УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ РЕЗЕРВУАРА

Полезная модель относится к производству оборудования для предприятий нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к устройствам отбора проб нефтепродуктов и нефти из резервуаров.
Из уровня техники известны устройства для отбора проб (стационарные пробоотборники) для взятия точечной (несмешанной) представительной пробы продукта с определенного уровня емкости, в которой этот продукт находится (см., например, ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. С. 14, черт. 1 и 2). Известные стационарные пробоотборники широко применяются для оценки обводненности продукта в резервуарах добытой нефти, различных отстойниках расслаивающихся продуктов и т.д. Конструктивно такие устройства выполняются путем введения в резервуар труб, открытый конец которых заканчивается на уровне слоя, состав которого интересен.
Известно также устройство отбора проб жидких продуктов из резервуара, содержащее трубки забора проб, установленные внутри резервуара, кран слива пробы, насос, присоединенный входом к коллектору, выходом к сливному крану (см. патент РФ №56614 на полезную модель, МПК G01N 1/10, опубл. 10.09.2006). Известное устройство, однако, не позволяет выполнять требования нормативной документации: п. 2.6.25 ПБ 09-560-03 "Правил промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов" (с 26.12.2012 п. 10.24 "Руководство по безопасности для нефтебаз и складов нефтепродуктов"): "Устройства систем измерения уровня и отбора проб должны обеспечить возможность проверки их работоспособности без демонтажа и освобождения резервуара от продукта", п. 4.4. ГОСТ 13196-93 Устройства автоматизации резервуарных парков, средства измерения уровня и отбора проб нефти и нефтепродуктов. Общие технические требования и методы испытания: "Конструкция средств измерения уровня и отбора проб должна предусматривать возможность проверки их работоспособности без демонтажа и освобождения резервуара от продукта", а также п. 4.3 ГОСТ 13196-93: "Запорные устройства средств отбора проб должны обеспечивать дублирование друг друга".
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция "Устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара", содержащая трубки забора проб, установленные внутри резервуара, бак, кран слива пробы, насос (патент №2431126, МПК G01N 1/10, опубл. 10.10.2011), которая направлена на обеспечение соответствия требованиям указанных выше стандартов и возможности осуществления ремонтных работ системы отбора проб без освобождения резервуара от продукта. В связи с этим авторы патента РФ №2431126 решают задачу - повышение эксплуатационной надежности систем отбора проб и удовлетворение требований нормативной документации, за счет применения в устройстве отбора проб узла управления системой дублирования кранов через ось, соединенной с приводным коромыслом, а через тяги системы дублирования кранов - с ведомыми коромыслами, которые, в свою очередь, крепятся к дублирующим кранам, установленным на трубках забора проб продукта.
Устройство по патенту №2431126, принятое за прототип, обеспечивая требования нормативной документации, с нашей точки зрения, не обеспечивает эксплуатационную надежность и удобство проведения ремонта. Во-первых, наличие системы тяг, кранов и подвижного привода (оси) и их соединений внутри резервуара, недоступных для обслуживающего персонала, снижает надежность (например, возможна поломка при неоднородной деформации стенок и днища резервуара в месте крепления системы дублирования кранов и месте выхода оси в резервуар) и не позволяет убедиться в нормальном функционировании устройства без опорожнения резервуара. Во-вторых, наличие множества уплотнений по оси управления системой дублирования, по трубам также снижает надежность устройства вследствие возможности протечки продукта через эти уплотнения во внешнюю среду. В-третьих, ремонтопригодность внешних частей устройства низкая, вследствие того, что в конструкции присутствует большое количество труб, проходящих через стенку резервуара и, соответственно, имеется такое же количество крепежных элементов для фиксации труб на стенке, которые следует снять для демонтажа. Это означает то, что снять внешние элементы одновременно и быстро на резервуаре невозможно.
