устройство для подогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Формула изобретения

Устройство для подогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащее шарнирный трубопровод, один конец которого присоединен к коллектору с теплоносителем, а на другом смонтирована телескопическая труба с наконечником, имеющим два противоположно направленных сопла, размещенная внутри присоединительной головки с захватными крюками, выполненной в виде полого цилиндра, в верхней части которого с кольцевым зазором относительно его внутренней стенки установлен с возможностью поворота стакан, отличающееся тем, что на верхней секции телескопической трубы наименьшего диаметра по кольцу, удаленному от оси соплового наконечника на расстояние L, выполнено на диаметрально противоположных сторонах трубы не менее двух радиальных отверстия, расстояние между центрами которых на каждой из сторон равно длине дуги между осями, проходящими через центры этих отверстий и образующими центральный угол , при этом габаритные размеры определяют по следующим зависимостям:

L 2D,

d = (0,13 - 0,18)D,

= 20 - 30^o,

где L - расстояние от оси соплового наконечника до линии центров радиальных отверстий, мм;

D - внутренний диаметр верхней секции телескопической трубы, мм;

d - диаметр радиальных отверстий, мм;

- угол, образованный осями, проходящими через центры радиальных отверстий, град.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям больших жестких контейнеров с приспособлениями для нагрева высоковязких жидкостей и может быть использовано на нефтебазах, пунктах перевалки нефти и нефтепродуктов, на нефтеперерабатывающих заводах при сливе-наливе.

Известно устройство для нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащее шарнирный трубопровод, внутри которого установлен дополнительный трубопровод, состоящий из шарнирно сочлененных секций, причем один конец дополнительного трубопровода соединен с напорным коллектором, а другой выполнен телескопическим, входящим в выдвинутом положении внутрь цистерны, а подвижная его часть снабжена сопловой насадкой для подачи сливаемой жидкости в цистерну (а. с. СССР N 469644, B 65 G 67/32, B 61 D 49/00, B 65 D 67/00, 1973 г.).

Недостатком этого устройства являются длительность слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн вследствие большого гидравлического сопротивления телескопического трубопровода, необходимость дополнительного размыва продукта у клапана сливного прибора цистерны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и взятым за прототип является устройство для подогрева и слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащее шарнирный трубопровод, один конец которого присоединен к коллектору с теплоносителем, а на другом смонтирована телескопическая труба с сопловым наконечником, размещенная внутри присоединительной головки с захватными крюками, выполненной в виде полого цилиндра, в верхней части которого с кольцевым зазором относительно его внутренней стенки размещен стакан (а.с. СССР N 517547, B 65 G 67/24, 69/20, B 65 D 47/06, 1974 г. - прототип).

Известная установка не обеспечивает полного удаления из цистерны осадка, требует значительных затрат времени на подогрев и слив жидкости, так как сопловой наконечник подает нагретый продукт для размыва и разогрева нефтепродукта только у днищ котла цистерны, а разогрев жидкости в районе клапана сливного прибора не происходит, поэтому в центре котла цистерны дополнительно подается острый пар, что значительно повышает стоимость.

Технический результат - повышение полноты слива с одновременным ускорением процесса слива за счет интенсиафикации разогрева непосредственно у клапана сливного прибора в центре цистерны. Подача острого пара не требуется.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, содержащем шарнирный трубопровод, один конец которого присоединен к коллектору с теплоносителем, а на другом смонтирована телескопическая труба с наконечником, имеющим два противоположно направленных сопла, размещенная внутри присоединительной головки с захватными крюками, выполненной в виде полого цилиндра, в верхней части которого с кольцевым зазором относительно его внутренней стенки установлен с возможностью поворота стакан, согласно изобретению на верхней секции телескопической трубы наименьшего диаметра по кольцу, удаленному от оси соплового наконечника на расстояние L, выполнено на диаметрально противоположных сторонах трубы не менее двух радиальных отверстий, расстояние между центрами которых на каждой из сторон равно длине дуги между осями, проходящими через центры этих отверстий и образующими центральный угол , при этом габаритные размеры определяют по следующим зависимостям:

L 2D,

d = (0,13...0,18)D,

= 20...30^o,

где L - длина расстояния от оси соплового наконечника до линии центров радиальных отверстий, мм;

D - внутренний диаметр верхней секции телескопической трубы, мм;

d - диаметр радиального отверстия, мм;

- угол, образованный осями, проходящими через центры радиальных отверстий, град.

На фиг. 1 представлено устройство для подогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн;

фиг. 2 - верхняя часть телескопической трубы с сопловым наконечником (место I на фиг. 1);

фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 2.

Устройство состоит из шарнирно сочлененного трубопровода 1, один конец которого имеет патрубок 2 для присоединения к коллектору с теплоносителем, а второй заканчивается телескопической трубой 3 с сопловым наконечником 4. Телескопическая труба 3 и сопловой наконечник 4 помещены внутри присоединительной головки 5, которая выполнена в виде полого цилиндра. В верхней секции 6 телескопической трубы 3, имеющей наименьший диаметр, по кольцу, удаленному от оси соплового наконечника на расстояние L, выполнены радиальные отверстия 7 диаметром d (не менее 2-х с каждой из сторон) с центральным углом между осями, проходящими через центры этих отверстий.

