ЛЮК ЛАЗА КРИОГЕННОГО РЕЗЕРВУАРА
CRYOGENIC TANK MANHOLE HATCH

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано как в транспортных, так и стационарных криогенных цистернах, сосудах и резервуарах.
Известна конструкция люка транспортного криогенного бака, содержащая теплоизолированную наружную крышку и внутренний колпак с фланцами, соединенными соответственно с фланцами наружной и внутренней оболочек бака через уплотнительные элементы, при этом фланец внутренней оболочки снабжен буртом, установленным на расстоянии от внутренней поверхности колпака, который выполнен из материала с большим, чем у материала бурта коэффициентом линейного расширения, и кроме того люк снабжен двумя сильфонами, соединенными между собой и внутренней оболочкой бака одной стороной, а другой стороной соответственно с фланцами наружной и внутренней оболочек. (см. патент RU 1037274) И хотя в данной конструкции люка удается за счет применения уплотняющих элементов с разными коэффициентами линейного расширения повысить его герметичность и проводить ревизию внутренней оболочки без потери вакуума в теплоизоляционной полости бака, в ней сохраняется ряд следующих недостатков, а именно:
- сложность конструкции;
- ненадежность, обусловленная необходимостью применения в конструкции люка двух сильфонов;
- повышенный внешний теплоприток по сильфонам, приводящий к дополнительному испарению криогенной жидкости.
Известен люк лаза криогенного резервуара, являющийся ближайшим техническим решением, который содержит разделенные вакуумной полостью фланец, заглушку и уплотнительную прокладку оболочки, а также фланец, заглушку сосуда, при этом заглушка сосуда выполнена с наружной стороны фланца с двумя уплотнительными прокладками, полость между которыми сообщена с атмосферой через обратный клапан. (см. патент 2002991)
Недостаток первого варианта указанной конструкции заключается в необходимости потере вакуума в криогенном резервуаре при проведении осмотра внутреннего сосуда и последующего его восстановления по завершении осмотра.
Недостаток второго варианта указанной конструкции заключается в низкой надежности и дополнительном теплопритоке к криогенной жидкости из-за необходимости установки сильфона между оболочкой и сосудом криогенного резервуара.
Цель изобретения - повышение надежности люк лаза и сохранение вакуума в теплоизоляционной полости криогенного резервуара как в процессе штатной работы, так и в процессе проведения профилактических осмотров внутренней поверхности сосуда.
Поставленная цель достигается тем, в люк лазе криогенного резервуара, содержащем разделенные вакуумной полостью фланец, заглушку и уплотнительную прокладку оболочки, а также фланец, заглушку сосуда, при этом заглушка сосуда выполнена с наружной стороны фланца с двумя уплотнительными прокладками, полость между которыми сообщена с атмосферой через обратный клапан, во фланце оболочки установлено прижимное кольцо с нижним и верхним буртами и радиальным уплотнительным кольцом, при этом на верхнем бурте прижимного кольца через прокладку закреплена крышка оболочки, а крышка сосуда с уплотнительными прокладками установлена на фланце сосуда с внутренней стороны, а кроме того на фланце оболочки и фланце сосуда выполнены уплотнительные прокладки, расположенные напротив нижнего бурта прижимного кольца.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию новизна На фиг. 1 представлен криогенный резервуар с люк лазом, а на фиг. 2 показано устройство люк лаза, когда полость люк лаза сообщена с вакуумной полостью криогенного резервуара.
