Устройство очистки внутренней поверхности резервуара для хранения или перевозки нефтепродуктов

 

Изобретение относится к средствам очистки стенок емкостей от остатков нефтепродуктов и имеющихся при этом загрязнений. Устройство включает рукав для подвода моющей жидкости и/или пара, сообщенный с распылительной многосопельной головкой, средство изменения положения головки, на которой также установлены средства механической очистки внутренней поверхности резервуара. При этом распылительная многосопельная головка выполнена в виде двухсекционного корпуса, первая секция которого сообщена с рукавом для подвода моющей жидкости, а вторая установлена с возможностью вращения относительно предыдущей. С боковой поверхностью второй секции сообщены патрубки, на конце каждого из которых имеется перпендикулярно установленная к данному патрубку реактивная головка с распылительным соплом, причем все сопла выполнены с одинаковым направлением вектора момента силы между направлением соответствующего патрубка от второй секции и направлением силы реактивной струи исходящей из сопла жидкости и/или пара. Средства механической очистки внутренней поверхности резервуара выполнены в виде скребков, которые укреплены на нижней стороне патрубков и реактивных головках, упругими или подпружинены относительно последних. Свободный торец второй секции имеет заглушку, через которую пропущен отводной рукав, сообщенный со средством откачки жидкой фракции. Такое выполнение позволяет повысить качество очистки внутренней поверхности резервуара любой конфигурации при любом типе нефтепродукта без повреждения его внутренней поверхности. 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам очистки стенок емкостей от остатков нефтепродуктов и имеющихся при этом загрязнений.

При очистке резервуаров, в которых хранятся или перевозятся нефтепродукты, такие как нефть, дизельное топливо, бензин, мазут и различные нефтяные масла, существенной проблемой является удаление остатков этих нефтепродуктов, имеющих значительную вязкость и высокую адгезию между ними и внутренними стенками резервуаров, причем остатков, свойства которых во многом изменены вследствие обязательного наличия загрязнений этих нефтепродуктов, таких как механические загрязнения, вода, химические загрязнения и т.д. Удаляемые остатки и загрязнения зачастую могут вступать в химические реакции взаимодействия с очистными элементами, налипать на них, забивать подающие моющие средства сопла, что существенно затрудняет процесс очистки и может во много раз уменьшить эффективность этого процесса, существенно увеличить расход моющих средств и т.д. Поэтому, при разработке устройств очистки резервуаров эти негативные явления должны преодолеваться в первую очередь. Кроме того, необходимо учитывать, что загрязнения в резервуарах скапливаются неравномерно, так на днище резервуара слой загрязнений будет максимальным с постепенным уменьшением его толщины по мере увеличения высоты положения части стенок резервуара (например, при использовании резервуара цилиндрической или шарообразной формы), на которые он налипает. В верхней части резервуара также имеет место налипание вязкой части нефтепродуктов с загрязнениями и удаление их также требует определенных конструктивных особенностей. Таким образом, имеет место задача эффективного удаления загрязнений и остатков нефтепродуктов со всей внутренней поверхности резервуаров для их хранения и/или перевозки, таких как, например, железнодорожных и автомобильных цистерн, нефтехранилищных емкостей, соответствующих емкостей нефтеналивных судов и т. д.

Исходя из этого были отобраны технические решения, которые решают указанные поставленные задачи по очистке.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности резервуара, включающее камеру с электродами и средства их крепления, а также штуцер подачи воды (патент Российской Федерации N 2052295, опубл. 20.01.96). При подаче на электроды тока в жидкой среде происходит электроразряд, сопровождаемый электрогидроударом, который измельчает налипшие на внутренние стенки емкости загрязнения, после чего их удаление не представляет труда. Однако данное устройство непригодно для очистки емкостей с горючими остатками, т.к. имеется возможность взрыва паров нефтепродуктов.

