УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

Полезная модель относится к погрузочно-разгрузочному оборудованию и может быть использовано при разгрузке железнодорожных цистерн с вязкими жидкостями или нефтепродуктом (например, мазутом).
Известно устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн без обводнения, содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, перекачивающий насос и напорный трубопровод с теплообменником, образующие линию рециркуляции, при этом выход из теплообменника соединен с всасывающим трубопроводом перепускным трубопроводом с клапаном, а перекачивающий насос выполнен оседиагональным
шнековым. Известное устройство может быть снабжено вакуумным насосом, подключенным через клапан к всасывающему трубопроводу, перекачивающий насос может быть выполнен самовсасывающим (патент РФ №2103212 на изобретение, кл. B 65 D 88/74, опубл. 27.01.1998).
Недостатками известного устройства при сливе высоковязких продуктов (например, мазута) из железнодорожных цистерн при достаточно низких температурах являются:
- сложность установки труб всасывающего и напорного трубопроводов в затвердевший продукт из-за отсутствия его локального предварительного нагрева;
- низкая производительность разогрева и слива затвердевшего продукта, а также возможность образования кавернозного пространства вокруг труб всасывающего и напорного трубопроводов из-за поступления нагретого продукта только в придонную часть цистерны;
- наличие на верхней и боковых поверхностях цистерны части остаточного затвердевшего продукта после окончания слива продукта.
Наиболее близким к заявляемой модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, стартовую емкость,
заполненную предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводами для подвода продукта и теплоносителя, напорный трубопровод, имеющий два параллельных участка, в которых установлены регулирующие клапаны, снабженные управляемыми приводами, систему управления работой устройства и трубопровод для слива нагретого продукта из донной части емкости, в котором установлен управляемый запорный клапан, причем всасывающий трубопровод соединен с донной частью емкости, выход одного из параллельных участков напорного трубопровода расположен вблизи зеркала продукта в верхней части емкости, а выход второго параллельного участка напорного трубопровода размещен в донной части емкости напротив входа во всасывающий трубопровод, при этом устройство снабжено датчиком давления, установленным во всасывающем трубопроводе на входе в насос, причем выход датчика давления соединен с одним из входов системы управления работой устройства, а управляющие выходы системы управления соединены с приводами регулирующих клапанов, установленных в параллельных участках напорного трубопровода.
Известное устройстве может быть снабжено датчиком температуры, установленным в трубопроводе для подвода нагреваемого продукта в теплообменник, причем выход датчика температуры может
быть соединен со вторым входом системы управления работой устройства, управляющие выходы которой могут быть соединены с приводами регулирующий клапанов, установленных в параллельных участках напорного трубопровода.
В известном устройстве стартовая емкость может быть выполнена в виде вертикально установленной цилиндрической емкости, имеющей соединенный с всасывающим трубопроводом центральный канал с отверстиями, в которых могут быть установлены фильтрующие элементы, нижний патрубок для вывода продукта в насос через трубопровод, снабженный управляемым запорным клапаном, и дополнительный патрубок для вывода продукта в насос, имеющий Г-образную форму, верхний торец которого может быть расположен в верхней внутренней части стартовой емкости, а нижний конец может быть соединен с входом насоса за управляемым запорным клапаном нижнего патрубка для вывода продукта по ходу перемещения продукта в насос.
В известном устройстве трубопровод для слива нагретого продукта из емкости может быть соединен со всасывающим трубопроводом перед входом в стартовую емкость, причем во всасывающем трубопроводе перед местом соединения его с трубопроводом для слива нагретого продукта из емкости может быть
установлен управляемый запорный клапан (патент РФ №2260552 на изобретение, кл. B 65 D 88/74, опубл. 20.09.2005 - прототип).
Недостатками известного устройства для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости при достаточно низких температурах являются:
- сложность установки труб всасывающего и напорного трубопроводов в затвердевший продукт без локального предварительного нагрева;
- возможность образования кавернозного пространства из долго нерастворимого затвердевшего продукта в серединной части емкости из-за использования двухэтапной подачи нагретого продукта в емкость: на первом этапе в ее придонную часть, а на втором этапе как в придонную, так частично и в ее верхнюю часть, что приводит к снижению производительности разогрева и слива затвердевшего продукта из емкости;
- наличие дополнительного теплообменника и системы управления работой устройства, содержащей датчик давления, установленный на входе в насос, и датчик температуры, установленный на входе в теплообменник, значительно усложняют конструкция известного устройства.
