Устройство для заполнения и опорожнения мобильной емкости
Изобретение относится к технике налива и слива жидкостей и может быть использовано для налива нефтепродуктов, сжиженных газов и других технических жидкостей в мобильные емкости, например железнодорожные и автомобильные цистерны. Устройство содержит трубопровод подачи продукта, образованный шарнирно соединенными звеньями горизонтального и вертикального перемещения наливного патрубка, и газоуравнительный трубопровод. Звенья горизонтального перемещения соединены между собой шарнирами с вертикальной осью. Звенья вертикального перемещения соединены между собой шарнирами с горизонтальной осью. Газоуравнительный трубопровод выполнен в виде звеньев горизонтального перемещения, соединенных с отводящим газ трубопроводом, а между собой - шарнирами с вертикальной осью, и звеньев вертикального перемещения. В трубопроводе подачи и газоуравнительном трубопроводе последнее звено горизонтального перемещения соединено с шарниром с вертикальной осью. Звенья вертикального перемещения соединены с последним звеном горизонтального перемещения и между собой шарнирами с горизонтальной осью. Конструкция позволяет увеличить диапазон горизонтального перемещения наливных патрубков и патрубка газоуравнительного трубопровода и обеспечить возможность изменения ориентации этих патрубков соответственно с расположением присоединительных фланцев запорной арматуры емкости. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике налива и слива жидкостей и может быть использовано для налива преимущественно жидких нефтепродуктов, сжиженных газов и других технических жидкостей в мобильные емкости, например железнодорожные и автомобильные цистерны.
Известно устройство для налива нефтепродуктов в цистерны, содержащее соединенную с подающим трубопроводом наливную телескопическую трубу и узел ее ориентации относительно горловины цистерны, выполненный в виде шарнирного трубопровода (а.с. СССР №885151, М. Кл.3 B67D 5/04).
Такое устройство имеет сложную конструкцию и большие диаметральные габариты наливной телескопической трубы, содержащей подвижные уплотнительные узлы, с высоким качеством поверхности элементов трубы. Наливная телескопическая труба не может отклоняться от вертикальной оси, что усложняет эксплуатацию устройства при наклонном расположении фланцев запорной арматуры емкости. Кроме того, не решена проблема отвода газа при заполнении цистерны и вытеснения нефтепродуктов при опорожнении цистерны.
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для заполнения и опорожнения мобильной емкости, например цистерны, содержащее трубопровод подачи жидкого продукта, образованный шарнирно соединенными звеньями горизонтального и вертикального перемещения наливного патрубка и газоуравнительный трубопровод, при этом звенья горизонтального перемещения имеют возможность соединения с подводящим трубопроводом и соединены между собой как минимум тремя шарнирами с вертикальной осью, а звенья вертикального перемещения соединены между собой шарнирами с горизонтальной осью (а.с. СССР №977383, М. Кл.3 B67D 5/04).
Такое устройство имеет более простую конструкцию механизмов горизонтального и вертикального перемещения наливного патрубка. Диаметральные габариты наливного патрубка меньше и он может отклоняться от вертикальной оси в направлении перемещения каретки. Наличие газоуравнительного трубопровода обеспечивает возможность отвода газа при заполнении цистерны и вытеснения нефтепродуктов при опорожнении цистерны.
Однако такое устройство содержит установленную с возможностью перемещения по горизонтальной направляющей каретку, что ограничивает свободу перемещения наливного патрубка в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном направлению перемещения каретки, и в промежуточных направлениях и, вследствие этого, его сложно использовать для налива жидкости в цистерны, требующие подсоединения к запорной арматуре. Кроме того, газоуравнительный трубопровод выполнен в виде гибкого шланга, что снижает надежность работы из-за его износа в местах перегиба. Эксплуатация такого устройства невозможна при использовании цистерн, оснащенных запорной арматурой с разной ориентацией присоединительных фланцев. Кроме того, при ориентации трубопроводов для их подсоединения к запорной арматуре цистерны необходимо отдельно перемещать звенья трубопровода подачи жидкого продукта и газоуравнительного трубопровода.
Задачей изобретения является повышение надежности и удобства эксплуатации устройства за счет увеличения диапазона горизонтального перемещения наливных патрубков трубопровода подачи жидкого продукта и патрубка газоуравнительного трубопровода и обеспечения возможности изменения ориентации этих патрубков соответственно расположению присоединительных фланцев запорной арматуры мобильной емкости.
Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для заполнения и опорожнения мобильной емкости, например цистерны, содержащего трубопровод подачи жидкого продукта, образованный шарнирно соединенными звеньями горизонтального и вертикального перемещения наливного патрубка и газоуравнительный трубопровод, при этом звенья горизонтального перемещения имеют возможность соединения с подводящим трубопроводом и соединены между собой как минимум тремя шарнирами с вертикальной осью, а звенья вертикального перемещения соединены и между собой шарнирами с горизонтальной осью.