Также известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, включающее систему режущих насадок, совмещенных со всасывающим рукавом (патент США N 4574825, опубл. 11.03.86). В данном случае удаление срезанных с внутренней поверхности резервуара загрязнений осуществляется посредством засасывания их по рукаву. Но при значительной вязкости нефтепродуктов такое устройство также малоэффективно.

Известно устройство для извлечения твердой массы из резервуара, включающее узел подачи текучей среды, сообщенный с источником подачи теплоносителя (патент Российской Федерации N 2067506, опубл. 10.10.96). В данном случае теплоноситель существенно уменьшает вязкость налипшей на внутренние стенки твердой массы и дает возможность достаточно просто извлекать разжиженную твердую массу из резервуара. Однако недостатком в данном случае является невозможность извлечения механических включений, налипших на внутренние стенки резервуара.

Несколько лучше такого рода очистка реализуется в устройстве, включающем две системы реактивных сопел, вращающихся под действием выходящих из них струй (патент Российской Федерации N 2021042, опубл. 15.10.94), однако и в данном случае твердые осадки не могут быть удалены.

Ближайшим аналогом изобретения является устройство очистки внутренней поверхности резервуара для хранения или перевозки нефтепродуктов, включающее рукав для подвода текучей среды, сообщенный с распылительной многосопельной головкой, и средство изменения положения головки, причем распылительная головка выполнена в виде двухсекционного корпуса, первая секция которого сообщена с рукавом для подвода текучей среды, а вторая установлена с возможностью вращения относительно предыдущей и имеет жестко сообщенные с ее боковой поверхностью патрубки с соплами (см. патент RU N 2030224, кл. B 08 B 9/08, 1995).

Однако эффективность данного устройства мала, причем она также обусловлена отсутствием принудительного удаления используемой жидкости, смешанной с отходами нефтепродуктов, и загрязнений.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности работы устройства, повышение качества очистки внутренней поверхности резервуара любой конфигурации при любом типе нефтепродукта без повреждения его внутренней поверхности.

Данный технический результат достигается за счет того, что устройство очистки внутренней поверхности резервуара для хранения или перевозки нефтепродуктов включает рукав для подвода моющей жидкости и/или пара, сообщенный с распылительной многосопельной головкой, и средство изменения положения головки, причем распылительная многосопельная головка выполнена в виде двухсекционного корпуса, первая секция которого сообщена с рукавом для подвода моющей жидкости, а вторая установлена с возможностью вращения относительно предыдущей и имеет жестко сообщенные с ее боковой поверхностью патрубки с соплами, многосопельная головка снабжена средствами механической очистки внутренней поверхности резервуара, а на конце каждого патрубка имеется перпендикулярно установленная к данному патрубку реактивная головка с распылительным соплом, причем все сопла выполнены с одинаковым направлением вектора момента силы между направлением соответствующего патрубка от второй секции и направлением силы реактивной струи исходящей из сопла жидкости и/или пара, а средства механической очистки внутренней поверхности резервуара выполнены в виде скребков, которые укреплены на нижней стороне патрубков и реактивных головках, выполнены упругими или подпружинены относительно последних, причем свободный торец второй секции имеет заглушку, через которую пропущен отводной рукав, сообщенный со средством откачки жидкой фракции.

Кроме того, отводной рукав может быть снабжен юбкой.

В частном случае юбка может быть снабжена средством откачки воздуха, а профиль нижней кромки юбки может быть выполнен волнистым или имеет вырезы, а в самой юбке могут быть выполнены отверстия.

Наряду с этим вторая секция может быть снабжена дополнительными патрубками с гидроструйными излучателями ультразвуковых волн с возможностью работы в режиме кавитации.

Причем средство откачки жидкой фракции целесообразно выполнять с возможностью управляемого изменения его производительности.

Кроме того, заглушка может быть снабжена опорами с возможностью регулирования их длины.

