Цистерна для перевезення в’язких нафтопродуктів і ежектор для розігрівання в’язких нафтопродуктів у цистерні

1 Цистерна для перевезення в'язких нафтопродуктів, яка включає котел із заливною горловиною і зливним пристроєм, закріплений на котлі паропровід і приєднані до паропроводу розмивні пристрої, яка відрізняється тим, що як розмивні пристрої використані ежектори, встановлені в стінках котла таким чином, що їх соплові частини розміщені усередині котла, а хвостові частини - зовні, при цьому як мінімум один із ежекторів розміщений на обичайці й орієнтований у напрямі на зливний пристрій, а решта ежекторів розміщені на протилежних днищах у нижній частині котла на однаковій відстані відносно вертикальної поздов жньої площини симетрії цистерни 2 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що ежектори розміщені на відстані від нижньої точки твірної, що дорівнює 6-7% діаметра цистерни 3 Цистерна за пп 1,2, яка відрізняється тим, що ежектори в днищах котла розміщені на відстані 0,4-0,5 радіуса від вертикальної площини цистерни в плані 4 Ежектор для розігрівання в'язких нафтопродуктів у цистерні, який включає корпус, сопло Лаваля, конфузор і камеру змішування, який відрізняється тим, що ежектор оснащений клапаном, який складається із запірного елемента, штока, пружного елемента і допоміжного пружного елемента, при цьому пружний елемент у напруженому стані встановлений на корпусі з упором у виступ на штоці таким чином, щоб шток за допомогою запірного елемента закривав вхід в сопло Лаваля, а іншим кінцем шток сполучений з допоміжним пружним елементом 5 Ежектор за п 4, який відрізняється тим, що допоміжний пружний елемент виконаний у вигляді гнучкої мембрани 6 Ежектор за п 4, який відрізняється тим, що допоміжний пружний елемент виконаний у вигляді сильфона 7 Ежектор за п 4, який відрізняється тим, що допоміжний пружний елемент виконаний у вигляді пневматичної пари циліндр-поршень Винахід відноситься до транспорту, а саме до транспорту для перевезення рідкого високов'язкого палива, переважно мазуту, і може бути використаній в усіх галузях, де використовується рідке паливо з високою в'язкістю Широко відома стандартна цистерна з паровою оболонкою для перевезення нафтопродуктів, яка випускається ВАТ "Азовмаш" Цистерна містить котел, заливну горловину і зливний пристрій Котел виконаний з подвійною стінкою Повітряний зазор між зовнішньою і внутрішньою стінками передбачений для заповнення його теплоносієм для розігрівання вантажу, що міститься в цистерні. Недоліком такого пристрою є те що через низьку теплопровідність і велику в'язкість нафтопродуктів, особливо при зниженій температурі зовнішнього повітря злив їх із цистерни затягується на багато годин Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є залізнична цистерна для в'язких продуктів, яка включає котел із заливною горловиною і зливним пристроєм, закріплений на котлі паропровід і приєднані до паропроводу розмивні пристрої (див а с СРСР №995884 кл МКВ В65Д88/74) Розмивні пристрої (соплові насадки) встановлені на протилежних кінцях труби, розміщеної у верхній частині усередині котла Труба приєднана О CM 2104 до трубопроводу за допомогою поперечної труби, увареної в корпус котла Поперечна труба зовні закінчується розніманням для підключення до магістрального паропроводу КІНЦІ труби з сопловими насадками розташовані похило до днищ котла Для розвантаження цистерни в трубу подають пару і за допомогою соплових насадок діють парою на нафтопродукт, що знаходиться в цистерні Під ДІЄЮ енергії теплоносія нафтопродукт розігрівається, розмивається і витікає з цистерни через зливний пристрій Недоліком описаного пристрою є велика тривалість розвантаження палива, яка обумовлена тим, що розігрівання і розмивання маси, що загусла, забезпечується тільки в зоні ди соплових насадок Ще одним недоліком такого пристрою є значна обводненість нафтопродукту, що розвантажується, обумовлена великою витратою теплоносія впродовж тривалого часу