Плавающее покрытие для резервуара

 

Изобретение относится к резервуарам, в частности, оборудованным плавающими крышами. Плавающее покрытие содержит поплавки, балки крепления, хомуты и настил. Поплавки выполнены прямоугольной формы и соединены в промежутках между собой балками по короткой стороне. Балки прикреплены к поплавкам с помощью хомутов. При этом хомуты в верхней части снабжены кронштейнами для крепления балок. Периферийные поплавки расположены горизонтально по длинной стороне, торцы поплавков швеллерного сечения обращены к внутренней стенке резервуара и образуют периферийный борт плавающего покрытия. Эксплуатация плавающего покрытия позволит повысить эффективность его работы путем уменьшения объема газового пространства под плавающим покрытием и несущую способность периферийной части плавающего покрытия. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области транспортировки и хранения жидкостей, например нефтепродуктов в резервуарах, оборудованных плавающими покрытиями.

Известно плавающее покрытие резервуара (см. авт.свид. СССР 1778040, МКИ B 65 D 88/34, 1992, БИ N 44), содержащее поплавковые опоры, соединенные между собой, которые выполнены полыми, в нижней части опоры которых установлены перегородки, а в верхней части резервуара размещено металлическое кольцо для крепления на нем площадок для обслуживания плавающей крыши.

Недостаток - невысокая несущая способность и низкая надежность плавающей крышки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является патент США N 3861555 от 21.01.75 г., включающий трубчатые поплавки, поддерживающие балки, настил из металла, хомуты, стойки, затвор центральной стойки и гибкое уплотнение стенки резервуара.

Недостаток - увеличенный объем газового пространства, недостаточная несущая способность периферийной части плавающего покрытия.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем уменьшения объема газового пространства под плавающим покрытием и повышение несущей способности периферийной части плавающего покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что поплавки выполнены в виде прямоугольной формы и соединены в промежутках между собой по короткой стороне, причем балки закреплены к поплавкам с помощью хомутов, при этом хомуты в верхней части снабжены кронштейнами для крепления балок. Периферийные поплавки расположены горизонтально по длинной стороне и торцы поплавков, обращенные к внутренней стенке резервуара, образуют периферийный борт плавающего покрытия.

На фиг. 1 изображен общий вид резервуара; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг. 3 - сечение В-В фиг.2; на фиг.4 - сечение Г-Г фиг.3; на фиг.5 - вид по Д на фиг.2; на фиг.6 - сечение Е-Е на фиг.2.

Устройство включает плавающее покрытие резервуара 1 и содержит ряды прямоугольных поплавков 2, соединенных стойками 3 и поддерживающими балками 4, которые крепятся хомутами 5 с кронштейнами 6, периферийные поплавки 7 с бортом 8, настил из металлических листов 9 с прижимными балками 10, концевой кронштейн 11 для крепления балок 4 к борту 8 плавающего покрытия, гибкий уплотняющий затвор 12 плавающего покрытия и затвор центральной стойки 13.

Устройство работает следующим образом.

Все названные выше элементы конструкции плавающего покрытия через люк-лаз в первом поясе резервуара заносятся вовнутрь резервуара 1 и производится их монтаж. Собранная конструкция плавающего покрытия покоится на стойках 3, расположенных как по периферийной, так и внутренней частях плавающего покрытия. Минимальная высота стоек позволяет вести монтаж плавающего покрытия и не соприкасается с приспособлениями резервуара расположенными под ним.

При поступлении продукта в резервуаре 1 происходит подъем плавающего покрытия за счет герметичных поплавков 2 и периферийных поплавков 7, между которыми установлены поддерживающие балки 4 на одном уровне с верхней точкой поплавков и закрепленных в кронштейнах 6 хомутов 5. Периферийные поплавки 7 образуют силовой плавающий борт 8, на который закрепляют настил 9 в периферийной части и затвор 12 плавающего покрытия. Концевые части поддерживающих балок 4 закреплены к борту 8 кронштейнами 11. Настил 9 на внутренней части плавающего покрытия крепится к поддерживающим балкам 4 с помощью прижимных балок 10.

При наличии в резервуаре 1 центральной стойки на плавающем покрытии монтируется затвор 13 центральной стойки.

