Понтон

 

Изобретение относится к устройствам для предотвращения потерь нефтепродуктов при их хранении в вертикальных цилиндрических резервуарах. Понтон содержит ковер из отдельных секторов с наполнителем и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана с узлом его крепления к ковру, включающим дугообразные пластины. При этом отдельные сектора, расположенные по периметру от центрального круга, состоят из отдельных сборных однотипных элементов-секторов и трапеций, выполненных из листового материала. Каждый однотипный элемент состоит из нижней части, имеющей объемную форму с отбортовкой наружу, и верхней части - плоской с отверстиями. Верхняя и нижняя часть при их соединении формируют замок сверху однотипного элемента. Однотипные элементы соединены между собой сверху по отбортовке с замком полками профиля в виде тавра. Каждая дугообразная пластина уплотняющего затвора имеет отбортовку снизу ковра по его радиусу и центру, расположена по торцу ковра, выполненного в виде трапеций с дугообразными основаниями, имеющими отбортовку вовнутрь, и соединена с ковром по своей отбортовке болтовым соединением. В результате повышается эффективность и надежность работы понтона. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к хранению в вертикальных цилиндрических резервуарах легковоспламеняющейся жидкости, например нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано для оснащения вертикальных цилиндрических стальных резервуаров со стационарной крышей с целью сокращения потерь легких фракций.

Известно устройство для сокращения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах, содержащее армированный гофрированный ковер из синтетического материала, эластичный уплотняющий затвор и узел крепления уплотняющего затвора к ковру, выполненный из последовательно соединенных между собой пластин и болтов. Недостатком этого устройства является то, что для каждого типоразмера резервуара, имеющего свой определенный радиус изгиба стенки, необходимо изготавливать и свой узел крепления уплотняющего затвора к ковру, выполненный из пластин с таким же радиусом изгиба. Кроме того, достичь идеальной формы цилиндрического резервуара на практике не представляется возможным, так как монтаж резервуаров ведут на месте их эксплуатации, и вертикальный шов, заваренный в монтажных условиях, ведет к изменению цилиндрической формы резервуара в целом, так и локальным изменениям шва. Отклонения достигают в радиусе 100 мм и более по всей высоте резервуара. Компенсировать такие отклонения при наличии жесткого борта можно только за счет увеличения ширины уплотняющего затвора, что, в свою очередь, ведет к ослаблению поджатия затвора к стенке резервуара, а значит и к нарушению герметичности соединения понтона и резервуара. Увеличение размеров уплотняющего затвора приведет к удорожанию понтона за счет перерасхода дорогостоящего эластичного пенополиуретана. См., например, описание к авторскому свидетельству 1757967, опубл. 30.08.92. Бюл. 32.

Известен взятый за прототип понтон, содержащий ковер из отдельных секторов с наполнителем и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана с узлом его крепления к ковру. Узел крепления образован размещенными по периметру сверху на периферийной части ковра дугообразными гибкими пластинами и средствами их крепления к ковру, каждое из которых выполнено в виде вертикального ребра жесткости с основанием и боковой стенкой, соединенного основанием с ковром, а боковой стенкой - дугообразной гибкой пластиной. См., например, описание к патенту RU 2053176, опубл. 27.01.96. Хотя данный понтон более унифицирован и повышены его герметизирующие свойства для резервуаров с формой, отличной от идеальной цилиндрической формы, он имеет некоторые недостатки. Так, например, диаметр ковра можно сократить примерно на 1/3 длины затвора, т.к. не имеет смысла защищать ковром то, что защищено затвором. Тем самым сокращается количество металла, в частности алюминия или его сплава, по периферийной части понтона между его торцем и основанием ребра жесткости, и повышается плавучесть понтона. При эксплуатации, да и при монтаже понтона дугообразные гибкие пластины, расположенные на вертикальных ребрах жесткости, не в состоянии обеспечить герметичность из-за наличия технологических щелей между дугообразными гибкими пластинами и поверхностью понтона. А смещение гибких пластин по описанию предполагает и смещение ребер жесткости, что не предусмотрено в системе крепления между основанием ребра жесткости и поверхностью понтона. Наличие не менее четырех болтов крепления снижает плавучесть понтона. Установка болтов головками вверх, а гайками вниз усложняет технический осмотр на наличие крепления как во время эксплуатации, так и при монтаже. Изготовление ковра понтона из отдельных секторов технологически трудоемко.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение плавучести и надежности понтона, повышение его эксплуатационных и технических характеристик, упрощение монтажа и технического обслуживания, снижение металлоемкости.

Ожидаемый технический результат заключается в повышении эффективности и надежности работы за счет увеличения плавучести понтона, достигаемой дополнительной герметизацией отдельных элементов, из которых собирается ковер, и его сектора за счет специального замка, которым соединяются верхние и нижние части отдельных элементов понтона. Изготовление замка исключает прямой контакт пенополиуретана (ППУ) с хранимым в резервуаре продуктом (бензином), проникновение бензина и насыщение им ППУ за счет неплотностей и щелей. Повышение эксплуатационных и технических характеристик достигается за счет увеличения срока службы понтона и уменьшения потерь хранимого продукта. Увеличение срока службы обусловлено применением металла (AL) для защиты ППУ, а уменьшение потерь достигнуто за счет эластичного затвора и конструкцией крепления его к ковру понтона. Техническое обслуживание и монтаж упрощены за счет применения отдельных однотипных элементов, составляющих понтон и самой конструкции понтона.

