Цистерна

 

Изобретение относится к устройствам для транспортирования жидкостей и может быть использовано на автотранспортных средствах заправки и транспортирования нефтепродуктов, когда перевозка происходит в условиях значительных нагрузок или резкого изменения скорости, а также требуется заполнение диэлектрическими жидкостями. Цель изобретения - сокращение времени налива диэлектрических жидкостей путем обеспечения возможности повышения объемных скоростей налива, исходя из условий электростатической искробезопасности. Новым является то, что расстояния между волнорезами, образующими секцию, в которой размещена труба налива, определяют по формуле L=(0,4-0,8)[L<SB POS="POST">ц</SB>:(N<SB POS="POST">в</SB>+1], где L - расстояние между волнорезами, м

L<SB POS="POST">ц</SB> - длина цистерны, м

N<SB POS="POST">в</SB> - количество волнорезов, при этом последняя расположена так, что ось выходного отверстия трубы совпадает с осью симметрии секции. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)5 /

P / 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1ЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4497490/31-13 (22) 24.10.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Государственный научно-исследователь ский институт химмотологии (72) H. E. Сыроедов, Ю. А. Музыченко, В. Г. Петухов, В. Г. Павлюков и Ю. С. Хохлачев (53) 621.642.2 (088.8) (56) Рыбаков К. В. и др. Заправка самолетов горючесмазочными материалами, H.

Транспорт, 1975, с. 41. (54) ЦИСТЕРНА (57) Изобретение относится к устройствам для транспортирования жидкостей и может быть использовано на автотранспортных средствах заправки и транспортирования нефтепродуктов, когда перевозка происхоИзобретение относится к устройствам для транспортирования жидкостей и может быть использовано на автотранспортных средствах заправки и транспортирования нефтепродуктов, когда перевозка происходит в условиях значительных механизческих нагрузок или резкого изменения скорости, а также требуется заполнение диэлектрическими жидкостями.

Цель изобретения — сокращение времени налива диэлектрических жидкостей путем обеспечения возможности повышения объемных скоростей налива, исходя из условий электростатической искробезопасности.

На фиг. 1.изображена цистерна, разрез; на фиг. 2 — условная модель секционной цистерны; на фиг. 3 — условная модель секции цистерны; на фиг. 4 — номограмма оценки эффективности устройства при положительной полярности зарядов топлива; на фиг. 5 — то же, при отрицательной полярности зарядов топлива.

2 дит в условиях значительных нагрузок или резкого изменения скорости, а также требуется заполнение диэлектрическими жидкостями. Цель изобретения — сокрагцение времени налива диэлектрических жидкостей путем обеспечения возможности повышения объемных скоростей налива исходя из условий электростатической искробезопасности.

Новым является то, что расстояния между волнорезами, образующими секцию, в которой размещена труба налива, определяют по формуле l= (0,4 — 0,8) (1 (и +1) ), где

1 — расстояние между волнорезами, м;

1 — длина цистерны, м; и. — количество волнорезов. При этом последняя расположена так, что ось выходного отверстия трубы совпадает с осью симметрии секции.

5 ил.

Цистерна (фиг. ) включает металлическую обечайку !, — îðëîâину 2, кольца жесткости 3 и 4, трубу для налива 5 и трубу выдачи горючего б, днища 7 и 8, волнорезы 9 и 10. Кольца жесткости 3 и 4 приварены внутри цистерны к обечайке 1, к кольцам жесткости крепятся волнорезы 9 и 10, каждый из которых может состоять из нескольких сборно-разборных перегородок с прорезями .11 или отверстиями 12. Размеры перегородок должны обеспечивать их проход через отверстие горловины 2. Волнорезы 9 и 10 после монтажа разделяют полости цистерны на ссюбщающиеся через прорези 11 и отверстия 12 секции А, В и С.

Труба налива 5 размещена в центре секции В таким образом, что ось выходного отверстия последней совмещена с вертикальной осью симметрии секции В.

Труба выдачи горючего 6 размещена в секции С над отстойником (не обозначен).

1= (0,4 — 0,8) В+2 где rp„—

d,—

45 получим

q =q П, и (2) Гп „ . Пм

16 (ch3Р d-1). Shg z. sin 1.+ у

1т м„ (F,ê Shp р сМ d + E„eh< р; Shp d

Р2 (Пу )2+(Пн )2.

P. с х*= —; х.

С!

" =с

В=b;

Цистерна эксплуатируется следующим образом.

При наполнении цистерны закрытым (нижним) способом наэлектризованное в фильтрах и трубопроводах топливо-наливного устройства (ТНУ) склада (не показано) топливо через трубу налива 5 поступает в центр секции В цистерны. Нижний срез наливной трубы размещен на расстоянии не более 200 мм от нижней части обечайки 1.

Это исключает дополнительную электризацию топлива за счет более плавного ввода топлива без интенсивного разбрызгиваия, Размещение оси трубы налива в цент ре секции В заявляемой цистерны является необходимым, так как уровень электростатических зарядов, поступающих из среза трубы, имеет максимальное значение, а по мере движения топлива к волноре. зам 3 и 4, а также к боковым стенкам

:обечайки 1 происходит «утечка» зарядов из объема топлива и их нейтрализация на внутренней поверхности нижней части обечайки

1, а затем на боковых стенках и волнорезах. Секция В цистерны объективно является «открытой» релаксационной емкостью, в которой происходит, в основном, релаксация зарядов и топливо со сниженным уровнем заряда поступает через прорези 11 и отверстия 12 волнорезов 9 и !О соответствен. но в секции А и С.