Использование предлагаемого плавающего покрытия позволит увеличить несущую способность последнего в периферийной части и значительно уменьшить объем газового пространства между поверхностью продукта, находящегося в резервуаре, и настилом.

Выбор оптимальных размеров периферийного поплавка для увеличения несущей способности плавающего покрытия приведен на фиг. 7.

Суммарная длина периферийных поплавков составляет, как правило, от суммарной длины поплавков всего плавающего покрытия 25...30%, но т.к. плавающее покрытие представляет на 99% гибкую алюминиевую конструкцию, то периферийная часть его работает в наиболее сложных условиях. Она воспринимает вес установленного на плавающее покрытие затвора, а также нагрузку от сил трения затвора о стенку резервуара. Наиболее оптимальна конструкция с поплавками одинакового поперечного сечения, что обеспечивает технологичность сборки, уменьшает номенклатуру деталей и узлов плавающего покрытия.

Для резервуаров, в которых хранятся "светлые" нефтепродукты и ароматические углеводороды, как правило, применяются мягкие затворы, которые изготавливаются из вспененных материалов (вспененные полиэтилены и т.п.), имеющие малый вес, поэтому периферийная и внутренняя части плавающего покрытия оснащаются поплавками одинакового поперечного сечения. В резервуарах в которых хранится нефть и на стенках которых могут находиться отложения, на плавающем покрытии устанавливаются комбинированные затворы. Эти затворы содержат металлические пружины, завесу, уплотняющие элементы и имеют вес, в 8...15 раз превышающий вес мягких затворов. Для того, чтобы сохранить плавучесть периферийной части, необходимо увеличить площадь поперечного сечения поплавков. Если сечение поплавков круглое, то диаметр периферийных поплавков будет больше внутренних поплавков, а это усложняет конструкцию и монтаж плавающего покрытия (необходимо сохранить одинаковый уровень настила плавающего покрытия).

В предложенной конструкции поплавки выполнены прямоугольными. Внутренние поплавки по стороне b установлены вертикально, а периферийные - горизонтально, что позволяет балки для крепления настила монтировать на одном уровне, кроме того, изменяя в сечении периферийных поплавков только размер b, можно изменить их объем, а следовательно, и плавучесть периферийной части плавающего покрытия, монтируя на него комбинированный затвор.

Выведем зависимость размера b от веса затвора G₁.

Из условия равновесия периферийной части выталкивающая сила P равна: к·P = V_Σ·ρ_ж-F_тр, (I) где k - коэффициент запаса плавучести, k = 1,9 - 2,0; P = G₁ + G₂ + G₃ + G₄ + G₅ + G₆, где G₁ - вес затвора с крепежными деталями, G₂ - вес плавающего покрытия, G₃ - вес стоек опорных периферийных, G₄ - вес поплавков периферийных суммарный, G₅ - вес балок в периферийной части с крепежными деталями, G₆ - вес настила в периферийной части; V_Σ - суммарный объем периферийных поплавков; ρ_ж - плотность хранящейся в резервуаре жидкости; F_тр - сила трения уплотняющего элемента затвора о стенку резервуара.

Принимает, что силы трения для мягких и комбинированных затворов приблизительно равны: G₄ = 2·(a+b)δ·ρ_п·L, где a- ширина поплавка;
b - высота поплавка;
δ - толщина стенки поплавка;
ρ_п - плотность материала поплавка;
L - суммарная длина периферийных поплавков;
V_Σ = a·b·L,
из формулы (I)

раскрывая исходные данные, получаем


Обозначим сумму

к(G₁+П) = a·b·L·ρ_ж-2(a+b)δ·ρ_п·к·L;

е

Формула изобретения

1. Плавающее покрытие резервуара, содержащее поплавки, настил, балки крепления и хомуты, отличающееся тем, что поплавки выполнены прямоугольной формы и соединены в промежутках между собой балками по короткой стороне, причем балки прикреплены к поплавкам с помощью хомутов, при этом хомуты в верхней части снабжены кронштейнами для крепления балок.

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что периферийные поплавки расположены горизонтально по длинной стороне и торцы поплавков, обращенные к внутренней стенке резервуара, образуют периферийный борт плавающего покрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7