На фиг. 1 схематично представлено устройство очистки внутренней поверхности резервуара для хранения или перевозки нефтепродуктов, на фиг. 2 - разрез второй секции распылительной многосопельной головки.

Устройство очистки внутренней поверхности резервуара 1 для хранения и/или перевозки нефтепродуктов включает рукав 2 для подвода моющей жидкости и/или пара, сообщенный с распылительной многосопельной головкой 3, связанной со средством 4 изменения ее положения, на которой также установлены средства механической очистки внутренней поверхности резервуара 1, причем распылительная многосопельная головка 3 выполнена в виде двухсекционного корпуса, первая секция 5 которого сообщена с рукавом 2 для подвода моющей жидкости, а вторая 6 установлена с возможностью вращения относительно предыдущей и имеет жестко сообщенные с ее боковой поверхностью патрубки 7, на конце каждого из которых имеется перпендикулярно установленная к данному патрубку 7 реактивная головка 8 с распылительным соплом 9, причем все сопла 9 выполнены с одинаковым направлением вектора момента силы между направлением соответствующего патрубка 7 от второй секции 6 и направлением силы реактивной струи исходящей из сопла 9 жидкости, а средства механической очистки внутренней поверхности резервуара выполнены в виде скребков 10, которые укреплены на нижней стороне патрубков 7 и реактивных головках 8 выполнены упругими или подпружинены относительно последних, причем, свободный торец второй секции 6 имеет заглушку 11, через которую пропущен рукав 12, сообщенный со средством 13 откачки жидкой фракции. При этом, отводной рукав 12 может быть снабжен юбкой 14. Последняя может иметь средство 15 откачки воздуха. Профиль нижней кромки юбки 14 может быть выполнен волнистым или имеет вырезы, а в самой юбке 14 могут быть выполнены отверстия 16. Вторая секция 6 может быть снабжена дополнительными патрубками 17 с гидроструйными излучателями 18 ультразвуковых волн с возможностью работы в режиме кавитации. Средство 13 откачки жидкой фракции целесообразно выполнять с возможностью управляемого изменения его производительности. Заглушка 11 при этом может быть снабжена опорами 19 с возможностью регулированиях их длины.

Устройство очистки внутренней поверхности резервуара работает следующим образом.

В очищаемую емкость 1 через горловину помещают рукав 2 для подвода моющей жидкости и/или пара, в качестве которой может использоваться горячая вода, раствор, включающий поверхностно-активные вещества и т.д., причем состав раствора выбирают исходя из типа нефтепродукта и загрязнений, имеющихся в резервуаре, и саму распылительную головку 3, при этом установку ее исходного положения осуществляют средством 4, в качестве которого может использоваться, например, система управляемых телескопических стоек с возможностью изменения их длин и углового положения друг относительно друга и т. д. По рукаву 2 подают жидкость и/или пар, которые, проходя по рукаву 2 и первой секции 5 головки 3, попадают во вторую секцию 6 и далее поступают по патрубкам 7 в реактивные головки 8, после чего струи пара и/или жидкости выводятся через распылительные сопла 9. Наличие момента силы между направлением патрубка 7 и реакцией струи жидкости и/или пара из сопла 9 приводит во вращение вторую секцию 6 головки 3. При этом скребки 10, укрепленные на нижней стороне патрубков 7 и реактивных головках 8 контактируют с очищаемой поверхностью.

Таким образом, подаваемые по рукаву 2 жидкость и/или пар осуществляют смыв налипшего на внутренние стенки резервуара 1 нефтепродукта и одновременно перемещают патрубки 7, а совмещенные с ними скребки 10 осуществляют механическую очистку стенок резервуара 1. Выполнение скребков 10 упругими или подпружиненными относительно патрубков 7 и головок 8 предохраняет стенки резервуара от механических повреждений, скребки 10 практически копируют очищаемый профиль. Поскольку вторая секция 6 головки 3 имеет на свободном торце (т. е. том торце, который не связан с первой секцией 5) заглушку 11, через которую пропущен отводной рукав 12, то средства 13 откачки жидкой фракции производят откачку разжиженного нефтепродукта, смешанного с раздробленными загрязнениями, рукав 12 при этом целесообразно располагать внутри рукава 2.

