликвидации аварий на нефтегазоконденсатопроводах, например, при погодных условиях, вызывающих интенсивное испарение разлитых нефтепродуктов, в замкнутых производственных помещениях и т.д.
Из предшествующего уровня техники известен широкий спектр устройств для сбора проливов нефтепродуктов с поверхности грунта, ям, колодцев и т.д. от достаточно простых по конструкции, например, в виде обычного спирально-винтового насоса с гибким перфорированным кожухом, внутри которого размещена вращающаяся от гидромотора рабочая спираль прямоугольного сечения (патент RU 154048 U1, 2013) до сложных передвижных насосных установок, например, включающих грузовой автомобиль с трехосным шасси, грузовую платформу, установленную на шасси автомобиля, силовую установку, основной нефтяной насос, подпорный насос, генератор, гидроманипулятор, гибкие рукава и катушки с кабелем (патент RU 49938 U1, 2002).
Известна, в частности, передвижная контейнерная насосная установка, включающая шасси, силовую установку, гибкие рукава и катушки с кабелем, в которой применен насос двухмодульной конструкции с трубопроводной обвязкой, подключенный к входному/выходному рукаву коленом для подключения к насосу, задвижку клиновую, ультразвуковой расходомер и затвор обратный поворотный, шасси санного типа имеет полозья и дышло, а контейнер состоит из рамы, выполненной совместно с шасси и капотом, на раме смонтированы насос, щит контрольно-измерительных приборов, снаружи закрытые капотом, капот разделен герметичной перегородкой, отделяющей моторный отсек от взрывоопасного насосного отсека, в нем предусмотрены двери для доступа к оборудованию, силовая установка выполнена совместно с двигателем внутреннего сгорания, сцеплением, мультипликатором и предпусковым подогревателем и соединена с насосом карданным валом, управление силовой установкой осуществляется пультом управления силовой установки (патент RU 117988 U1, 2011, F04B 23/00). Данная насосная установка принята заявителем в качестве прототипа, которому присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели.
Общим недостатком указанных известных насосных установок является то, что их конструктивное исполнение (наличие вращающихся узлов в насосах и двигателях, необходимость электропитания для их привода и т.д.) не отвечает требованиям безопасного выполнения работ по сбору и перекачке разлитых нефтепродуктов, особенно в условиях образования взрывоопасной загазованной среды при аварийных ситуациях на нефтегазоконденсатопроводах.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при использовании заявляемой полезной модели, заключается в необходимости создания простой в исполнении и безопасной в практическом применении мобильной насосной установки для условий эксплуатации в загазованных и взрывоопасных средах, а также расширения арсенала технических средств указанного назначения, при этом технический результат состоит в реализации этого назначения.
Достижение указанного технического результата обеспечивает заявляемая передвижная насосная установка, содержащая насос с приводом, смонтированные на передвижном шасси с рамой, гибкие рукава, подключенные к входному (всасывающему) и выходному (напорному) патрубкам насоса, бак - накопитель, в которой применен насос пневматический мембранного типа, в качестве привода насоса применена воздуховодная система воздушного дыхательного аппарата, включающая баллоны высокого давления с вентилями, редуктор с предохранительным клапаном, шланги высокого давления, манометр с сигнальным устройством, рама снабжена вертикальной стойкой, на которой смонтированы элементы воздуховодной системы, причем шланг высокого давления редуктора через шаровой кран переключения режимов и тройник для подключения шлангов высокого давления, закрепленные на стойке, подсоединен к штуцеру приводной (воздушной) полости насоса.
Кроме того, для обеспечения непрерывной работы насосной установки путем замены использованных баллонов при работе другой пары баллонов насосная установка содержит подключенную параллельно первой вторую воздуховодную систему воздушного дыхательного аппарата в той же комплектации.
Кроме того, для удобства эксплуатации насосной установки шасси выполнено в виде опорной тележки на пневмоходу с транспортировочным рычагом, снабженным стопором положения тележки.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где показаны:
на фиг. 1 - принципиальная схема опытного образца передвижной насосной установки «САМ-1», укомплектованной двумя параллельно подключенными равноценными комплектами воздуховодной системы от воздушного дыхательного аппарата (ВДА) АП-98;
на фиг. 2 - фото общего вида насосной установки (вид сбоку);
на фиг. 3 - фото общего вида насосной установки (вид сверху);
на фиг. 4 - фото общего вида насосной установки в рабочем положении.
Передвижная насосная установка «САМ-1» («Станция автономная мобильная по перекачке нефти и нефтепродуктов в загазованной (взрывопожароопасной) среде») содержит шасси с рамой 1, на которой закреплен насос пневматический мембранного типа 2, в частности, насос НСМ 050, со штуцером 3 приводной (воздушной) полости насоса, всасывающей 4 и соединенной с баком-накопителем 5 напорной 6 магистралями. Применяемый в насосной установке насос НСМ 050 согласно паспорту НСМ050.0000-000 ПС, 2004, ТУ 92-03.05.025-93 может применяться для перекачивания жидкостей и растворов, в том числе вредных и химически активных. Конструкция насоса НСМ 050 (на чертеже не показано) обеспечивает работу двух расположенных в корпусе попеременно действующих камер, каждая из которых разделена гибкой мембраной на две полости: приводную (воздушную) и напорную (рабочую или жидкостную) и имеет два клапана, регулирующих рабочий процесс. Насос приводится в действие сжатым воздухом, который подается из внешнего источника в воздушную полость через штуцер к каждой мембране поочередно. Возвратно-поступательное движение мембран обеспечивается системой золотников и подводящих каналов в корпусе насоса. Перемещение перекачиваемого продукта происходит под действием мембран. Отработанный воздух стравливается через глушитель.
