АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО РАЗОГРЕВА И СЛИВА ЗАСТЫВАЮЩИХ И ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ЕМКОСТЕЙ

Полезная модель относится к автоматизированным установкам для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей и может быть использована для слива продуктов из флекситанков, танк-контейнеров, других резервуаров, а также из различных трубопроводов через их запорную арматуру.
Наиболее близкой по конструктивным признакам к заявляемому техническому решению и выбранная в качестве ближайшего аналога является автоматизированная установка для подогрева и слива вязких жидкостей и нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащая контур циркуляционного разогрева продукта, включающий последовательно соединенные расходную емкость с предварительно разогретым стартовым объемом продукта, группу рециркуляционных насосных агрегатов с частотнорегулируемыми приводами, теплообменник с парорегулирующей аппаратурой, гибкий напорный трубопровод, соединенный с устройством слива, установленным в отверстии нижней сливной горловины цистерны, по меньшей мере, один откачивающий насосный агрегат с частотнорегулируемым приводом, при этом устройство слива выполнено в виде присоединительной головки, содержащей корпус с расположенными в его верхней части отверстием и захватными крюками для присоединения к нижней сливной горловины цистерны, на наружной поверхности корпуса присоединительной головки ассиметрично расположены два фланца, один из которых предназначен для соединения полости корпуса со сливным продуктовым трубопроводом, а другой фланец - для соединения смонтированных через сквозные герметичные отверстия в корпусе, по меньшей мере, двух сопел для подачи горячего продукта в цистерну с напорным трубопроводом, причем сопло, установленное в верхней части полости корпуса, направлено вверх вертикально или под углом к вертикали, а сопло, установленное в нижней отводной части полости корпуса, направлено горизонтально или под углом к горизонтали в сторону фланца для соединения со сливным продуктовым трубопроводом; при этом контур рециркуляционного разогрева продукта содержит дополнительное устройство верхнего подогрева, устанавливаемое в отверстие верхней сливной горловины цистерны, и соединенное с дополнительным гибким напорным трубопроводом, причем дополнительное устройство верхнего подогрева выполнено в виде опускаемой трубы, в нижней части которой смонтированы сопла для формирования гидродинамического потока внутри цистерны, из которых, по меньшей мере, два сопла расположены горизонтально и, по меньшей мере, одно сопло, направлено вниз на сливной узел цистерны, при этом дополнительный напорный трубопровод другим концом соединен с выходом теплообменника; система управления работой установки содержит промышленный контроллер, датчики температуры расходной емкости, систему электроподогрева продукта в расходной емкости, датчики верхнего и нижнего уровней в расходной емкости, датчики давления и температуры напорного трубопровода, датчик температуры на дополнительном напорном трубопроводе (патент РФ №140404 на полезную модель, кл. B65D 88/74, опубл. 10.05.2014 - прототип).
Известная автоматизированная установка для подогрева и слива вязких жидкостей и нефтепродуктов из железнодорожных цистерн обладает следующими недостатками:
- не обеспечивает интенсивный разогрев застывающих и вязких продуктов в емкости из-за невозможности введения телескопической трубы внутрь емкости через установленную на входе запорную арматуру;
- продолжительное время слива застывающих и вязких продуктов из емкости из-за малого пятна контакта подаваемого разогретого продукта с разогреваемым продуктов внутри цистерны;
- невозможность применения присоединительной головки для работы с флекситанками, танк-контейнерами и трубопроводами.
Техническим результатом полезной модели является создание автоматизированной установки для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей, обеспечивающей повышение интенсивности разогрева и сокращение времени слива продукта.
