Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах

Авторы патента:

Миняйло Валерий Васильевич (RU)

Кондрашов Сергей Николаевич (RU)

Баяндин Игорь Григорьевич (RU)

Никонов Александр Викторович (RU)

Пастухов Дмитрий Викторович (RU)

B01F5/04 - инжекторные смесители

Владельцы патента RU 2314151:

Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез" (RU)

Изобретение относится к устройствам для перемешивания моторных топлив в резервуарах и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах. Устройство содержит насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара. Эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра. Сопло выполнено с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкости 40-50 м/с. Эжектор установлен в горизонтальной плоскости на отдельной линии подачи топлива в резервуар под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара. Технический результат состоит в обеспечении стабильного качества моторных топлив в резервуарах без увеличения времени на их заполнение и паспортизацию, без дополнительных затрат электроэнергии на перемешивание и с полным обеспечением норм пожаровзрывобезопасности. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания моторных топлив в резервуарах и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах.

Уровень техники

Известно устройство для перемешивания жидкости в резервуарах, включающее эжектор с первичным щелевым соплом, расположенным по периметру наружной поверхности входного конфузора эжектора, причем ось первичного сопла эжектора расположена перпендикулярно оси эжектора, внутренняя поверхность входного конфузора эжектора вверх от сопла выполнена в виде криволинейной поверхности, а вниз за соплом - без скруглений (Авторское свидетельство СССР №965491, B01F 5/04, 1982 г.).

Недостатком известного устройства является необходимость рециркуляции жидкости в резервуаре для получения однородного продукта.

Известно струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидкостей в резервуарах, выбранное в качестве прототипа и включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый в нижней части резервуара, причем корпус смесителя соединен с диффузором при помощи планок, а на внутренней поверхности сопла выполнены выступы в виде радиальных колец с симплексами или в виде стержней цилиндрической формы с симплексами, смеситель прикреплен к корпусу резервуара под углом α=25-75° (патент РФ №2189852, B01F 5/04, 2001 г.).

Недостатком известного устройства является небольшая дальность действия струи из-за большого угла ее раскрытия на выходе из эжектора, что не позволяет его использовать для выравнивания состава топлив в резервуарах большого объема, например 5 тыс.м³, 10 тыс.м³ и 20 тыс.м³.

Сущность изобретения

Изобретение направлено на решение задачи обеспечения стабильного качества жидких моторных топлив (далее топливо) в товарных резервуарах большого объема 5-20 тыс.м³ и более. Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в выравнивании состава топлив по объему и высоте резервуаров. Данный технический результат достигается тем, что струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах включает в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара, причем эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания топливу вращательного движения, сопло с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкого топлива 40-50 м/с, и устанавливается на отдельной линии подачи топлива в резервуар в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара (с учетом максимального положения понтона). Выравнивание состава топлива по объему и высоте резервуаров большого объема 5-20 тыс.м³ происходит при заполнении резервуара за счет перемешивания компонентов в смесительной камере эжектора, турбулизации топлива в зоне расположения эжектора и перемешивания топлива в резервуаре закрученной по оси движения струей эжектора. Таким образом, такое выполнение соплового эжектора обеспечивает стабильное качество моторных топлив в резервуарах большого объема с полным обеспечением норм пожаровзрывобезопасности, без дополнительных затрат электроэнергии на перемешивание, без увеличения времени на их заполнение резервуара и его паспортизацию.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидких моторных топлив в резервуарах, включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ

Эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкому топливу вращательного движения, сопло с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкого моторного топлива 40-50 м/с, причем эжектор устанавливается на отдельной линии подачи топлива в резервуар в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара (с учетом максимального положения понтона).

На фиг.1 представлен общий вид струйного перемешивающего устройства; на фиг.2 представлена конструкция соплового эжектора; на фиг.3 показано расположение соплового эжектора в резервуаре.

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидких моторных топлив в резервуаре 5 содержит насос 1 с всасывающим 2 и напорным 3 трубопроводами, сопловой эжектор 4, который имеет цилиндрическую камеру смешения 6, на внутренней поверхности которой расположены спиральные ребра 7, сопло 8 и расположен на отдельной линии 9 подачи топлива в резервуар 5 через монтажный (смотровой) люк 10. Резервуар 5 оснащен понтоном 11.