розвантаження В основу винаходу, що пропонується, поставлено завдання розробити цистерну для перевезення в'язких нафтопродуктів, в якій завдяки розміщенню на днищах і обичайці котла ежекторів, приєднаних до паропроводу, забезпечити ефективне розігрівання нафтопродукту, що розвантажується, за рахунок ініціювання колового руху розігрітих нафтопродуктів по контуру цистерни і тим самим скоротити тривалість розвантаження цистерни Поставлене завдання вирішується тим, що у ВІДОМІЙ цистерні для перевезення в'язких нафтопродуктів, яка включає котел із заливною горловиною і зливним пристроєм, закріплений на котлі паропровід і приєднані до паропроводу розмивні пристрої, згідно з пропозицією, що заявляється, як розмивні пристрої використані ежектори, установлені в стінках котла таким чином, що їх соплові частини розміщені усередині котла, а хвостові частини - зовні, при цьому як мінімум один з ежекторів розміщений на обичайці й орієнтований у напрямі на зливний пристрій, а решта ежекторів розміщені на протилежних днищах у нижній частині котла на однаковій відстані відносно вертикальної поздовжньої площини симетрії цистерни Ежектори розміщені на відстані від нижньої точки твірної, рівній 6-7% діаметра цистерни Ежектори в днищах котла розміщені на відстані 0,4-0,5 радіуса від вертикальної площини цистерни в плані Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є ежектор для розігрівання в'язких нафтопродуктів у цистерні, який включає корпус, сопло Лаваля, конфузор і камеру змішування (див пат України №48001 А, 7 В65Д88/74) На корпусі ежектора виконаний пристрій для приєднання паропроводу Перевагою ежектора в порівнянні з сопловою насадкою є те, що пара, проходячи через сопло Лаваля з надзвуковою швидкістю, захоплює в камеру змішування в'язкий нафтопродукт, що знаходиться поблизу конфузора В камері змішування теплова і кінетична енергія пари формує з в'язкого нафтопродукту, що ежектується, високошвидкісний потік високої енергії Недоліком такого ежектора є те, що занурений в нафтопродукт ежектор у неробочому стані відкритий для проникнення рідкої фази нафтопродукту з боку камери змішування в сопло і навіть у паропровід В основу винаходу, що пропонується, поставлено завдання розробити ежектор для розігрівання в'язких нафтопродуктів у цистерні, в якому завдяки розміщенню на вході в сопло Лаваля запірного елемента, сполученого за допомогою штока з пружним елементом, забезпечити постійну готовність ежектора до роботи і тим самим скоротити тривалість розвантаження цистерни Поставлене завдання вирішується тим, що відомий ежектор для розігрівання в'язких нафтопродуктів у цистерні, який включає корпус, сопло Лаваля, конфузор і камеру змішування, згідно з пропозицією, що заявляється, споряджений клапаном, який складається із запірного елемента, штока, пружного елемента і допоміжного пружного елемента, при цьому пружний елемент у напруженому стані встановлений на корпусі з упором у виступ на штоку таким чином, щоб шток за допомогою запірного елемента закривав вхід у сопло Лаваля, а іншим кінцем шток сполучений з допоміжним пружним елементом В ежекторі допоміжний пружний елемент може бути виконаний у вигляді гнучкої мембрани В ежекторі допоміжний пружний елемент може бути виконаний у вигляді сильфона В ежекторі допоміжний пружний елемент може бути виконаний у вигляді пневматичної пари циліндр-поршень Винаходи що пропонуються, зображені на кресленнях, де на Фіг 1 зображений розріз цистерни по А-А, на Фіг 2 - вигляд цистерни в плані - розріз по В-В, на Фіг 3 - схематичне креслення ежектора Цистерна що пропонується, складається із котла 1, заливної горловини 2 і зливного пристрою З На корпусі котла 1 в районі зливного пристрою З встановлений ежектор 4, орієнтований у напрямі на зливний пристрій 3 На одному з днищ котла 1 встановлений ежектор 5, на протилежному днищі ежектор 6 Усі ежектори встановлені на висоті 150200мм від нижньої точки твірної цистерни, що складав 6-7% діаметра цистерни Ежектори 5 і 6 