Люк лаза содержит фланец 1, смонтированный на оболочке 2 криогенного резервуара. Во фланце 1 установлено прижимное кольцо 3, выполненное с нижним буртом 4, верхним буртом 5 и радиальным уплотнительным кольцом 6, обеспечивающим герметичность между фланцем 1 и прижимным кольцом 3. На верхнем бурте 5 через прокладку 7 с помощью болтового соединения 8 закреплена крышка 9 оболочки 2, а крышка 10 сосуда 11 с помощью болтового соединения 12 закреплена с внутренней стороны фланца 13 сосуда 11 через прокладки 14 с полостью 15 между прокладками. (Соединение полости 15 с атмосферой на чертеже не показано.) Такое решение обеспечивает надежную герметичность соединения, так как в рабочем режиме на крышку 10 действует дополнительное усилие от внутреннего давления в сосуде, особенно при большом диаметре горловины люка лаза. На фланце 13 сосуда 11 установлена уплотнительная прокладка 16, расположенная напротив нижнего бурта 4 прижимного кольца 3, аналогичная уплотнительная прокладка 17 выполнена на фланце 1 оболочки 2, которая как показано на фиг 2 поджата нижним буртом 4 прижимного кольца 3. Усилие, необходимое для герметичности прокладок 16 или 17, создается за счет усилия от нижних гаек 18 или верхних гаек 19 путем их перемещения по шпильке 20, закрепленной в теле фланца 1 и передаваемого через верхний бурт 5 прижимного кольца 3. На крышке 9 для проведения операций заполнения воздухом или вакуумирования полости люк лаза установлен клапан 21. Для проведения ревизии внутренней поверхности сосуда криогенного резервуара необходимо предварительно удалить криогенную жидкость из резервуара, отогреть внутреннюю поверхность сосуда криогенного резервуара до комнатной температуры и произвести замену газовой среды в резервуаре на воздушную.
Далее работа с люк лазом осуществляется в следующей последовательности:
- за счет перемещения гаек 18 и 19 на шпильках 20 опускают прижимное кольцо 3 с радиальным уплотнительным кольцом 6 до посадки нижнего бурта 4 на уплотнительную прокладку 16, выполненную во фланце 13 сосуда 11;
- за счет усилия, создаваемого на верхний бурт 5 с помощью гаек 19, обеспечивают герметичность между уплотнительной прокладкой 16 нижним буртом 4 и тем самым разделяют вакуумную полость люк лаза от вакуумной полости криогенного резервуара;
- через клапан 21 заполняют полость люк лаза воздухом;
- разъединяют соединение полости 15 между уплотнительными прокладками 16 с обратным клапаном (на чертеже не показано);
- выкручивают болтовые соединения 8 и снимают крышку 9 с прокладкой 7, после чего откручивают гайки болтового соединения 12 и опускают вниз (или отводят в бок) крышку 10 с уплотнительными прокладками 14, обеспечивая доступ для осмотра внутренней поверхности сосуда.
После завершения профилактического осмотра внутренней поверхности сосуда для приведения люк лаза в исходное положение, изображенное на фиг. 2 необходимо выполнить следующие операции:
- устанавливают крышку 10 с уплотнительными прокладками 14 на фланец 13 сосуда Ни уплотняют соединение с помощью гаек болтового соединения 12;
- подключают полость 15 между уплотнительными прокладками 14 к обратному клапану(на чертеже не показано);
- на верхний бурт 5 с помощью болтового соединения 8 закрепляют крышку 9 с уплотнительной прокладкой 7;
- к клапану 21 подсоединить вакуумный насос (на чертеже не показан) и отвакуумировать полость люк паза до давления равного давлению в теплоизоляционной полости криогенного резервуара, после чего закрыть клапан 21 и отсоединить вакуумный насос;
- за счет перемещения гаек 18 и 19 на шпильках 20 поднять прижимное кольцо 3 с радиальным уплотнительным кольцом 6 до посадки нижнего бурта 4 на уплотнительную прокладку 17, выполненную во фланце 1 оболочки 2;
- за счет усилия, создаваемого на верхний бурт 5 с помощью гаек 18 обеспечить герметичность между уплотнительной прокладкой 17 и нижним буртом 4.
Таким образом, предложенная конструкция люк лаза позволяет проводить ревизию внутренней поверхности криогенного резервуара с одной стороны без потери вакуума в теплоизоляционном пространстве, а с другой стороны при заполненном криогенной жидкостью сосуде, не вносить дополнительного теплопритока, как это было в конструкциях криогенных резервуаров и цистерн с установкой сильфонного узла между сосудом и оболочкой. Сравнение существенных признаков предлагаемого и уже известных решении дает основание считать, что предлагаемое техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применяемость».