резервуар для нефтепродуктов

Формула изобретения

Резервуар для нефтепродуктов, включающий приемораздаточный патрубок и приспособление для предотвращения потерь от испарения, отличающийся тем, что приспособление для предотвращения потерь от испарения выполнено из эластичного материала с малым коэффициентом упругости в виде параболоида вращения и состоящего по меньшей мере из трех частей, соединенных между собой с возможностью перемещения и образования гофр, крайняя часть приспособления закреплена в средней по высоте части резервуара посредством разъемного соединения, при этом резервуар снабжен закрепленным на внутренней поверхности стенки неподвижным диском с отверстием, установленным на крыше подпружиненным тяговым устройством, а приспособление размещенной в вершине трубкой, верхнее основание которой герметично закрыто и соединено с подпружиненным тяговым устройством, внутренняя полость трубки соединена с эластичной трубкой для отбора поверхностного давления под приспособлением, конец которой закреплен на подвижном диске, укрепленном с возможностью вращения относительно оси, выполненной в виде полого штока, установленного в отверстии неподвижного диска, а последнее соединено через запорный вентиль с устройством гидростатического измерения уровня жидкости в резервуаре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хранению нефтепродуктов и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, в частности на складах и базах хранения топлива и горючего.

Известны резервуары с плавающей крышей, содержащие плавающую крышу с опорными стойками, клапанную и дренажные системы.

Недостатками данного устройства является неполное предотвращение потерь нефтепродуктов вследствие наличия зазоров между корпусом крыши и стенками резервуара, а также сложность ликвидации атмосферной влаги и загрязнений с плавающей крыши резервуара.

Известны резервуары со стационарной крышек, содержащие дыхательный клапан, приемораздаточный патрубок и кольцевой настил, расположенный внутри резервуара (1-5).

Недостатками данных устройств является неполное предотвращение потерь нефтепродуктов, а также примерзание понтона к стенкам резеpвуара при отрицательных температурах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для предотвращения потерь нефтепродуктов при их хранении в резервуарах, выбранное в качестве прототипа и содержащее приспособление для предотвращения потерь от испарения кольцевой понтон, днище с установленными в нем стаканами, козырьками и клапанами, уплотнительный затвор, опорные стойки, клапан и приемораздаточный патрубок (6).

Недостатками прототипа являются неполное предотвращение потерь нефтепродуктов вследствие наличия зазора между понтоном и стенками резервуара, большая материалоемкость и низкие технологические возможности устройства.

Изобретение решает задачу упрощения конструкции, уменьшения потерь нефтепродуктов и расширения технологических возможностей устройства за счет сигнализации о предельном уровне налива нефтепродукта в резервуар.

Эта задача решается с помощью предлагаемого резервуара для нефтепродуктов, включающего приемораздаточный патрубок и приспособление для предотвращения потерь от испарения, которое выполнено из эластичного материала с малым коэффициентом упругости в виде параболоида вращения и состоящего по меньшей мере из трех частей, соединенных между собой с возможностью перемещения и образования гофров. Крайняя часть приспособления закреплена в средней по высоте части резервуара посредством разъемного соединения. При этом резервуар снабжен закрепленным на внутренней поверхности стенки неподвижным диском с отверстием, установленным на крыше подпружиненным тяговым устройством, а приспособление размещенной в вершине трубкой, верхнее основание которой герметично закрыто и соединено с подпружиненным тяговым устройством. Внутренняя полость трубки соединена с эластичной трубкой для отбора поверхностного давления под приспособлением, конец которой закреплен на неподвижном диске, укрепленном с возможностью вращения относительно оси, выполненной в виде полого штока, установленного в отверстие неподвижного диска, а последнее соединено через запорный вентиль с устройством гидростатического измерения уровня жидкости в резервуаре.

Данные признаки являются существенными для решения поставленной задачи, так как приспособление для предотвращения потерь от испарения выполнено из эластичного материала с малым коэффициентом упругости в виде параболоида вращения и состоящего по меньшей мере из трех частей, соединенных между собой с возможностью перемещения и образования гофров. Этим обеспечивается минимальный объем паровоздушной смеси при незаполненном резервуаре, минимальная материалоемкость приспособления, возможность изменения своей площади и перемещения в вертикальной плоскости при увеличении давления внутри резервуара.

Крайняя часть приспособления закреплена в средней по высоте части резервуара посредством разъемного соединения. Этим достигается минимально необходимая площадь кольцевого настила, простота его установки и зачистки резервуара после эксплуатации;

На вершине приспособления для предотвращения потерь от испарения размещена трубка, верхнее основание которой герметично закрыто и соединено с подпружиненным тяговым устройством, установленным на крыше резервуара. Этим достигается направленное движение приспособления и сигнализация о предельном уровне налива жидкости путем замыкания контактов при воздействии на них верхнего основания трубки;

Внутренняя полость трубки соединена с эластичной трубкой для отбора поверхностного давления под приспособлением, конец которой закреплен на подвижном диске, укрепленном с возможностью вращения относительно оси, выполненной в виде полого штока, установленного в отверстие неподвижного диска, закрепленного на внутренней поверхности стенки резервуара, причем отверстие неподвижного диска соединено через запорный вентиль с устройством гидростатического измерения уровня жидкости в резервуаре. Этим достигается отбор поверхностного давления для измерения уровня нефтепродукта в резеpвуаре, также исключение перегибов эластичной трубки при перемещении приспособления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 устройства отбора гидростатического давления.