Техническим результатом полезной модели является создание нового устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или
нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, обладающего высокой производительностью и простой конструкцией.
Технический результат достигается при создании конструкции устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащего всасывающий трубопровод, насос для подачи продукта во всасывающий трубопровод, стартовую емкость, заполненную предварительно подогретым продуктом, напорный трубопровод, и, согласно полезной модели, снабжено погружаемым в цистерну блоком всасывания/нагнетания, включающим опускную трубу с открытым нижним краем и вертикальными пазами вдоль нижнего края, а также с фланцем в верхней торцевой части для соединения с всасывающим трубопроводом; герметизирующую крышку, установленную на наружной поверхности верхней части трубы в подшипниковом узле и имеющую отверстие для отвода газовой фракции из цистерны; прижимное кольцо для фиксации подшипникового узла на трубе в вертикальном направлении; рукоятку, установленную на прижимном кольце для поворота опускной трубы в цистерне; паровой подогреватель, выполненный внутри опускной трубы и состоящий из расположенного над пазами нижней части трубы нагревательного кольца и подсоединенных к нему трубопроводов для подвода и отвода пара, имеющих выход на
наружную поверхность верхней части опускной трубы в виде соединительных входного и выходного фланцев, причем на входном фланце установлен кран для включения подачи горячего пара; распылительную установку, состоящую из форсунок и подсоединенных к ним трех трубопроводов, имеющих параллельные выходы на наружную поверхность верхней части опускной трубы в виде фланцев с кранами для подключения к напорному трубопроводу, при этом распылительная установка образует автономно соединенные с напорным трубопроводом три рабочих участка, на каждом из которых размещено по меньшей мере две форсунки, расположенные в одной горизонтальной плоскости на диаметрально противоположных сторонах наружной поверхности опускной трубы и соединенные с соответствующим трубопроводом, причем каждая форсунка имеет сопло Т-образной формы, предназначенное для подачи подогретого продукта вдоль и поперек цистерны, при этом форсунки соответствующих рабочих участков распылительной установки располагаются на опускной трубе на уровне придонной, средней и ниже зеркала продукта верхней частях цистерны; насос для подачи подогретого продукта от стартовой емкости в напорный трубопровод.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн насос для подачи
продукта из цистерны во всасывающий трубопровод может быть выполнен вакуумным оседиагольным шнековым.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн насос для подачи подогретого продукта из стартовой емкости в напорный трубопровод может быть выполнен винтовым или шестеренным самовсасывающим.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн всасывающий трубопровод может быть соединен с помощью перепускного клапана со стартовой емкостью для частичной рециркуляции продукта и обеспечения непрерывной подачи подогретого продукта на форсунки распылительной установки.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн всасывающий трубопровод может быть выполнен из гибкого металлизированного шланга.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн верхний фланец, соединенный с всасывающим трубопроводом, может быть выполненным шарнирным.
Наличие погружаемого в цистерну блока всасывания/нагнетания, включающего опускную трубу с открытым нижним краем и вертикальными пазами вдоль нижнего края, а также с фланцем в верхней торцевой части для соединения с всасывающим трубопроводом; герметизирующую крышку, установленную на наружной поверхности верхней части опускной трубы в подшипниковом узле и имеющую отверстие для отвода газовой фракции из цистерны; прижимное кольцо для фиксации подшипникового узла на трубе в вертикальном направлении с установленной на нем рукояткой для поворота опускной трубы в цистерне обеспечивает заявляемому устройству для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн простоту конструкции.