Задачей, положенной в основу настоящей полезной модели, является создание устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара, обеспечивающего надежность и ремонтопригодность конструкции.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой полезной модели, заключается в улучшении условий ремонта и обслуживания внешних элементов устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара за счет обеспечения их проведения в условиях ремонтных мастерских, без подведения источников давления и электроэнергии к месту установки устройства на резервуаре.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что устройство для отбора проб жидких продуктов из резервуара, содержащее трубки забора проб, установленные внутри резервуара, бак, кран слива пробы и насос, снабжено стенкой, выполненной с возможностью образования внешнего и внутреннего модулей, связанных между собой проточными каналами, при этом внутренний модуль выполнен в виде набора трубок забора проб, нижние концы которых соединены с обратными клапанами и герметично закреплены на указанной стенке с одной стороны, а внешний модуль выполнен в виде внешних элементов устройства закрепленных на плите, герметично установленной на стенке с другой стороны и выполненной с возможностью соединения проточных частей элементов внешнего и внутреннего модулей через обратные клапаны.
Кроме того, внешний модуль включает подключенные к плите трубку магистрали возврата продукта в резервуар, кран слива пробы, насос, а также, краны перекрытия трубок уровней забора пробы, бак-смеситель.
Снабжение устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара стенкой, выполненной с возможностью образования внешнего и внутреннего модулей, связанных между собой проточными каналами, а также выполнение проточной части обратных клапанов внутреннего модуля с возможностью открывания под действием плиты внешнего модуля позволяет производить очистку проточной части элементов внешнего модуля устройства отбора проб, ремонт, восстановление покрытия, опрессовку внешнего модуля устройства отбора проб после ремонта и прочие операции в удобных условиях, без подведения источников давления и электроэнергии к месту установки устройства на резервуаре.
Из уровня техники не выявлены решения, которые имели бы признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара, поэтому последнее отвечает условию патентоспособности "новизна", а возможность использования в производстве оборудования для предприятий нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии условию "промышленная применимость".
Предпочтительные варианты исполнения предлагаемого технического решения описываются далее на основе представленных чертежей, где:
- на фиг. 1 представлен общий вид устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара;
- на фиг. 2 то же вид сбоку;
- на фиг. 3 изображен разрез по Α-A на фиг. 1;
- на фиг. 4 изображен разрез по Б-Б на фиг. 1;
- на фиг. 5 показан второй вариант установки предлагаемого устройства;
- на фиг. 6 - то же, вид сбоку;
- на фиг. 7 показан третий вариант установки предлагаемого устройства;
- на фиг. 8 - то же, вид сверху.
В графических материалах соответствующие конструктивные элементы устройства для отбора проб жидких продуктов из резервуара обозначены следующими позициями:
1 - внутренний модуль;
2 - внешний модуль;
3 - трубки забора проб;
4 - стенка;
5 - обратный клапан;
6 - запорный орган обратного клапана;
7 - упор;
8 - плита;
9 - краны перекрытия трубок забора проб;
10 - бак-смеситель;
11 - насос;
12 - кран слива пробы;
13 - трубка магистрали возврата продукта в резервуар;
14 - уплотнение обратного клапана;
15 - уплотнение плиты по поверхности стенки;
16 - винты крепления плиты к стенке.
Устройство отбора проб жидких продуктов из резервуара содержит внутренний 1 и внешний 2 модули.
Внутренний модуль 1 постоянно стационарно установлен в резервуаре. Он представляет собой набор трубок 3 забора проб, свободные концы которых закреплены на уровнях, из которых необходимо осуществлять забор пробы. Другие концы трубок 3 герметично присоединены к стенке 4. В стенке 4 у каждой трубки 3 находится постоянно установленный обратный клапан 5, запорный орган 6 которого способен отжиматься под действием упора 7, принадлежащего плите 8 внешнего модуля 2, при его установке на стенку 4. Далее на плите 8 установлены и закреплены все части относящиеся к внешнему модулю 2, например, краны 9 перекрытия труб уровней забора пробы, бак-смеситель 10, насос 11, кран 12 слива пробы, трубка 13 магистрали возврата продукта в резервуар, причем последняя, исходя из настоящего технического решения, также сообщается с резервуаром через плиту 8, стенку 4 и обратный клапан 5. Для обеспечения герметичного соединения "упор-стенка" имеется уплотнение 14. Для дублирования уплотнения 14 предусмотрено уплотнение 15 плиты 8. Плита 8 закреплена на стенке 4 винтами 16.