Струйное перемешивающее устройство работает следующим образом. Насос 1 с всасывающим 2 и напорным 3 трубопроводами подает топливо в сопловой эжектор 4, установленный на выходе напорного трубопровода 3 в нижней части резервуара 5. Струя топлива, выходящая из сопла 8 со скоростью 40-50 м/с под напором 6-10 кгс/см², создаваемым насосом 1, дополнительно вовлекает в цилиндрическую камеру смешения 6 топливо из окружающего эжектор 4 объема резервуара 5. На внутренней поверхности камеры смешения 6 под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра 7 для придания жидкости по направлению движения вращательного движения, которое необходимо для обеспечения дальности действия струи. Для обеспечения максимальной скорости перемешивания камера смешения 6 имеет длину 1,2-1,5 от ее диаметра, а расстояние от сопла 8 до камеры смещения 6 составляет ¹/₂ диаметра сопла. Для выравнивания состава топлива по объему и высоте резервуара 5 эжектор 4 установлен на отдельной линии 9 подачи топлива в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка 10 и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара 5 (с учетом максимального положения понтона 11). Выравнивание состава топлива по объему и высоте резервуара 5 происходит при его заполнении за счет перемешивания компонентов в смесительной камере 6 эжектора 4, турбулизации топлива в зоне расположения эжектора 4 и перемешивания топлива в резервуаре 5 закрученной по оси движения струей. Время, необходимое для перемешивания моторных топлив (автомобильных бензинов, дизельного топлива), в резервуарах объемом 20 тыс.м³ составляет 7,5 ч, в резервуарах объемом 5 тыс.м³ - 3,4 ч. Для исключения повреждения понтона необходимо начинать перемешивание при заполнении не менее 0,5 объема резервуара.

Пример использования предлагаемого струйного перемешивающего устройства для выравнивания состава моторных топлив. Два насоса 6НДВб-360 с расходом 2×360 м³/ч и напором 6 кгс/см² подают компоненты автомобильного бензина Регуляр-92 ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4 в сопловой эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара PBC-400 объемом 5 тыс.м³ (внутренний диаметр по нижнему поясу - 22,79 м, высота цилиндрической части - 11,845 м, диаметр напорного трубопровода 350 мм). Струя топлива, выходящая из сопла со скоростью 46 м/с под напором 6 кгс/см², вовлекает в цилиндрическую камеру смешения топливо из окружающего эжектор объема резервуара. На внутренней поверхности камеры смешения под углом 45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкому топливу по направлению движения вращательного движения. Камера смешения имеет диаметр 200 мм, длину 300 мм (отношение длины к диаметру 1,5), сопло имеет диаметр 100 мм, расстояние от сопла до камеры смешения составляет 50 мм (¹/₂ диаметра сопла). Эжектор установлен на отдельной линии подачи топлива в резервуар диаметром 350 мм в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали 21,5°. Эжектор включается в работу по достижении уровня топлива в резервуаре, соответствующего 50% его рабочей высоты (разница между максимальным положением понтона и «мертвым» остатком). Время перемешивания моторного топлива, например бензина, в резервуаре PBC-400 объемом 5 тыс.м³ составляет 3,4 ч, время заполнения резервуара - 6,9 ч. Качество усреднения состава бензина Регуляр-92 оценивалось по расхождению контролируемых показателей в резервуаре PBC-400 и в вагон-цистернах (в/ц) после перекачки из резервуара (табл.1).

Из анализа табл.1 следует, что при использовании предлагаемого струйного перемешивающего устройства расхождения в качественных показателях приготовленной продукции (моторного топлива - бензина Регуляр-92) в PBC-400 и продукции, налитой в вагон-цистерны из этого резервуара, незначительны. Все пробы бензина Регуляр-92 соответствуют требованиям ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4.

Таким образом, пример иллюстрирует эффективность предлагаемого струйного перемешивающего устройства для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах большого объема, что позволяет обеспечить высокое качество выпускаемых топлив при низких затратах на переоборудование резервуаров. При этом обеспечивается стабильное качество моторных топлив в резервуарах без увеличения времени на их заполнение и паспортизацию, без дополнительных затрат электроэнергии на перемешивание и с полным обеспечением норм взрывопожаробезопасности.