Технический результат достигается в автоматизированной установке для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей, содержащей контур рециркуляционного разогрева и слива продукта, включающий последовательно соединенные расходную емкость с предварительно разогретым стартовым объемом продукта, насосный агрегат с частотно-регулируемым приводом, теплообменник, напорный трубопровод, соединенный с устройством разогрева и слива продукта, соединенным с запорной арматурой емкости с застывшим и вязким продуктом, сливной трубопровод, соединенный с устройством разогрева и слива продукта и с расходной емкостью, при этом контур рециркуляционного разогрева и слива продукта содержит систему управления работой установки, включающую промышленный контроллер, датчики температуры расходной емкости, систему электроподогрева продукта в расходной емкости, датчики нижнего, среднего и верхнего уровней в расходной емкости, датчики давления и температуры напорного трубопровода, согласно полезной модели, контур рециркуляционного разогрева и слива продукта дополнительно содержит электроуправляемую запорную арматуру, подключенную к теплообменнику и к линии слива разогретого продукта в продуктовый коллектор, баллон хранения инертного газа, соединенный с расходной емкостью, при этом устройство рециркуляционного разогрева и слива продукта содержит корпус Т-образной формы с двумя соосными отверстиями и ассиметрично к ним расположенным третьим отверстием, при этом в корпусе через фланцевую заглушку с вмонтированным в нее герметизирующим сальником входного соосного отверстия, направляющее кольцо и быстроразъемное соединение выходного соосного отверстия с запорной арматурой емкости установлен подвижный полый шток, на входном торце которого размещено быстроразъемное соединение с напорным трубопроводом, нагнетающим горячий продукт, а на выходном торце штока расположено сопло для подачи горячего продукта в емкость, при этом на ассиметричном отверстии корпуса размещено быстроразъемное соединение со сливным трубопроводом для слива горячего продукта из емкости.
В такой автоматизированной установке для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей предпочтительно:
- электроуправляемая запорная арматура выполнена в виде шарового крана;
- электроуправляемая запорная арматура выполнена в виде трехходового крана;
- электроуправляемая запорная арматура выполнена в виде вентиля;
- электроуправляемая запорная арматура выполнена в виде задвижки;
- в качестве инертного газа в баллоне, соединенном с расходной емкостью, используется азот.
Включение в контур циркуляционного разогрева продукта электроуправляемой запорной арматуры, подключенную к теплообменнику и к линии слива разогретого продукта в продуктовый коллектор, и предпочтительно выполненную в виде шарового крана или трехходового крана, или вентиля, или задвижки, подключение к расходной емкости баллона с инертным газом, выполнение корпуса устройства разогрева и слива Т-образной формы с двумя соосными отверстиями и ассиметрично к ним расположенным третьим отверстием, размещение в корпусе устройства разогрева и слива через фланцевую заглушку с вмонтированным в нее герметизирующим сальником входного соосного отверстия, направляющее кольцо и быстроразъемное соединение выходного соосного отверстия с запорной арматурой емкости подвижного полого штока, на входном торце которого расположено быстроразъемное соединение с напорным трубопроводом, нагнетающим горячий продукт, а на выходном конце штока выполнено сопло для подачи горячего продукта в емкость, расположение на ассиметричном отверстии корпуса быстроразъемного соединения со сливным трубопроводом для слива горячего продукта из емкости обеспечивает заявляемой автоматизированной установке для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей повышение интенсивности разогрева и сокращение времени слива продукта.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема автоматизированной установки для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей, на фиг. 2 - продольный разрез устройства для разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей.