Устройство отбора проб жидких продуктов из резервуара работает следующим образом.
Плита 8, со всеми установленными на нее элементами внешнего модуля 2 прижимается через уплотнение 15 к стенке 4. При этом упоры 7 двигаются через отверстия в стенке 4, как по направляющим, упираются в запорный орган 6 обратного клапана 5, смещая его из положения "закрыто" в корпусе клапана 5 в положение "открыто". Плита 8 через уплотнение 15 герметично крепится к стенке 4 винтами 16. Освобождаются проходные сечения клапанов 5 и продукт из резервуара, через трубки 3 отбора проб, может беспрепятственно поступать в плиту 8 и может производиться отбор проб. Таким образом, при установке внешнего модуля 2 на резервуар он просто подводится к стенке резервуара, устанавливается и закрепляется винтами 16. Устройство для отбора проб жидких продуктов из резервуара готово к работе. Перед началом отбора пробы открывается один или несколько кранов 9 перекрытия трубок забора пробы, трехходовой кран 12 слива пробы переключается в положение "открыто на перекачку продукта в резервуар". Трехходовой кран 12 слива пробы может иметь два положения: "открыто на перекачку продукта в резервуар" и "открыто на слив пробы". В первом случае при работе насоса 11 через трехходовой кран 12 продукт, оставшийся при взятии предыдущей пробы, через трубку 13 магистрали возврата продукта в резервуар, канал в плите 8 и обратный клапан 5 поступает в резервуар. При работе насоса 11 в течение некоторого времени продукт от взятия предыдущей пробы находящийся в проточных каналах устройства заменяется на обновленный продукт, поступивший с уровней резервуара, отвечающих открытым кранам 9. Трехходовой кран 12 слива пробы переводится в положение "открыто на слив пробы". Обновленный продукт поступает в бак-смеситель 10, а насосом 11 осуществляется его перекачка через кран 12 слива пробы в специальную емкость.
При необходимости снятия внешнего модуля 2, например, для ремонта его частей, выкручиваются винты 16. Плита 8 с упорами 7 и всем внешним модулем 2 отводится от стенки 4 и снимается. Так освобождаются запорные органы 6 и проходные сечения всех обратных клапанов 5 закрываются, оставляя резервуар герметичным относительно внешней среды. Внешний модуль 2 готов к транспортировке на ремонт. При этом не требуется опорожнять резервуар для ремонта устройства отбора проб. Отсутствие подвижных частей внутри резервуара требующих инспекции и ремонта, а также применение последовательно расположенных уплотнений 14 и 15 позволяет увеличить надежность устройства отбора проб по сравнению с прототипом. Такая конструкция устройства незаменима в случае применения устройств отбора проб на резервуарах с вязкими нефтепродуктами, например, битумом, для своевременной очистки внутренних полостей труб внешнего модуля 2, находящихся по сравнению с внутренними трубками при более низких температурах от закупорки при застывании продукта, а также на резервуарах для любых других продуктов для очистки труб от закристаллизовавшейся воды при отрицательных температурах. Кроме этого, уменьшаются габаритные размеры и металлоемкость, снижается сложность изготовления и ремонта конструкции устройства отбора проб.
Предлагаемое техническое решение универсально и может быть использовано в конструкции любых типов устройств для отбора проб как многоколонных, так и одноколонных, как с принудительным сливом продукта, так и самотечным сливом.