Таблица 1 Показатели качества бензина Регуляр-92 ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4 в резервуаре РВС-400 (V=5 тыс.м³) и в вагон-цистернах, налитых из этого резервуара
№ партии	Анализы в РВС-400	Анализы из в/ц
№ партии	Плотность при 15°С (кг/м³)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП(кПа)	Плотность при 15°С (кг/м³)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)
НК	50%	КК	MM	ИМ	НК	50%	КК	MM	ИМ
1	775,1	35	115	184	83,3	92	55	774,5	35	115	184	83,3	92	55

2	768,5	35	115	183	83	92,3	59,8	770,2	35	115	183	83	92,3	59,8

3	772,4	36	116	195	83,8	92,5	59,8	772,3	36	116	196	83,8	92,5	59,8
								773,5	36	116	195	83,8	92,5	59,8
								772,4	36	116	195	83,8	92,5	59,8

4	774	36	117	189	83,7	92,5	61,2	776,4	36	117	189	83,7	92,5	61,2
								774,4	36	117	189	83,7	92,5	61,2

5	775,7	35	116	183	84	93	54,4	774,4	35	116	183	84	93	54,4
								773,9	35	116	183	83,7	92,2	54,4
								775,9	35	116	183	83,7	92,2	54,4
								775,5	35	116	183	83,7	92,2	54,4

6	774,8	36	115	186	84,5	93,2	55	774,8	36	115	186	84,5	93,2	55
								775,7	36	115	185	84,5	93,2	55

Продолжение таблицы 1
№ партии	Анализы в РВС-400	Анализы из в/ц
№ партии	Плотность при 15°С (кг/м³)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)	Плотность при 15°С (кг/м³)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)
НК	50%	КК	MM	ИМ	НК	50%	КК	MM	ИМ
7	774,2	35	119	195	84,6	93,6	55,8	774,7	35	119	196	84,6	93,6	55,8

8	772,8	36	118	190	83,7	92,2	57,6	772,7	36	118	190	83,7	92,2	57,6

9	776,5	36	117	191	83,7	92,3	47,6	774,1	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								775	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								775,8	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								774,8	36	118	191	83,6	92,3	47,6

10	778,7	37	120	185	83,8	92,6	51,4	778,7	37	120	185	83,8	92,6	51,4

11	777	37	119	193	83,8	92	49,6	778,4	37	119	193	83,6	92	49,6
								777,4	37	119	193	83,6	92	49,6

12	776,1	37	120	195	83,5	92,6	49,9	777,8	37	120	195	83,5	92,6	49,6

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах, включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара, отличающееся тем, что эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкости вращательного движения, сопло выполнено с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкости 40-50 м/с, причем эжектор установлен в горизонтальной плоскости на отдельной линии подачи топлива в резервуар под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара.

Изобретение относится к микробиологической и пищевой отраслям промышленности и, в частности, к аппаратам для проведения аэробного культивирования хлебопекарных дрожжей и иных одноклеточных микроорганизмов.

Способ смешивания текучих сред // 2247595

Изобретение относится к способу эффективного смешивания двух или более текучих средств, в частности, текучих сред в разных фазах. .

Устройство для получения пены // 2226123

Изобретение относится к технологии смешивания газов и жидкостей, а более конкретно к устройствам для получения твердеющей пены из композиции низкомолекулярных и высокомолекулярных веществ.

Способ и устройство для получения пены // 2219989

Универсальный смеситель // 2206378

Изобретение относится к массообмену смешиваемых компонентов и может быть использовано в микробиологической, медицинской, пищевой, химической и других областях промышленности в качестве аэрирующего устройства в ферментационных аппаратах различного назначения.

Устройство для перемешивания жидкостей в резервуарах // 2189852

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности, в частности для перемешивания жидкости в резервуарах.

Дозирующее устройство и способ смешивания непрерывно текущей основной жидкости с одной или более дозированно добавляемыми второстепенными жидкостями // 2181620

Испаритель-смеситель // 2158626

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической, лакокрасочной, медицинской и других отраслях промышленности, где требуется высокодисперсное смешивание жидкости с жидкостью, жидкости с газом, в частности испарение жидкой фазы, например -пиколина, и смешение с газовой смесью с последующей подачей на контактирование.

Устройство для сатурации жидкости // 2151635

Изобретение относится к технике насыщения жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности. .

Реактор для ввода газа в жидкость // 2139132

Изобретение относится к реактору для двухфазной или трехфазной системы. .