Автоматизированная установка для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей содержит контур рециркуляционного разогрева и слива продукта, включающий последовательно соединенные расходную емкость 1 с предварительно разогретым стартовым объемом продукта, насосный агрегат 2 с частотнорегулируемым приводом, теплообменник 3, напорный трубопровод 4, соединенный с устройством 5 разогрева и слива продукта, соединенным с запорной арматурой емкости 6 с застывшим и вязким продуктом, сливной трубопровод 7, соединенный с устройством 5 разогрева и слива продукта и с расходной емкостью 1, при этом контур рециркуляционного разогрева и слива продукта содержит систему управления работой установки, включающую промышленный контроллер 8, датчики 9 температуры расходной емкости 1, систему 10 электроподогрева продукта в расходной емкости 1, датчики нижнего 11, среднего 12 и верхнего 13 уровней в расходной емкости 1, датчики давления 14 и температуры 15 напорного трубопровода 4, при этом контур рециркуляционного разогрева и слива продукта дополнительно содержит электроуправляемую запорную арматуру 16, подключенную к теплообменнику 3 и к линии слива разогретого продукта в продуктовый коллектор, баллон 18 хранения инертного газа, соединенный с расходной емкостью 1, при этом устройство 5 рециркуляционного разогрева и слива продукта содержит корпус 18 Т-образной формы с двумя соосными отверстиями 19, 20 и ассиметрично к ним расположенным третьим отверстием 21, при этом в корпусе устройства 5 рециркуляционного разогрева и слива продукта через фланцевую заглушку 22 с вмонтированным в нее герметизирующим сальником 23 входного соосного отверстия 19, направляющее кольцо 24 и быстроразъемное соединение 25 выходного соосного отверстия 20 с запорной арматурой емкости 6 установлен подвижный полый шток 26, на входном торце которого размещено быстроразъемное соединение 27 с напорным трубопроводом 4, нагнетающим горячий продукт, а на выходном торце штока 26 расположено сопло 28 для подачи горячего продукта в емкость 6, при этом на ассиметричном отверстии 21 корпуса 18 размещено быстроразъемное соединение 29 со сливным трубопроводом 7 для слива горячего продукта из емкости 6.
В такой автоматизированной установке для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей предпочтительно:
- электроуправляемая запорная арматура 16 выполнена в виде шарового крана;
- электроуправляемая запорная арматура 16 выполнена в виде трехходового крана;
- электроуправляемая запорная арматура 16 выполнена в виде вентиля;
- электроуправляемая запорная арматура 16 выполнена в виде задвижки;
- в качестве инертного газа в баллоне 17, соединенном с расходной емкостью 1, используется азот.
Автоматизированная установка для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей работает следующим образом.
Перед началом работы шток 26 устройства 5 разогрева и слива продукта выводится в крайнее Исходное положение, чтобы сопло 28 находилось внутри корпуса 18 устройства 5 разогрева и слива продукта. Устройство 5 разогрева и слива продукта стыкуется через быстроразъемное соединение 25 выходного отверстия 20 корпуса 18 с запорной арматурой, расположенной на емкости 6 (флекси-танке, танк-контейнере). К быстроразъемному соединению 29 ассиметричного отверстия 21 корпуса 18 присоединяется сливной трубопровод 7 для слива разогреваемого продукта. К штоку 26 через быстроразъемное соединение 27 подключается напорный трубопровод 4, нагнетающий горячий продукт. Первоначальная температура продукта в расходной емкости 1 регулируется системой электроподогрева 10 по данным датчика температуры 9. В расходную емкость 1 из баллона 17 подается инертный газ, например, азот, который вытесняет из расходной емкости 1 кислородосодержащую атмосферу. После запуска установки насосный агрегат 2 забирает из расходной емкости 1 нагретый до температуры текучести продукт, направляет его для догрева в теплообменник 3. Разогретый продукт, температура которого регулируется по данным датчика температуры 15, после теплообменника 3 по напорному трубопроводу 4 (гибкому рукаву или шарнирно-сочлененному трубопроводу) через устройство 5 разогрева и слива подается на открытую запорную арматуру емкости 6 (флекси-танк или танк-контейнер) с застывшим или вязким продуктом. После подачи горячего продукта в шток 26 устройства 5 разогрева и слива струя продукта попадает на внутреннюю часть запорной арматуры емкости 6 и интенсивно разогревает ее. После предварительного прогрева запорная