УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ИЗ ЕМКОСТИ

Полезная модель относится к области транспорта высоковязких нефтепродуктов и других жидкостей.
При транспортировке высоковязких жидкостей в транспортных емкостях и в различной таре проблема слива в установленные сроки на пункте назначения является сложной задачей.
Для ускорения слива высоковязких и застывающих продуктов при низких температурах в основном используют подогрев жидкости путем подачи теплоносителя в емкость или нагрева стенки емкости. При этом используют самые различные устройства.
Известны устройства для разогрева и слива высоковязких жидкостей из емкостей, имеющие в своем составе, как правило, всасывающий и напорный трубопроводы и средства для нагрева и транспорта жидкости. (Пат. РФ 2114041, оп. 27.06.1998, МПК B65G 69/20; пат. РФ 2315704, оп. 27.01.2008, МПК B65D 88/74).
Недостатками известных технических решений являются большой расход тепла с учетом потерь тепла в окружающую среду, долгий срок разогрева, приводящий к простою транспортного средства, сложность конструкций, кроме того, по мере слива разогретой жидкости на охлаждающей стенке остается налипший слой продукта.
Наиболее близким по существенным признакам к предлагаемому техническому решению является так называемое устройство «монтежю» (А.Г.Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии», Государственное научно-техническое издательство химической литературы, М., 1960, с.118).
2
Монтежю представляет собой горизонтальную или вертикальную емкость, рассчитанную на давление 3-4 кгс/см, которая связана посредством патрубков, размещенных на крышке, с линиями подачи жидкости в емкость, отвода жидкости с трубой передавливания, опущенной до дна емкости, подачи сжатого воздуха или инертного газа, вакуумной линией и линией отвода для выпуска сжатого газа в атмосферу после освобождения емкости от жидкости. На линии подачи сжатого газа установлен манометр. Все вышеупомянутые линии снабжены кранами.
Известное устройство предназначено для вытеснения из емкости химически агрессивных жидких веществ сжатым воздухом или инертным газом. При использовании «монтежю» для слива высоковязких жидкостей труба для передавливания, опущенная до дна емкости, приводит к значительной потере давления вытеснения, сильно снижая ускорение слива и не оказывая действия на снижение налипания вязкого продукта на стенке емкости.
Целью полезной модели является достижение ускоренного слива высоковязкой жидкости из емкости в несколько раз и одновременная очистка внутренней стенки емкости от налипшей высоковязкой жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для слива высоковязкой жидкости, включающем емкость, которая связана посредством патрубков, размещенных на крышке, с линиями подачи высоковязкой жидкости из емкости, подачи сжатого инертного газа и линией отвода сжатого инертного газа в атмосферу после освобождения емкости от высоковязкой жидкости, согласно полезной модели, патрубок, связанный с линией отвода высоковязкой жидкости, размещен в нижней части емкости, при этом все линии снабжены автоматическими клапанами, на линии подачи высоковязкой жидкости установлен манометр, а на крышке размещен предохранительный клапан. Причем емкость в нижней части снабжена средством для придания текучести высоковязкой жидкости.
Работа устройства по сливу высоковязкой жидкости вытеснением инертного газа обеспечивается при сохранении текучести высоковязкой жидкости. При опасности потери текучести из-за избыточного охлаждения устройства для слива жидкости снабжаются подогревательными устройствами, например индукционными электронагревательными элементами.
Патрубок, размещенный в нижней части емкости для открытого слива жидкости обеспечивает максимально ускоренный слив высоковязкой жидкости при минимальном давлении вытеснения. Минимальное давление сжатого газа приводит к минимизации расходов на создание давления, на изготовление транспортных емкостей, тары для работы под давлением. Величина давления сжатого газа определяется требуемой скоростью слива высоковязкой жидкости. Клапаны, размещенные на всех линиях, обеспечивают своевременное начало и конец подачи сжатого газа, а предохранительный клапан на крышке защищает емкость от разрушения при превышении допустимого давления.
Схема предлагаемого устройства приведена на прилагаемом рисунке.
Устройство включает корпус емкости 1, верхний люк (крышку) 2, линию 3 с патрубком 4 для подачи жидкости в емкость, линию отвода жидкости 5 с патрубком 6 в нижней части емкости 1, линию подачи сжатого газа 7 и линию отвода сжатого газа 8 с патрубком 9, предохранительный клапан 10 для защиты емкости от разрушения при превышении допустимого давления, манометр 11. Линии 3, 5, 7, 8 снабжены автоматическими клапанами 12, 13, 14, 15. Патрубок 6 в нижней части емкости снабжен электрическим подогревателем 16.
Устройство работает следующим образом.
На пункте налива высоковязкую жидкость, например, мазут, заливают в емкость 1 по линии 3 и транспортируют в пункт назначения. На объекте по линии 7 подают сжатый газ под расчетным давлением. При этом открывается клапан 13 на линии отвода 5 жидкости из емкости и высоковязкая жидкость сливается через нижний сливной патрубок 6 в открытый лоток, причем короткий сливной патрубок оказывает минимальное сопротивление. Для обеспечения слива высоковязкой жидкости, она должна сохранять текучесть, т.е., не должна быть застывшей. В случае возможности застывания жидкости необходимо использовать электрический подогреватель 16 для обеспечения текучести жидкости.
При завершении слива высоковязкой жидкости из емкости наблюдается резкое падение на линии подачи сжатого газа 7, что является сигналом для закрытия клапана 14. При этом одновременно открывается клапан 15 на линии отвода сжатого газа 8 из емкости 1.
При вытеснении высоковязкой жидкости из емкости давление сжатого газа не должно превышать допускаемой величины давления в этой емкости. Скорость слива высоковязкой жидкости из емкости зависит от фактической величины вязкости жидкости в условиях слива и величины давления сжатого газа при условиях постоянной величины диаметра сливного патрубка.
Как известно железнодорожные цистерны допускают внутреннее избыточное давление 0,15 МПа, а рабочее давление допускается 0,07 МПа. Таким образом, слива высоковязкой жидкости можно достичь созданием давления сжатого газа до 0,07 МПа.
Расход истечения жидкости из отверстия является пропорциональным величине , где Н давление выше точки слива в метрах столба жидкости. При отсутствии избыточного давления в железнодорожной цистерне перед началом слива высота жидкости составляет 3 м (диаметр цистерны), т.е. расход истечения жидкости будет пропорциональным величине , а к концу слива эта величина стремится к 0, т.е., , (с уменьшением объема жидкости в цистерне уменьшается давление столба жидкости, соответственно, уменьшается скорость истечения жидкости). Избыточное давление, возможное в железнодорожной цистерне, составляет 0,07 МПа, что соответствует 7 м. вод. столба. При подаче этого избыточного давления в начале слива общее давление составит 3+7=10 м, (давление от столба жидкости увеличится за счет подачи избыточного давления), а в конце слива давление составит 7 м. При этих условиях скорость истечения жидкости в начальный момент слива с подачей избыточного давления увеличивается в 1,83 раза , а в конце слива - в 2,65 раза . Приведенный расчет наглядно показывает, как предлагаемая конструкция позволяет ускорить слив жидкости.
Очистка внутренней стенки емкости от налипшей жидкости происходит автоматически. Сжатый газ давит на налипший на стенке слой жидкости и заставляет стекать вниз к днищу емкости одновременно по мере снижения уровня жидкости. Это происходит за счет взаимодействия сил тяжести налипшей жидкости и давления сжатого газа.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает ускоренный слив высоковязкой жидкости из емкости с одновременной очисткой внутренней стенки емкости от налипшей жидкости.