Наличие парового подогревателя, выполненного внутри опускной трубы и состоящего из расположенного над пазами нижней части трубы нагревательного кольца и подсоединенных к нему трубопроводов для подвода и отвода пара, имеющих выход на наружную поверхность верхней части опускной трубы в виде соединительных входного и выходного фланцев, установка на входном фланце крана для включения подачи горячего пара, наличие распылительной установки, состоящей из форсунок и подсоединенных к
ним трех трубопроводов, имеющих параллельные выходы на наружную поверхность верхней части опускной трубы в виде фланцев с кранами для подключения к напорному трубопроводу, наличие в распылительной установке автономно соединенных с напорным трубопроводом трех рабочих участков, на каждом из которых размещено по меньшей мере две форсунки, расположенных в одной горизонтальной плоскости на диаметрально противоположных сторонах наружной поверхности опускной трубы и соединенных с соответствующим трубопроводом, наличие на каждой форсунке сопла Т-образной формы, предназначенного для подачи подогретого продукта вдоль и поперек цистерны, размещение форсунок соответствующих рабочих участков распылительной установки на опускной трубе на уровне придонной, средней и ниже зеркала продукта верхней частях цистерны, наличие насоса для подачи подогретого продукта от стартовой емкости в напорный трубопровод, а также возможное выполнение насоса для подачи продукта из цистерны во всасывающий трубопровод вакуумным оседиагольным шнековым, возможное выполнение насоса для подачи подогретого продукта из стартовой емкости в напорный трубопровод винтовым или шестеренным самовсасывающим, возможное соединение всасывающего трубопровода с помощью перепускного клапана со стартовой емкостью для частичной
рециркуляции продукта и обеспечения непрерывной подачи подогретого продукта на форсунки распылительной установки, а также возможное выполнение всасывающего трубопровода из гибкого металлизированного шланга и возможное выполнение верхнего фланца, соединенного с всасывающим трубопроводом, шарнирным обеспечивает заявляемому устройству для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн высокую производительность подогрева и слива продукта из цистерны.
Указанные выше преимущества выгодно отличают заявляемую полезную модель от прототипа.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид блока всасывания/нагнетания в продольном разрезе.
На фиг.2 представлен вид слева блока всасывания/нагнетания.
На фиг.3 изображен паровой подогреватель блока всасывания/нагнетания.
На фиг.4 изображена принципиальная схема устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн.
Устройство для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн содержит всасывающий
трубопровод 1, насос 2 для подачи продукта во всасывающий трубопровод 1, стартовую емкость 3, заполненную предварительно подогретым продуктом, напорный трубопровод 4, и снабжено погружаемым в цистерну блоком всасывания/нагнетания, включающим опускную трубу 5 с открытым нижним краем и вертикальными пазами 6 вдоль нижнего края, а также с фланцем 7 в верхней торцевой части для соединения с всасывающим трубопроводом 1; герметизирующую крышку 8, установленную на наружной поверхности верхней части трубы 5 в подшипниковом узле 9 и имеющую отверстие 10 для отвода газовой фракции из цистерны; прижимное кольцо 11 для фиксации подшипникового узла 9 на трубе 5 в вертикальном направлении, рукоятку 12, установленную на прижимном кольце 11 для поворота опускной трубы 5 в цистерне; паровой подогреватель, выполненный внутри опускной трубы 5 и состоящий из расположенного над пазами 6 нижней части трубы нагревательного кольца 13 и подсоединенных к нему трубопроводов 14, 15 для подвода и отвода пара, имеющих выход на наружную поверхность верхней части опускной трубы 5 в виде соединительных входного и выходного фланцев 16, 17, причем на входном фланце 16 установлен кран 18 для включения подачи горячего пара; распылительную установку, состоящую из форсунок 19, 20, 21 и подсоединенных к ним трех трубопроводов 22, 23, 24, имеющих
параллельные выходы на наружную поверхность верхней части опускной трубы в виде фланцев 25, 26, 27 с кранами 28, 29, 30 для подключения к напорному трубопроводу 4, при этом распылительная установка образует автономно соединенные с напорным трубопроводом 4 три рабочих участка, на каждом из которых размещено по меньшей мере две форсунки, расположенные в одной горизонтальной плоскости на диаметрально противоположных сторонах наружной поверхности опускной трубы 5 и соединенные с соответствующим трубопроводом, причем каждая форсунка имеет сопло Т-образной формы, предназначенное для подачи подогретого продукта вдоль и поперек цистерны, причем форсунки соответствующих рабочих участков распылительной установки располагаются на опускной трубе 5 на уровне придонной, средней и ниже зеркала продукта верхней частей цистерны; насос 31 для подачи подогретого продукта от стартовой емкости 3 в напорный трубопровод 4.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн насос 2 для подачи продукта из цистерны во всасывающий трубопровод 1 может быть выполнен вакуумным оседиагольным шнековым.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн насос 31 для подачи
подогретого продукта из стартовой емкости 3 в напорный трубопровод 4 может быть выполнен винтовым или шестеренным самовсасывающим.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн всасывающий трубопровод 1 может быть соединен с помощью перепускного клапана 32 со стартовой емкостью 3 для частичной рециркуляции продукта и обеспечения непрерывной подачи подогретого продукта на форсунки распылительной установки.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн всасывающий трубопровод 1 может быть выполнен из гибкого металлизированного шланга.