При неизменной объемной скорости налива в зависимости от удельной электропроводимости топлива в заполняемом заряженным топливом пространстве секции В цистерны накапливается определенный уровень

Q„- электростатических зарядов, создавая электростатическую нагрузку, которая может быть оценена напряженностью поля среды над поверхностью жидкости или потенциалом, который может быть определен по выражению а

d (1)

О абсолютное значение потенциала поверхности заряженной жидкости В; суммарный уровень зарядов топлива Кл/ 3 высота заполнения топливом секции цистерны, м; абсолютная диэлектрическая постоянная, равная 8,853 10 " Ф/м;

99272

П ри достижении потенциала топлива определенного значения в зависимости от температуры вспышки нефтепродукта может произойти электростатический разряд с энергией, поджигающей топливовоздушную смесь, в надтопливной полости цистерны. Например, допустимыми потенциалами поверхности нефтепродуктов четвертой группы являются при положительной полярности зарядов в топливе 54 кВ, при отрицательной полярности — 25 кВ.

Во всех известных способах борьбы с опасностью статической электризации диэлектрических жидкостей внимание обращалось на снижение уровня заряда в диэлектрических жидкостях р, заканчивающееся, >О как правило, ограничением скорости налива жидкостей в емкости, чтобы не допустить превышения опасных потенциалов поверхности нефтепродуктов. При этом влияние геометрических размеров емкостей в качестве фактора обеспечения электроискробез25 опасности не учитывалось.

В предложенном устройстве применительно к цистернам автотранспортных и топливозаправочных средств для нефтепродуктов обоснованы оптимальные размеры секции с наливной трубой

30 при которых в секции при допустимых потенциалах поверхности жидкости возможно

З5 увеличить объемные скорости налива без изменения технологической магистрали топливо-наливного пункта склада горючего.

Для доказательства оптимальности в устройстве расстояний между волнорезами (или

4р волнорезом и днищем) преобразуем выражение 1, введем условно обозначение геометрического параметра сР Ъ=— о

1, Ь, с — длина, ширина, высота секции цистерны прямоугольной формы (фиг. 2 и 3), м;

d — уровень (высота) заполнения секции топливом, м; р — высота надтопливного пространст ва, м;

1599272

5 б во — абсолютнаЯ диэлектрическаЯ посто- п. (ь. Ь„б — толщина (с учетом прочности

1 материала) обечайки, днища.

3. — диэлектрическая проницаемость волнореза, м; жидкости (для светлых нефтепродуктов— V — вместимость цистерны, м, 0) х У вЂ” текущие координаты поверхнос- 5 М вЂ” масса транспортируемого топти жидкости в отсеке (фиг. 3) при заполнелива, т; требования электростатической искробеза номограммах (фиг. 4 и 5) в правой опасности налива нижней части приведены расчетные зависи- р-.(к; ср-(25 кВ, (54 В; 25 кВ, мости допустимых значений суммарного уровня Q электростатических зарядов в топ- 1 где -, - — оп ст где <р ., (р- — допустимые значения потенливе от «геометрического параметра» П.. циала поверхности нефтеподуктов при полоств ю ри этом в расчетах опасной зоны, соответ- жительной и отрица отрицательнои полярности, кВ. т у щей опасному уровню электростатичес- Конструктивное выполн ких зарядов для секций с разными значеонструктивное выполнение элементов ниями геометрического .па амет а предложенного устройства позволяет создать р р, учтены 15 условия, позволяющее в процессе эксплуатадопустимые значения потенциала поверхности заряженного топлива 54 кВ для поло- простоя их под наливо ции цистерны не только уменьшить в емя

P жительной полярности ц 25 кВ ля от ности ц к для отрица- ния времени налива, но обеспечить электротельнои поля ности за я ов в т

p p д опливе. статическую искробезопасность функциониОптимизационная задача по определению рвания автоц тоцистерны и авотопливозап авпредела допустимых значений геометричес- 20 щиков. кого параметра П. в зависимости от геометрических размеров секций с трубой налива Ф ормула изобретения (1, Ь, с) решалась применительно к цистернам автотранспортных средств для заправх ки и транспортирования нефтепродуктов ис- Цистерна включа

ã5 ° a was o e aHKy c б одя из следующих условий: а возможнос- лови о" люча рловиной, два днища, вертикальные волнотеи монтажа цистерны на шасси автотран- резы, выполненные в ви е спортного средства п лненные в виде перфорированных перегородок и разделяющие полость цистерны на сообщающиеся между собой

7=L В H м — > Э секции, трубу налива, расположенную в одгде Ум — геомет ический объем з.

gp ной из секций, и т б в а ру у ыд чи горючего, ъем цистерны, м; отличающаяся тем, что, с целью сокращения

В, Н вЂ” лина времени налива диэлектрических жидкостей — длина, ширина и высота монтажной путем обеспечения возможности повышения зонына рамахбазовыхшасситран- объемных скоростей налива, исходя из сспортных средств, м; ловий электростатической искробезопаснос, исходя из успрочности конструкции цистерны @ ти, волнорезы се секции, в которой расположена груба налива, размещены на расстояпс — (щлв, с1торм, пв, пвн, Ьоб, 1гц, Мт, Гь=пс — 1 Нии определяемом по ф

) по формуле где п — количество секций цистерны, ед;

1= (0,4 — 0,8)

L п — количество волнорезов, ед; н. — скорость движения транспортного чо " средства, км/ч; пв — количество волнорезов, — кратность перегрузки при торможе- при этом труба налива размещена так, что нии (разгоне и т.п.); ось выходного отверстия трубы совмещена с вертикальной осью симметрии секции.

1Р 4 /У В 5

/ // .т/

1599272

15992?2

1599272

Составитель Г. Парчина

Редактор Н. Горват Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 3115 Тираж 524 Г1одписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г!роизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101