Резервуар для нефтепродуктов 1 состоит из установленных на его крыше дыхательного клапана 2 типа СМДК, подпружиненного тягового устройства 3, например в виде лебедки с металлическим тросом и направляющей втулки 4 с закрепленными внутри нее контактами 5, электрически связанными с блоком ограничения налива жидкости 6, например серийно выпускаемой промышленностью электронной системой типа "ЭСОН-2". В боковой поверхности резервуара 1 на определенной высоте от основания жестко установлена сливно-наливная труба 7 с устройством гидростатического измерения уровня 8. Во внутренней полости резервуара 1 в средней части закреплено своей крайней частью к стенкам резервуара посредством разъемного соединения 9, например болтового приспособления для предотвращения потерь от испарения 10, выполненного из эластичного материала с малым коэффициентом упругости (например из прорезиненной ткани) в виде параболоида вращения и состоящего по меньшей мере из трех частей, соединенных между собой с возможностью перемещения и образования гофров, например посредством швов 11 с последующей их проклейкой эластичным материалом.

На вершине приспособления 10 с помощью разъемного соединения (болтового, клепочного) установлена трубка 12, верхнее основание которой герметично закрыто и соединено с металлическим тросом подпружиненного тягового устройства 3, а ее внутренняя полость соединена с эластичной трубкой 13 для отбора поверхностного давления под приспособлением 10. Второй конец эластичной трубки 13 закреплен при помощи хомута на подвижном диске 14, укрепленном с возможностью вращения относительно своей оси 15, выполненной в виде полого штока. Второй конец оси 15 установлен в отверстие неподвижного диска 16, установленного на внутренней поверхности стенки резервуара посредством разъемного соединения, а отверстие соединено при помощи трубки 17 через запорный вентиль 18 с устройством гидростатического измерения уровня 8.

Резервуар для нефтепродуктов работает следующим образом.

Данное устройство можно считать герметичной системой (закрытым сосудом). Для закрытого сосуда основное уравнение гидростатики записывается в виде

P_A= P_o-h = P_o+P_в= P_a+P, (1)

где Р_A абсолютное давление в резервуаре;

Р₀ поверхностное давление в резервуаре;

Р_a атмосферное давление;

Р избыточное давление.

При отсутствии жидкости в резервуаре 1 существует давление Р₀ - устройством для предотвращения потерь 10 и P¹_o под ним, соответственно объем устройством 10 V₁ и под ним V₂, причем

V₂ V₀ (V_н V₁) (2)

где V₀ объем резервуара;

V_н объем кольцевого настила в виде параболоида.

Дыхательный клапан 2 и запорный вентиль 18 закрыты. При заполнении резервуара 1 нефтепродуктом его движение по трубопроводу описывается уравнениями Бернулли

(3)

где Z потенциальная энергия положения;

потенциальная энергия давления;

удельная кинетическая энергия;

hf потери напора.

При заполнении резервуара 1 жидкость вытесняет из устройства для предотвращения потерь от испарения 10 объем воздуха V₃, равный объему поступившей в единицу времени через живое сечение трубопровода жидкости. Вследствие этого эластичный материал устройства 10 поднимается на высоту h₁. В результате изменения объема V₁ возрастает давление Р₀ над устройством 10 и открывается внутренний клапан 2, восстанавливая равновесие

P_o+mg = P_o+gh, (4)

где m масса кольцевого настила;

плотность нефтепродукта;

h высота заполнения нефтепродуктом резервуара.

Таким образом, при повышении уровня нефтепродукта под устройством 10 периодически открывается дыхательный клапан 2, поддерживая систему в равновесии, а связь вершины эластичного материала устройства 10 с подпружиненным тяговым устройством 3 позволяет постоянно поддерживать металлический трос натянутым, создавая тем самым направленное движение его вершины. При достижении предельно допустимого уровня налива жидкости трубка 12, закрепленная на вершине эластичного материала устройства 10, входит в направляющую втулку 4 и воздействует своим основанием на контакты 5, которые, замыкаясь, подают электрический сигнал на блок ограничения налива жидкости 6, отключающий подачу нефтепродукта в резервуар насосом. При хранении нефтепродукта в результате изменения температуры окружающего воздуха на Dt₁ (нагрев лучами солнца, перемещение слоев воздуха и т.д.) стенки резервуара получают (отдают) определенное количество тепло

Q₁= C₁m₁t₁, (5)

где Q₁ количество полученного тепла;

C₁ удельная теплоемкость материала, из которого выполнены стенки резервуара;

m₁ масса материала, из которого изготовлен резервуар;

t₁ изменение температуры стенок резервуара

Стенки резервуара отдают (принимают) часть тепла залитой жидкости

Q₂= C₂m₂t₂, (6) В результате чего возрастает (уменьшается) давление насыщенных паров нефтепродукта под устройством 10 и система выходит из состояния термодинамического равновесия (4) и совершает работу по изменению сил давления и объема

A₁= PV, (7)

или

A₁= PV(t₂), (8)

где коэффициент объемного расширения жидкости при нагревании.

Это заставляет впускать или выпускать воздух из резервуара через дыхательный клапан 2 до установления равновесия (4). Предлагаемое устройство по сравнению с аналогами обеспечивает максимальное сокращение потерь нефтепродуктов при "больших" и "малых" дыханиях резервуара, имеет более простую конструкцию по сравнению с существующими аналогами, кроме того данное устройство не требует больших затрат для реконструкции современных резервуаров со стационарной крышей.