Трубный узел ввода циклогексаноноксима в перегруппированный продукт // 2317848

Изобретение относится к химической промышленности, а более конкретно к трубным узлам ввода циклогексаноноксима в перегруппированный продукт процесса получения капролактама

Способ циркуляционного перемешивания текучих жидких сред и установка для его осуществления (варианты) // 2336939

Изобретение относится к способам и устройствам для перемешивания текучих жидких сред таких, например, как спиртосодержащие смеси, топливные или масляные смеси, краски, фруктовые напитки и т.д., и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности

Способ обработки спиртосодержащих жидкостей и установка для его осуществления (варианты) // 2359024

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологии и устройствам для обработки спиртосодержащих жидкостей

Устройство шестеренко диспергирования газожидкостной смеси // 2377059

Изобретение относится к технике диспергирования газожидкостной смеси и может использоваться в различных областях техники

Устройство для пропитки полимерного расплава текучей средой, которая предусмотрена в качестве вспенивающего агента или присадки // 2385226

Изобретение относится к устройству для пропитки полимерного расплава текучей средой, которая предусмотрена в качестве вспенивающего агента или присадки, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения

Форсунка пароводяная эжектирующая // 2397803

Изобретение относится к устройствам для очистки загрязненного газового потока с помощью форсунки, распыляющей пароводяную смесь, и может использоваться на предприятиях, работа которых связана с загрязнением атмосферного воздуха

Гидроэжекторный смеситель // 2442686

Изобретение относится к устройствам для смешивания порошкообразного материала и жидкости затворения растворов и может использоваться в нефтегазодобывающей промышленности при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов, а также в других областях при смешивании разнофазных потоков

Способы и устройство для перемешивания сырья в реакторе // 2520440

Изобретение относится к системам газификации и может быть использовано в химических реакторах и системах трубопроводов для инжекции сырья. Инжекторная система подачи сырья содержит несколько кольцевых каналов 314, 316, 318, размещенных в концентрической конфигурации вокруг продольной оси, и несколько спиральных элементов 312, проходящих в тракт для прохода текучей среды. Спиральные элементы 312 выполняют с возможностью перемещения в осевом направлении в кольцевом канале. По меньшей мере один спиральный элемент 312 содержит несколько лопастей, установленных по винтовой траектории и отстоящих друг от друга. При этом один из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения первого кругового вращения потоку текучей среды, а другой из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения противоточного кругового вращения. Изобретение позволяет измельчить и перемешать сырье, увеличить время его пребывания в устройстве и повысить эффективность проведения процесса. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Теплогенерирующий струйный аппарат // 2526550

Изобретение относится к струйной технике, например к инжекторам, и способам инжекции для нагрева перекачиваемой и эжектирующей сред. Струйный аппарат повторного вскипания содержит два последовательно соединенных сопла, сконфигурированных для вскипания горячего жидкостного потока в первом сопле, торможения и уменьшения газовой фазы во втором сопле с последующим разгоном и повторным вскипанием во втором сопле. Повторное торможение и уменьшение газовой фазы возникает на выходе из второго сопла. Каждое торможение ведет к нагреванию жидкости путем уменьшения газовой фазы; таким образом, энергия подаваемой под давлением жидкости эффективно преобразуется в тепло посредством работы сопел. Сужающееся-расширяющееся сопло для впрыскивания пара и камера смешения могут быть использованы для первого вскипания вместо первого сопла. Другое сопло может быть использовано для введения холодной жидкости на выходе из второго сопла для смешивания с горячим потоком до окончания повторного торможения. Технический результат состоит в повышении эффективности работы струйного аппарата. 4 н. и 15 з. п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для получения дезинфицирующего водного раствора // 2550199

Изобретение относится к области обеззараживания и консервации воды и предназначено для использования в установках для получения аэрозольно-газовой смеси, смешения образующейся аэрозольно-газовой смеси с водой с целью получения водных дезинфицирующих и консервирующих растворов. Устройство включает корпус эжектора, содержащего водяное сопло и камеру смешения, узел подвода воды в виде магистрального трубопровода с камерой смешения и регулируемыми вентилями, узел подвода в виде штуцера в эжектор газа. Камера смешения магистрального трубопровода снабжена калиброванной шайбой. Эжектор установлен после калиброванной шайбы под углом к магистральному трубопроводу. Соотношение диаметров водяного сопла эжектора D1, отверстия калиброванной шайбы D2 и магистрального трубопровода D3, а именно D1:D2:D3 равно 1:3:10. В корпусе эжектора водяное сопло и смесительная камера установлены относительно друг друга с возможностью регулирования положения. Внутренняя нижняя часть камеры смешения эжектора выполнена в виде винтообразной поверхности, а угол наклона эжектора к магистральному трубопроводу равен 50°. Технический результат изобретения - повышение качества дезинфицирующего водного раствора. 2 ил., 1 табл.