Это достигается тем, что понтон, содержащий ковер из отдельных секторов с наполнителем и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана с узлом его крепления к ковру, включающим дугообразные пластины, имеет отдельные сектора, расположенные по периметру центрального круга и которые состоят из отдельных сборных однотипных элементов, включающих сектора и трапеции, выполненные из листового материала, нижние части которых имеют объемную форму с отбортовкой наружу, а верхние части - плоские, имеющие отверстия, при их соединении формируют замок, внутри которых расположен наполнитель, при этом однотипные элементы соединены между собой сверху полками профиля в виде тавра по отбортовке с замком, а каждая дугообразная пластина уплотняющего затвора имеет отбортовку снизу ковра по его радиусу к центру, расположена по торцу ковра, выполненного в виде трапеций, основания которых имеют форму дуги по радиусу ковра с отбортовками вовнутрь, и соединена с ковром по своей отбортовке болтовым соединением. Каждая дугообразная пластина имеет полку, параллельную отбортовке, расстояние между которыми равно толщине ковра, а полка имеет укосы. Отбортовка дугообразных пластин выполнена дискретной. Понтон имеет сквозные круглого сечения отверстия с аналогичным затвором для направляющих. Понтон имеет 12 сборных секторов. Третья трапеция от центра к периферии разделена на две части, а пятая на три и т.д. Профили, соединяющие сектора по радиусу, выполнены целыми от диаметра центрального круга до торца ковра. Узел крепления выполнен с расположением гайки сверху понтона. Отдельные сборные однотипные элементы выполнены из листового алюминия марки АНЦ толщиной 0,8 мм, а наполнитель выполнен из пенополиуретанового наполнителя (ТУ 3689-023-03481263-01).

На фиг.1 изображено поперечное сечение понтона, размещенного внутри резервуара на монтажно-эксплуатационных опорах.

На фиг.2 изображен вид сверху на ковер понтона.

На фиг.3 изображено сечение А-А.

На фиг.4 изображено сечение Б-Б.

Понтон состоит из ковра 1 в виде круга и затвора 2, расположенного по всей длине окружности ковра. Ковер 1 состоит из круга 3 (см. фиг.2) и центральных секторов 4, трапеций 5 и трапеций 6, основания 7 которых выполнены по радиусу окружности ковра, имеющего определенный диаметр, зависящий от диаметра резервуара. Круг 3, центральные сектора 4, трапеции 5 и трапеции 6 выполнены из тонких, легких и жестких защитных листов металла, расположенных друг над другом и имеющих по периметру отбортовки 8, между которыми расположен наполнитель 9. Между собой круг 3 и центральные сектора 4, трапеции 5 и трапеции 6, а также аналогичные соседние справа и слева скреплены при помощи профилей 10, 11, 12 в виде тавра, который своими полками соединяет болтами 13 (см. фиг.3) эти соседние сектора и/или трапеции. Профили 10 в виде лучей, проходящих по радиусу, выполнены цельными от диаметра круга 3 до торца ковра и между двумя соседними радиусами образуют сектора (на фиг.2 их 12) из набора отдельных сборных однотипных элементов: центральных секторов 4, трапеций 5 и трапеций 6. На торце ковра 1 расположен затвор 2, который состоит из эластичного полиуретана 14 (см. фиг.4), дугообразных пластин 15 с отбортовкой 16 и полкой 17.

