цистерна для транспортировки нефтепродуктов

Формула изобретения

Цистерна для транспортировки нефтепродуктов, включающая установленный горизонтально на транспортируемой тележке котел цилиндрической формы, имеющий верхний наливной люк и нижний сливной патрубок, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фиксированные параллельно стенкам котла экраны, образующие цилиндрическую поверхность с двумя торцами и двумя боковыми стенками, имеющую проемы на верхней и нижней сторонах, при этом в верхнем наливном люке установлены два патрубка, нижние концы которых жестко фиксированы в зазорах между боковыми стенками котла и экранами, а верхние концы снабжены штуцерами для соединения с магистралью подачи нефтепродукта, имеющего низкую температуру затвердевания или низкую теплопроводность.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к средствам транспортировки и выгрузки загустевающих жидких продуктов, в частности нефтепродуктов, таких как мазут.

Известны специализированные цистерны для перевозки загустевающих жидкостей, в которых используются устройства, восстанавливающие текучесть жидкости перед сливом [1]. Как правило, эти цистерны имеют устройства нижнего слива, а восстановление текучести жидкости сводится к ее разогреву, а также к разогреву сливного патрубка.

Недостатками данных вагон-цистерн является продолжительность процедуры разогрева жидкости (около суток, в зависимости от температуры воздуха и времени транспортировки) и высокая стоимость данной технологической операции.

В качестве прототипа к заявляемому объекту была выбрана стандартная цистерна для нефтепродуктов модели 15-1443, включающая установленный горизонтально на транспортной тележке цилиндрический котел, имеющий наливной верхний люк и нижний сливной патрубок [2].

При транспортировке в этой цистерне загустевающих нефтепродуктов, например мазута, возникают следующие трудности, определяющие недостатки прототипа:

а) необходимость длительного разогрева продукта перед сливом;

б) потребность в больших затратах тепловой энергии, расходуемой на разогрев продукта;

в) потребность в длительной пропарке и зачистке от загустевших и затвердевших остатков темного нефтепродукта стенок котла цистерны перед заливкой в него светлых нефтепродуктов, например керосина.

Задачей изобретения является снижение трудо- и энергозатрат, связанных с очисткой цистерн от загустевших остатков темных нефтепродуктов.

Поставленная задача достигается тем, что цистерна для транспортировки нефтепродуктов содержит фиксированные параллельно стенкам котла экраны, образующие цилиндрическую поверхность с двумя торцами и двумя боковыми стенками, имеющую проемы на верхней и нижней сторонах, при этом в верхнем наливном люке установлены два патрубка, нижние концы которых жестко фиксированы в зазорах между боковыми стенками котла и экранами, а верхние снабжены штуцерами, обеспечивающими соединения с магистралью для подачи нефтепродукта, имеющего низкую температуру затвердевания или низкую теплопроводность.

На фиг. 1 показана заявляемая цистерна в сечении, перпендикулярном оси котла. На фиг. 2 показана геометрическая форма поверхности, образованной экранами, располагаемыми внутри котла.

Котел 1 цистерны установлен на транспортной тележке 2. Котел 1 снабжен верхним наливным люком 3 и нижним сливным патрубком 4. Параллельно стенкам котла 1 с его внутренней стороны установлены экраны 5, образующие цилиндрическую поверхность, параллельную стенкам котла 1 за исключением верхней и нижней сторон, так, что верхний наливной люк 3 и нижний сливной патрубок 4 непосредственно сообщаются с внутренним объемом 6 котла 1. Между стенками котла 1 и экранами 5 на боковой торцевых поверхностях образованы зазоры 7, в которые введены выходы патрубков 8, входы которых снабжены штуцерами 9 и жестко фиксированы в верхнем наливном люке 3. Отношение объема зазоров 7 к внутреннему объему 6 котла 1 не превосходит 0,01. Штуцера 9 обеспечивают соединение патрубков 8 с магистралью 10, которая подведена к емкости 11, заполненной нефтепродуктом, имеющим низкую температуру загустевания (например, сырой нефтью) или низкую теплопроводность (например, взбарботированным горячим мазутом). Фиксация экранов 5 в котле 1 цистерны обеспечивается упорами 12, длина которых определяет ширину зазоров 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Вязкая транспортируемая жидкость, например мазут, заливается через верхний наливной люк 3 в объем котла 6. Когда уровень жидкости достигнет нижнего края экранов 5 нефтепродукт, имеющий низкую температуру затвердевания или низкую теплопроводность, через патрубки 8 закачивается в зазоры 7 между стенками котла 1 и экранами 5. Налив мазута и этого нефтепродукта осуществляется одновременно так, что уровни жидкостей во внутреннем объеме котла 6 и в зазорах 7 поднимаются вверх с одинаковой скоростью. Подача нефтепродукта в зазоры 7 осуществляется за счет того, что патрубки 8 посредством штуцеров 9 соединяются с магистралью 10, соединенной с емкостью 11, где этот нефтепродукт подготавливается заранее.

Нефтепродуктами, имеющими низкую температуру загустевания, могут быть большинство сортов сырой нефти. Нефтепродуктом, имеющим низкую теплопроводность, может быть мазут или вязкие сорта нефти, предварительно переведенные с помощью барботажа в состояние дисперсоида-жидкости, в которой воздух диспергирован в виде мелких пузырьков.

Слив продуктов из цистерны осуществляется через нижний сливной патрубок 4. Обе жидкости при сливе смешиваются. Ввиду малости объема, приходящегося на зазоры 7, это смешение не ухудшает качество мазута.

Эффективность работы устройства заключается в следующем. Сырая нефть имеет малую теплопроводность и низкую температуру загустевания (-20-70^oС) в зависимости от сортов нефти. Слой нефти в зазорах 7 между экранами 5 и стенками котла 1 играет роль теплоизолятора, предохраняющего от загустевания мазут в объеме 6 котла 1. После слива мазута все стенки конструкции промываются без пропаривания котла цистерны. Нефть сравнительно легко переходит в состояние эмульсии и смывается из зазоров 7.

Если в качестве теплоизолятора используется мазутно-воздушный дисперсоид, то он при низких температурах загустевает и затвердевает. При этом, однако, его прочность существенно (в сотни раз) меньше прочности затвердевшего мазута и он сравнительно легко разрушается под воздействием струи горячей воды. Предварительная пропарка цистерны не требуется и в этом случае.

Источники информации

1. Л. А. Шадур и др. Вагоны (учебник для вузов ж.д. транспорта под ред. Л.А. Шадура), М., Транспорт, 1980 г., с.339-379.

2. В.К. Губенко и др. Цистерны (устройство, эксплуатация, ремонт): Справочное пособие. М., Транспорт, 1990 г., 151 с.