арматура емкости 6 открывается. Горячий продукт начинает поступать внутрь емкости 6 и воздействовать кинематически и термически на находящийся там застывший продукт. После передачи тепла подаваемый из расходной емкости 1 в емкость 6 продукт сливается через ассиметричное отверстие 21 корпуса 18 устройства 5 разогрева и слива и направляется в расходную емкость 1, далее через насосный агрегат 2 и теплообменник 3 направляется для повторного разогрева до допустимой для данного тина продукта температуры с последующей подачей на шток 26 устройства 5 разогрева и слива для повторения цикла рециркуляции. По мере освобождения запорной арматуры емкости 6 от застывшего продукта шток 26 устройства 5 разогрева и слива вдвигается через герметизирующий сальник 23, направляющее кольцо 24 и запорную арматуру вглубь емкости 6. В процессе рециркуляции горячий продукт постепенно формирует гидродинамический поток, осуществляющий передачу тепла разогреваемому продукту и его принудительную конвекцию. Слив разогретого продукта в продуктовый коллектор может проводится в ходе рециркуляции с контролем по приращению продукта или после разогрева всей массы продукта в емкости 6 (флекси-танке, танк-контейнере). Приращение объема продукта контролируется датчиками нижнего 11, среднего 12 и верхнего 13 уровней. Изначально в расходной емкости находится продукт на уровне нижнего датчика 11. Появление сигнала от датчика среднего уровня 12 указывает на приход в расходную емкость 1 дополнительного продукта из емкости 6. По сигналу датчика среднего уровня 12 электроуправляемая запорная арматура 16 начинает открываться по заранее определенному алгоритму для деления потока после насосного агрегата 2 между линиями напорного трубопровода 4 и откачки продукта в продуктовый коллектор. При исчезновении сигнала от датчика среднего уровня 12 управляемая запорная арматура 16 закрывает линию откачки в продуктовый коллектор, при последующем появлении - вновь открывает. При появлении сигнала от датчика верхнего уровня 13 управляемая запорная арматура 16 полностью открывает линию откачки в продуктовый коллектор. При пропадании сигнала от датчика верхнего уровня 13 управляемая запорная арматура 16 возвращается к алгоритму по сигналу от датчика среднего уровня 12. После завершения разогрева и слива продукта из емкости исчезает сигнал среднего уровня 12 и управляемая запорная арматура 16 полностью закрывает линию откачки в продуктовый коллектор. После освобождения емкости 6 от продукта, подача горячего продукта на шток 26 устройства 5 разогрева и слива прекращается, шток 26 устанавливается в исходное положение, чтобы сопло 28 вышло из зоны запорной арматуры емкости 6. Остатки продукта стекают через ассиметричное отверстие 21 корпуса 18 устройства 5 разогрева и слива в сливной трубопровод 7. После слива остатков разогретого продукта устройство 5 разогрева и слива расстыковывается от запорной арматуры емкости 6 и сливного трубопровода 7. В расходной емкости 1 остается бескислородная атмосфера. Применение инертного газа, например, азота, для создания бескислородной атмосферы внутри расходной емкости 1 в течение всего процесса разогрева и слива позволяет производить нагрев продукта для рециркуляции до больших температур без потери потребительских качеств разогреваемого продукта, например, окисления. Повышение допустимой температуры разогрева сокращает время, затрачиваемое на передачу потребного количества тепла для придания текучести разогреваемому продукту в емкости 6 при сливе продукта в продуктовый коллектор.
Сопоставительный анализ предлагаемой полезной модели и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у автоматизированной установки для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей по сравнению с наиболее близким аналогом, что обеспечивает ей соответствие критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков обеспечивает достижение положительного эффекта, выражающегося в создании конструктивно новой автоматизированной установки для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей, обеспечивающей повышение интенсивности разогрева и сокращение времени слива продукта.
Применение заявляемой полезной модели в качестве автоматизированной установки для рециркуляционного разогрева и слива застывающих и вязких продуктов из емкостей, например, флекситанков, танк-контейнеров, других резервуаров, а также из различных трубопроводов через их запорную арматуру, обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».