Это усовершенствование заключается в том, что газоуравнительный трубопровод выполнен в виде звеньев горизонтального перемещения, имеющих возможность соединения с отводящим газ трубопроводом, и соединенных между собой как минимум тремя шарнирами с вертикальной осью, и звеньев вертикального перемещения, при этом в трубопроводе подачи жидкого продукта и газоуравнительном трубопроводе последнее звено горизонтального перемещения соединено с шарниром с вертикальной осью, а звенья вертикального перемещения соединены с последним звеном горизонтального перемещения и между собой шарнирами с горизонтальной осью.
Кроме того, оси шарниров с вертикальной осью газоуравнительного трубопровода могут быть соосны осям шарниров с вертикальной осью трубопровода подачи жидкого продукта.
Кроме того, устройство содержит несущий узел, выполненный в виде рычагов, соединенных шарнирами с вертикальными осями, соосными осям шарниров с вертикальными осями трубопровода подачи жидкого продукта и газоуравнительного трубопровода.
Кроме того, последнее звено горизонтального перемещения трубопровода подачи жидкого продукта может разветвляться как минимум на два трубопровода, каждый из которых шарниром с горизонтальной осью соединен со звеньями вертикального перемещения, связанными с наливным патрубком.
Выполнение газоуравнительного трубопровода в виде звеньев горизонтального перемещения, имеющих возможность соединения с отводящим газ трубопроводом и соединенных между собой как минимум тремя шарнирами с вертикальной осью, и звеньев вертикального перемещения позволяет повысить надежность работы и обеспечить необходимую степень свободы для перемещения звеньев газоуравнительного трубопровода.
Соединение в трубопроводе подачи жидкого продукта и в газоуравнительном трубопроводе последнего звена горизонтального перемещения с шарниром с вертикальной осью обеспечивает возможность поворота всех звеньев вертикального перемещения вокруг вертикальной оси, что необходимо для изменения ориентации наливных патрубков и патрубка газоуравнительного трубопровода относительно присоединительных фланцев запорной арматурой мобильной емкости.
Соединение звеньев вертикального перемещения с последним звеном горизонтального перемещения и между собой шарнирами с горизонтальной осью обеспечивает необходимую степень свободы для перемещения присоединяемых к фланцам запорной арматуры мобильной емкости наливного патрубка и патрубка газоуравнительного трубопровода.
Выполнение осей шарниров с вертикальной осью газоуравнительного трубопровода соосными осям шарниров с вертикальной осью трубопровода подачи жидкого продукта позволяет обеспечить одинаковую траекторию перемещения звеньев трубопроводов и таким образом повысить удобство эксплуатации устройства.
Снабжение устройства несущим узлом, выполненным в виде рычагов, соединенных шарнирами с вертикальными осями, соосными осям шарниров с вертикальными осями трубопровода подачи жидкого продукта и газоуравнительного трубопровода, повышает надежность и удобство эксплуатации устройства.
Выполнение последнего звена горизонтального перемещения трубопровода подачи жидкого продукта разветвляющимся как минимум на два трубопровода, каждый из которых шарниром с горизонтальной осью соединен со звеньями вертикального перемещения, связанными с наливным патрубком, позволяет повысить производительность налива за счет обеспечения возможности использования мобильной емкости с несколькими, например двумя, присоединительными фланцами запорной арматуры для жидкого продукта.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фиг.2(a-d) - варианты расположения фланцев запорной арматуры мобильной емкости.
Устройство для заполнения и опорожнения мобильной емкости, например цистерны 1, содержит трубопровод подачи жидкого продукта, образованный шарнирно соединенными звеньями 2, 3 и 4 горизонтального и звеньями 5 и 6 вертикального перемещения наливного патрубка 7, и газоуравнительный трубопровод. Звенья 2, 3 и 4 горизонтального перемещения соединены с подводящим трубопроводом 8 и между собой как минимум тремя шарнирами 9, 10 и 11 с вертикальной осью. Звенья 5 и 6 вертикального перемещения соединены между собой и наливным патрубком 7 шарнирами 12 и 13 с горизонтальной осью. Газоуравнительный трубопровод выполнен в виде звеньев 14, 15 и 16 горизонтального перемещения, соединенных с отводящим газ трубопроводом 17 и между собой как минимум тремя шарнирами 18, 19 и 20 с вертикальной осью, и звеньев 21 и 22 вертикального перемещения. Последнее звено 4 горизонтального перемещения трубопровода подачи жидкого продукта и последнее звено 16 горизонтального перемещения газоуравнительного трубопровода соединены соответственно с шарнирами 11 и 20 с вертикальной осью. Звенья вертикального перемещения 5 и 6 соединены с последним звеном 4 горизонтального перемещения шарниром 23 с горизонтальной осью. Звенья 21 и 22 вертикального перемещения газоуравнительного трубопровода соединены с последним звеном 16 горизонтального перемещения, а также между собой и с патрубком 24 шарнирами 25, 26 и 27 с горизонтальной осью. В приведенном варианте оси