Изготовление отдельных элементов понтона и его монтаж осуществляется следующим образом. Круг 3, центральные сектора 4, трапеции 5 и трапеции 6 изготавливаются на листогибочной машине из листового алюминия марки АНЦ толщиной 0,8 мм. При этом их нижние части 18 (см. фиг.3) имеют объемную форму с отбортовками 8 по периметру наружу, а верхние части 19 имеют вначале плоскую форму, с размером, превышающим нижнюю часть 18 с отбортовкой на величину отбортовки по периметру. Затем верхний лист обхватывает в замок отбортовку нижней части 18. Через заливочные отверстия сверху (на фиг. не показано) круг 3, центральные сектора 4, трапеции 5 и трапеции 6 заполняют при помощи реакционно-заливочной машины пенополиуретаном марки А и Б, образуя легкий слой наполнителя 9 из пенополиуретанового наполнителя (ТУ 3689-023-03481263-01). Трапеции 6, основания 7 которых, выполнены по радиусу окружности ковра, могут иметь отбортовки по радиусу окружности ковра вовнутрь (см. фиг.4). Монтаж понтона осуществляется следующим образом. На монтажной опоре 20 (см. фиг.1) собирают ковер 1 из двенадцати секторов (см. фиг. 2), расположенных между радиусами, образованными профилями 10. При этом эти сектора составляются из центральных секторов 4, трапеций 5 и трапеций 6. Центр закрывается кругом 3. Чем больше диаметр резервуара, тем больше периферийных трапеций делятся по профилю 12. Таким образом, понтон имеет 12 сборных секторов, при этом третья трапеция от центра к периферии разделена на две части, а пятая на три и т.д. Плоские дугообразные пластины 15 вырубаются из листового алюминия марки АНЦ толщиной 2,0 мм и имеют отбортовку 16 и полку 17, расстояние между которыми равно толщине ковра понтона, с их помощью затвор крепится к торцу ковра понтона болтовым соединением. На место монтажа затвор 2 доставляется в виде отдельных готовых элементов, которые стыкуются друг с другом, до образования единого целого замкнутого кольца на торце ковра понтона. Эластичный полиуретан 14 в виде ленты трапециевидной формы сечения и длиной 2 метра отливается в специальных формах. Общая длина единого целого защитного кольца равна длине окружности ковра понтона плюс какой-то части. Эластичный полиуретан 14 приклеивается клеем между собой и к плоским дугообразным пластинам 15, образуя надежный затвор. Полки 17 могут иметь укосы 21. Но т.к. с установкой дугообразных пластин 15 на торец ковра понтона уменьшается плечо изгибающего усилия, то установка укосов 21 является необязательной. Отбортовка дугообразных может быть дискретной, т.е. иметь чередующиеся вырезы с целью облегчения затвора и чередующиеся плоскости для крепления затвора. Понтон имеет сквозные отверстия для направляющих стоек 22 резервуара, имеющие аналогичные затворы, но меньших размеров с окантовкой вырезанной части швеллером (на фиг. не показано). Направляющие стойки 22 позволяют осуществлять равномерный подъем и спуск понтона, исключая его закручивание и перекашивание.

После выполнения указанных работ понтон заземляется при помощи кабелей заземления в соответствии с чертежами.

Работа понтона - работа основана на действии закона Архимеда, за счет плавучести понтона, обусловленной выбором материала, из которого он изготовлен. Плотность пенополиуретана значительно меньше плотности нефтепродукта - бензина, в котором он находится. Для сравнения плотность бензинов ρ_б = 0,7÷0,8 г/см, а пенополиуретана г/см. На основании расчета определяется необходимая толщина Н (высота) понтона, которая и обеспечивает требуемый запас плавучести.

Понтон, свободно плавая на поверхности нефтепродукта, тем самым препятствует его испарению и снижает потери, ликвидируя подпонтонное пространство с парами нефтепродукта. Зазор между ковром и стенкой резервуара, оставленный для того, чтобы понтон плавал без заклинивания свободно, перекрывается эластичным пенополиуретановым затвором. Затвор препятствует выходу паров нефтепродукта в надпонтонное пространство. Понтон в резервуаре поднимается или опускается вместе с уровнем нефтепродукта в зависимости от производимой операции (прием - отпуск) по направляющим стойкам 22.

Конструкция понтонов разработана для довольно обширного количества резервуаров, т.е. на типоразмерный ряд: РВС - 100 ÷ РВС - 20000, которые имеют диаметры от 4730 мм до 45600 мм, вес понтона при этом зависит от диаметра резервуара и изменяется в пределах от 195 кг до 13600 кг.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить плавучесть и надежность понтона, повысить его эксплутационные и технические характеристики, упростить монтаж и техническое обслуживание, снизить металлоемкость.

Формула изобретения

1. Понтон, содержащий ковер из отдельных секторов с наполнителем и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана с узлом его крепления к ковру, включающим дугообразные пластины, отличающийся тем, что отдельные сектора, расположенные по периметру от центрального круга, состоят из отдельных сборных однотипных элементов, включающих сектора и трапеции, выполненные из листового материала и состоящие из нижней части, которая имеет объемную форму с отбортовкой наружу, и верхней части – плоской с отверстиями, при этом верхняя и нижняя части при их соединении формируют замок сверху однотипного элемента; внутри однотипных элементов расположен легкий наполнитель; однотипные элементы соединены между собой сверху по отбортовке с замком полками профиля в виде тавра; каждая дугообразная пластина уплотняющего затвора имеет отбортовку снизу ковра по его радиусу к центру, расположена по торцу ковра, выполненного в виде трапеций, основания которых имеют форму дуги по радиусу ковра с отбортовками вовнутрь, и соединена с ковром по своей отбортовке болтовым соединением.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что понтон имеет сквозные отверстия круглого сечения с аналогичным затвором для направляющих.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что понтон имеет 12 сборных секторов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что третья трапеция от центра к периферии разделена на две части, а пятая на три и т.д.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что профили, соединяющие сектора по радиусу, выполнены целыми от диаметра центрального круга до торца ковра.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что болтовое соединение понтона имеет гайку, расположенную сверху.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отдельные сборные однотипные элементы выполнены из листового алюминия марки АНЦ толщиной 0,8 мм.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наполнитель выполнен из пенополиуретанового наполнителя (ТУ 3689-023-03481263-01).

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая дугообразная пластина имеет полку, параллельную отбортовке, расстояние между которыми равно толщине ковра.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что полка имеет укосы.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что отбортовка дугообразных пластин выполнена дискретной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4