Рама 1 снабжена вертикальной стойкой 7, на которой смонтированы элементы двух воздуховодных систем от ВДА АП-98 или BD-96, включающие по два спаренных баллона высокого давления 8 с вентилями 9, редуктором 10 с предохранительным клапаном, шланги высокого давления 11, манометр 12 с сигнальным устройством, причем шланг высокого давления 11 редуктора 10 подсоединен к штуцеру 3 приводной (воздушной) полости насоса. В линии соединения редуктора 10 со штуцером 3 приводной (воздушной) полости насоса установлены шаровой кран переключения режимов 13 и тройник 14 для подключения шлангов высокого давления, закрепленные на вертикальной стойке 7.
Для удобства эксплуатации насосной установки шасси выполнено в виде опорной тележки 15 на пневмоходу с транспортировочным рычагом 16, снабженным стопором положения тележки 17.
Пример реализации полезной модели (фиг. 1-4).
Перед началом работ по сбору разлитых нефтепродуктов насосную установку транспортируют вручную к месту разлива нефтепродуктов, фиксируют ее положение стопором 17 и обеспечивают контакт всасывающей магистрали 4 насоса 2 с нефтепродуктом, а напорной магистрали 6 насоса с баком-накопителем 5. Перед включением насосной установки проверяют надежность крепления на вертикальной стойке 7 элементов воздуховодной системы и герметичность соединений.
При открытом вентиле 9 баллонов высокого давления 8 (при работе любой из двух воздуховодных систем) сжатый воздух с давлением 300 кгс/см2 поступает в редуктор 10 и линию контроля давления на манометр 12. После понижения давления в редукторе до 5-8 кгс/см2 открывают шаровой запорный кран 13 и через шланги высокого давления 11, тройник 14 и штуцер 3 сжатый воздух поступает в воздушную полость насоса НСМ 050. За счет возвратно-поступательного движения мембран и системы золотников в корпусе насоса происходит перекачка нефтепродукта из всасывающей магистрали 4 в напорную 6 и бак-накопитель 5.
При срабатывании сигнального устройства манометра 12 при падении давления сжатого воздуха в рабочих баллонах 8 работающей воздуховодной системы до 55 кгс/см2 контролируют поступление сжатого воздуха в насос и перекрывают вентили 9 баллонов 8, а также соответствующий шаровой запорный кран 13 в работающей линии. Для продолжения работы включают вторую линию подачи сжатого воздуха из баллонов 8, открыв соответствующие вентили 9 и шаровой запорный кран 13, после чего производят замену отработанных баллонов первой линии. Работу с использованием баллонов второй линии осуществляют аналогично описанному выше.
Для прекращения рабочего процесса закрывают вентили используемых баллонов и шаровой запорный кран работающей линии.
В зависимости от объема разлитой жидкости включают в работу один или два баллона одной или обеих линий одновременно. Смену отработавших баллонов для обеспечения непрерывной работы насоса производят параллельно с работой заполненных баллонов путем перекрытия шарового запорного крана в соответствующей линии и вентилей отработавших баллонов.
В ходе опытной эксплуатации передвижной насосной установки «САМ-1» установлено, что установка обеспечивает эффективную перекачку нефтепродуктов из расчета 150 л/мин. Одного закачанного до давления сжатого воздуха 300 кгс/см2 баллона от ВДА АП-98 объемом 6,8 л. достаточно для перекачки 300 л. нефтепродукта, а одного баллона 4,7 л. от ВДА BD-96 достаточно для перекачки 200 л., в том числе из колодцев глубиной до 5 м.
Применение установки САМ-1, укомплектованной 4 баллонами от ВДА АП-98, позволяет перекачать около 1,2 м3 нефтепродукта за 8-9 мин. без перезарядки баллонов.
Замену баллонов производят без прекращения работы установки, поэтому ее производительность регламентирована в основном количеством имеющихся резервных баллонов со сжатым воздухом.
Работу насосной установки обслуживают три работника: 1 - непосредственно осуществляет перемещение и управляет работой насоса и воздуховодной системы, 2 - на всасывающем рукаве, 3 - на напорном рукаве.
Исходя из изложенного, передвижная насосная установка «САМ-1» обладает следующими преимуществами:
- обеспечивает высокую степень безопасности работ в условиях загазованности рабочей среды, так как не имеет вращающихся частей и не требует подвода электропитания;
- установка мобильна: имеет небольшие габариты и вес до 100 кг., смонтирована на опорной тележке на пневмоходу;
- при высокой производительности установка удобна и проста в изготовлении и эксплуатации, не требует использования дополнительного оборудования для ее транспортировки и эксплуатации.
Приведенные данные подтверждают возможность осуществления заявляемой полезной модели с достижением при этом заявленного технического результата.