В таком устройстве для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн верхний фланец 7, соединенный с всасывающим трубопроводом 1, может быть выполнен шарнирным.
Устройство для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн работает следующим образом.
Перед опусканием блока всасывания/нагнетания в цистерну горячий пар через открытый кран 18, установленный на фланце 16,
поступает через трубопровод 14 в нагревательное кольцо 13 парового подогревателя. Затем блок всасывания/нагнетания через горловину цистерны под собственным весом, протапливая затвердевший продукт, опускается до донного приямка цистерны. Цистерна герметизируется посадкой на ее горловину герметизирующей крышки 8 блока всасывания/нагнетания. При этом предусмотрен отвод паровой фракции и меркоптанов через отверстие 10 в герметизирующей крышке 8 в систему рекуперации или на свечу дожигания. Далее оператор включает подачу подогретого продукта из стартовой емкости 3 с помощью самовсасывающего насоса 31 в напорный трубопровод 4 и через включенный кран 28, фланец 25, трубопровод 22, форсунки 19 с сопла Т-образной формы подогретый продукт (с максимально возможной для данного продукта температурой, но ниже температуры вспышки) поступает в придонную часть цистерны. При этом происходит размыв затвердевшего продукта в цистерне в горизонтальной и наклонной вниз плоскостях. Затем оператор включает оседиагональный шнековый насос 2, который за счет самовсасывания и предварительного разогрева столба продукта поступившего из цистерны во внутрь опускной трубы 5, начинает откачку продукта. Оператор периодически с помощью рукоятки 12 производит разворот опускной трубы 5 вдоль горизонтальной плоскости за счет подшипникового узла 9, меняя при
этом направление потока подогретого продукта и оказывая, помимо теплопередачи, механическое воздействие на структуру затвердевшего продукта внутри цистерны.
Через один час работы оператор открывает кран 29 подачи горячего продукта на форсунки 20 среднего участка распылительной установки и перекрывает кран 28 подачи горячего продукта на форсунки 19 нижнего участка распылительной установки. При этом происходит разогрев и размыв с механическим воздействием продукта в средней части цистерны. Оператор периодически производит разворот блока всасывания/нагнетания при помощи рукоятки 12, обеспечивая тем самым изменение направления подачи горячего продукта.
Через один час работы распылительной установки на среднем участке оператор включает подачу горячего продукта на верхнем участке распылительной установки. Действия оператора на этом этапе аналогичны вышеуказанным. При этом происходит окончательный разогрев продукта и замывка отложений продукта на боковых и торцевых поверхностях цистерны. После прекращения поступления продукта во всасывающий трубопровод оператор перекрывает подачу горячего продукта в блок всасывания/нагнетания и останавливает насосы 2, 31. По окончанию откачки продукта из цистерны блок всасывания/нагнетания извлекается из цистерны.
Сопоставительный анализ заявляемой конструкции и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, обладающего высокой производительностью и простой конструкцией.
Использование устройства для разогрева и слива вязких жидкостей или нефтепродуктов из железнодорожных цистерн в качестве погрузочно-разгрузочного оборудования при разгрузке железнодорожных цистерн с вязкими жидкостями или нефтепродуктом (например, мазутом) обеспечивает ему соответствие критерию «промышленная применимость».