В верхней части присоединительная головка 5 имеет уплотнительное резиновое кольцо 8, захватные крюки 9 для присоединения ее к патрубку сливного прибора цистерны и стакан 10, образующий с внутренней стенкой присоединительной головки 5 кольцевую щель 11 и кольцевую камеру 12.

Внутренняя полость кольцевой камеры 12 соединена трубопроводом 13 с патрубком 14 шарнирно сочлененного трубопровода 1. По трубопроводу 13 часть теплоносителя через патрубок 14 поступает в кольцевую камеру 12.

Радиальные отверстия 7 выполняются, образуя угол , что обеспечивает веерное распределение струй.

Для обоснования заявленного соотношения размеров узлов (деталей) были изготовлены несколько макетных образцов (табл. 1), которые прошли испытания на железнодорожной цистерне объемом 60 м³ с мазутом марки М-100 с использованием установки УСНГМ-175. (Свиридов В.П. и др. Способы и средства налива (слива) нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны. Тем. обзор. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. М., ЦНИИТЭ нефтехим, 1985, с. 14). Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Для пояснения работы устройства введены следующие условные обозначения:

L - расстояние от оси соплового наконечника 4 до линии центров радиальных отверстий, L 2 D;

D - внутренний диаметр верхней секции 6 телескопической трубы 3, мм;

d - диаметр радиальных отверстий в верхней части секции 6;

- угол, образованный осями, проходящими через центры радиальных отверстий 7, град;

d₀ - диаметр отверстий соплового наконечника 4, d₀ = 12 мм.

Как видно из таблиц 1 и 2, наличие на верхней секции телескопической трубы на расстоянии от оси соплового наконечника L=2D в плоскости сечения, перпендикулярной оси трубы, четырех отверстий, попарно с каждой стороны трубы, диаметром d = (0,13 ... 0,18) D, образцы N 3, 4, 5, при этом оси, проходящие через центры отверстий, образуют вертикальный угол = 20...30^o, позволяет ускорить подогрев вязкой жидкости (6,5. ...6,6 ч) и сократить несливаемый остаток до 20... 26 кг в железнодорожной цистерне.

Таким образом, при выполнении на верхней секции телескопической трубы наименьшего диаметра по кольцу, удаленному от оси соплового наконечника на расстояние L, на диаметрально противоположных сторонах трубы не менее двух радиальных отверстий, расстояние между центрами которых на каждой из сторон равно длине дуги между осями, проходящими через центры этих отверстий и образующими центральный угол , габаритные размеры определяют по следующим зависимостям: L 2D; d = (0,13...0,18)D; = 20...30^o, которые являются оптимальными.

Устройство работает следующим образом. Присоединительную головку 5 с резиновым кольцом 8 подводят к сливному патрубку цистерны и стыкуют с ним при помощи крюков-захватов 9. После этого по шарнирному трубопроводу жидкость, нагретая в теплообменнике, подается к телескопической трубе 3, звенья трубы 3 под давлением жидкости раздвигаются и вводят сопловой наконечник 4 через патрубок сливного прибора в котел цистерны.

Так как отверстия 7 выполнены ниже соплового наконечника 4 и повернуты на 90^o по отношению к соплам наконечника, то часть теплоносителя (струи горячего мазута), истекающая из отверстий 7 в виде веерного распределения струй потока, разбивается о стойки детали клапана сливного прибора, смешивается и подогревает вязкую жидкость, подтекающую к зоне сливного прибора, что ускоряет выход на устойчивый режим циркуляционного подогрева нефтепродукта в железнодорожной цистерне. Одновременно струи горячего продукта через сопла наконечника 4, расположенные вдоль оси цистерны, входят в массу разогреваемого нефтепродукта в котле железнодорожной цистерны, перемешивают его, отдавая свое тело, подогревают нефтепродукт в самых отдаленных местах цистерны.

После прекращения подачи теплоносителя звенья телескопической трубы 3 складываются под собственным весом и весом соплового наконечника 4, выводя сопловой наконечник 4 из котла цистерны. По окончании слива присоединительную головку 5 отсоединяют от патрубка сливного прибора цистерны, выводят установку из железнодорожного подвижного состава и закрепляют ее.

Таким образом, техническая сущность заявляемого устройства заключается в создании условий интенсификации (ускорения) подогрева вязкой жидкости и полноты ее слива как за счет воздействия струй греющего вязкого продукта, поступающих через сопла наконечника 4 на нагреваемый продукт вдоль котла цистерны, так и одновременного воздействия греющим продуктом область клапана сливного прибора цистерны, поступающего через отверстия 7, выполненных в верхней секции телескопической трубы 3.