Для повышения эффективности работы устройства отводной рукав 12 снабжают юбкой 14, поэтому при работе средства 13 создается эффект присасывания юбки к поверхности резервуара и откачивание жидкости производится эффективнее. При работе на потолочных частях резервуара 1 целесообразно снабжать юбку 14 средством 15 откачки воздуха, что упрощает фиксацию секции 6 на этих частях резервуара вследствие того же эффекта. Для улучшения подвода под юбку 14 откачиваемой жидкости целесообразно выполнять профиль ее нижней кромки волнистым или с вырезом и/или в самой юбке 14 делать отверстия 16. Также целесообразно изготавливать вторую секцию 6 с дополнительными патрубками 17 с гидроструйными излучателями 18 ультразвуковых волн с возможностью работы в режиме кавитации, поскольку при прохождении моющей жидкости через эти излучатели 18 возникают при кавитации локальные значительные перепады давления на границе образующихся пузырьков газа и такое воздействие на загрязнения и нефтепродукты позволяет улучшить очистку и получить более мелкодисперсную откачиваемую среду с меньшей вязкостью, что упрощает ее удаление.

Удаление откачиваемой жидкости также упрощается при выполнении средства 13 с возможностью управляемого изменения его производительности, т.е., как показали эксперименты, изменение величины откачиваемого потока жидкости дает возможность более эффективно производить ее засасывание в рукав 12 с дополнительной очисткой прилежащих поверхностей как устройства, так и резервуара 1. Наличие опор 19 на заглушке 11 позволяет производить, при необходимости, копирование профиля дна резервуара 1 на заданном уровне, что способствует полному исключению механических повреждений поверхности резервуара.

Применение предложенного устройства позволяет существенно повысить качество очистки внутренней поверхности резервуара любой конфигурации при любом типе нефтепродукта и виде загрязнений без повреждения его внутренней поверхности с низкими энергозатратами.

Формула изобретения

1. Устройство очистки внутренней поверхности резервуара для хранения или перевозки нефтепродуктов, включающее рукав для подвода моющей жидкости и/или пара, сообщенный с распылительной многосопельной головкой, и средство изменения положения головки, причем распылительная многосопельная головка выполнена в виде двухсекционного корпуса, первая секция которого сообщена с рукавом для подвода моющей жидкости и/или пара, а вторая установлена с возможностью вращения относительно предыдущей и имеет жестко сообщенные с ее боковой поверхностью патрубки с соплами, отличающееся тем, что многосопельная головка снабжена средствами механической очистки внутренней поверхности резервуара, а на конце каждого патрубка имеется перпендикулярно установленная к данному патрубку реактивная головка с распылительным соплом, причем все сопла выполнены с одинаковым направлением вектора момента силы между направлением соответствующего патрубка от второй секции и направлением силы реактивной струи исходящей из сопла жидкости и/или пара, а средства механической очистки внутренней поверхности резервуара выполнены в виде скребков, которые укреплены на нижней стороне патрубков и реактивных головках, выполнены упругими или подпружинены относительно последних, причем свободный торец второй секции имеет заглушку, через которую пропущен отводной рукав, сообщенный со средством откачки жидкой фракции.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отводной рукав снабжен юбкой.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что юбка снабжена средством откачки воздуха.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что профиль нижней кромки юбки выполнен волнистым или имеет вырезы.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в юбке выполнены отверстия.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая секция снабжена дополнительными патрубками с гидроструйными излучателями ультразвуковых волн с возможностью работы в режиме кавитации.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство откачки жидкой фракции выполнено с возможностью управляемого изменения его производительности.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заглушка снабжена опорами с возможностью регулирования их длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2