шарниров 18, 19 и 20 с вертикальной осью газоуравнительного трубопровода соосны осям шарниров 9, 10 и 11 трубопровода подачи жидкого продукта. Устройство содержит несущий узел, выполненный в виде присоединенных к неподвижному элементу 28 эстакады рычагов 29 и 30, соединенных с элементом 28 и между собой шарнирами 31, 32 с вертикальными осями, соосными осям шарниров 9 и 10 с вертикальными осями трубопровода подачи жидкого продукта и шарниров 18 и 19 газоуравнительного трубопровода. Последнее звено 4 горизонтального перемещения трубопровода подачи жидкого продукта разветвляется на два трубопровода 33 и 34, каждый из которых шарниром 23 с горизонтальной осью соединен со звеном 5 вертикального перемещения. Наливные патрубки 7 присоединяются к фланцам 35 и 36 запорной арматуры цистерны 1. Газоуравнительный трубопровод патрубком 24 соединяется с фланцем 37 запорной арматуры цистерны 1.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы звенья трубопровода подачи отведены из зоны нахождения цистерны 1 за счет возможности поворота звеньев 2, 3 и 4 горизонтального перемещения вокруг осей шарниров 9, 10 и 11. Также отведены из зоны нахождения цистерны 1 звенья газоуравнительного трубопровода за счет возможности поворота звеньев 14, 15 и 16 вокруг осей шарниров 18, 19 и 20. Цистерну 1 устанавливают в зону налива. Точная ориентация положения наливного патрубка 7 и патрубка 24 в горизонтальной плоскости осуществляется перемещением рычагов 29 и 30 несущего узла, вместе с которыми перемещаются звенья 2, 3 и 4 трубопровода подачи жидкого продукта и звенья 14, 15 и 16 газоуравнительного трубопровода. Вертикальное перемещение осуществляется поворотом звеньев 5 и 6 трубопровода подачи жидкого продукта и звеньев 21 и 22 газоуравнительного трубопровода. За счет возможности поворота относительно вертикальной оси звена 4 трубопровода подачи жидкого продукта и звена 16 газоуравнительного трубопровода обеспечивается установка наливных патрубков 7 и патрубка 24 соответственно расположению фланцев 35, 36 и 37 запорной арматуры цистерны 1. Подается жидкий продукт, который, проходя по трубопроводу, вытекает из наливных патрубков 7 в цистерну 1, а находящийся в цистерне газ удаляется через патрубок 24 по газоуравнительному трубопроводу. При опорожнении цистерны 1 газ под давлением по газоуравнительному трубопроводу через патрубок 24 подается в цистерну 1 и вытесняет по трубопроводу подачи жидкий продукт через патрубки 7 из цистерны 1. После заполнения или опорожнения цистерны 1 подача продукта прекращается, и наливные патрубки 7 и патрубок 24 отсоединяются от фланцев 35, 36 и 37 запорной арматуры и, поднимаясь в крайнее верхнее положение, отводятся из зоны налива.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность увеличения диапазона горизонтального перемещения патрубков и изменения ориентации наливных патрубков и патрубка газоуравнительного трубопровода, соединяемых с фланцами запорной арматуры мобильной емкости, независимо от их расположения. Кроме того, при использовании предлагаемого устройства происходит компенсация изменения положения фланцев запорной арматуры мобильной емкости, которая проседает на рессорах под действием веса в процессе заполнения.
1. Устройство для заполнения и опорожнения мобильной емкости, содержащее трубопровод подачи жидкого продукта, образованный шарнирно соединенными звеньями горизонтального и вертикального перемещения наливного патрубка, и газоуравнительный трубопровод, при этом звенья горизонтального перемещения имеют возможность соединения с подводящим трубопроводом и соединены между собой, как минимум, тремя шарнирами с вертикальной осью, а звенья вертикального перемещения соединены между собой шарнирами с горизонтальной осью, отличающееся тем, что газоуравнительный трубопровод выполнен в виде звеньев горизонтального перемещения, имеющих возможность соединения с отводящим газ трубопроводом и соединенных между собой, как минимум, тремя шарнирами с вертикальной осью, и звеньев вертикального перемещения, при этом в трубопроводе подачи жидкого продукта и газоуравнительном трубопроводе последнее звено горизонтального перемещения соединено с шарниром с вертикальной осью, а звенья вертикального перемещения соединены с последним звеном горизонтального перемещения и между собой шарнирами с горизонтальной осью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оси шарниров с вертикальной осью газоуравнительного трубопровода соосны осям шарниров с вертикальной осью трубопровода подачи жидкого продукта.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит несущий узел, выполненный в виде рычагов, соединенных шарнирами с вертикальными осями, соосными осям шарниров с вертикальными осями трубопровода подачи жидкого продукта и газоуравнительного трубопровода.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что последнее звено горизонтального перемещения трубопровода подачи жидкого продукта разветвляется, как минимум, на два трубопровода, каждый из которых шарниром с горизонтальной осью соединен со звеньями вертикального перемещения, связанными с наливным патрубком.