встановлені в днищах котла назустріч один одному, орієнтовані паралельно поздовжній площині симетрії цистерни в плані і знаходяться на відстані від цієї площини на 0,4-0,5 радіуса цистерни Указана КІЛЬКІСТЬ ежекторів мінімальна і при реальному конструюванні може бути збільшена До ежекторів підведений паропровід 7, прокладений по ЗОВНІШНІЙ поверхні котла 1, із спільним колектором 8, який закінчується з'єднувальним елементом 9, наприклад патрубком з різзю, У транспортному положенні з'єднувальний елемент 9 закривається кришкою 10 Для установлення ежекторів у цистерну в стінках цистерни виконуються отвори, в які уварюються патрубки ВІДПОВІДНОГО ежекторам діаметра Зовні патрубки мають фланці На корпусі кожного ежектора є фланець 22, який з'єднується з фланцем на патрубку за допомогою болтових з єднань Зовнішня частина кожного ежектора в транспортному положенні закрита захисним кожухом 13 14 2103 Фіг. 8 Комп'ютерна верстка Н Кураєва Підписне Тираж 39 прим. Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119 01. 2104 На кресленнях не показано зважаючи на очевидність викладеного Ежектор, що пропонується (Фіг 3), складається з корпусу 11, сопла 12 Лаваля, конфузора 13, камери 14 змішування 3 входом сопла 12 Лаваля контактно сполучений запірний елемент 15, що притискується до сопла штоком 16, пружним елементом 17, встановленим у напруженому стані між виступом 18 на штоку 16 і упором 19, вгвинченим у корпус 11 Іншим кінцем шток 16 сполучений з допоміжним пружним елементом 20, який може бути виконаний у вигляді гнучкої мембрани, сильфона або пневматичної пари цилиндр-поршень У корпусі 11 уварений патрубок з розніманням 21 для підключення паропроводу 3 корпусом 11 жорстко сполучений фланець 22 для кріплення ежектора до цистерни Сопло 12 Лаваля з'єднано з корпусом 11 ежектора жорстко або на різі так, щоб тіло сопла в основному знаходилося у площині корпусу Конфузор 13 закріплюється на корпусі 11 ежектора або на наконечнику сопла 12 Запірний елемент 15 виконаний у вигляді металевої або пластмасової кульки і з'єднаний зі штоком 16 Як пружний елемент 17 використана пружина Як виступ 18 на штоку 16 може бути використаний штифт, приварена шайба та ін Допоміжний пружний елемент 20 кріпиться за допомогою болтового з'єднання до хвостової частини корпусу 11 ежектора, виконаної у вигляді фланца Працює винахід, що пропонується, таким чином Під час заливки цистерни нафтопродуктом, заливна горловина 2 відкрита, зливний пристрій З закритий Паропровід до цистерни не підключений, з'єднувальний елемент 9 закритий кришкою 10 У кожному ежекторі під дією пружного елемента 17 запірний елемент 15 щільно притиснутий до входу в сопло 12, перешкоджаючи проникненню нафтопродукту з котла 1 цистерни в корпус 11 ежектора і паропровід Під час зливу нафтопродукту з цистерни заливна горловина 2 і зливний пристрій 3 відкриваються Знімається кришка 10 і з'єднувальний елемент 9 за допомогою гнучкого з'єднання, що є приладдям станції зливу, приєднується до стаціонарного паропроводу Попередньо ва ежектори на цистерні приєднані до паропроводу 7 за допомогою рознімання 21 Пара, що надійшла до ежектора, нагріває тіло сопла 12, що виключає закривання сопла захололим нафтопродуктом Під тиском пари в ежекторі допоміжний пружний елемент 20 деформується, захоплюючи за собою шток 16 і запірний елемент 15, долаючи дію пружного елемента 17 У відкрите сопло 12 Лаваля надходить пара, яка ежектує нафтопродукт у конфузор 13 У камері змішування перегріта пара, що виходить із сопла 12 з надзвуковою швидкістю, своєю тепловою і кінетичною енергією формує з в'язкого нафтопродукту, що ежектується через конфузор 13, високошвидкісний потік розігрітого нафтопродукту з високою енергією Ежектор 4 розігріває і розріджує в'язкий нафтопродукт поблизу зливного пристрою 3, прискорюючи процес зливу Потоки нагрітого нафтопродукту з ежекторів 5 і 6, направлені паралельно стінкам цистерни, ІНІЦІЮЮТЬ циркуляцію нафтопродуктів у цистерни, тобто коловий рух продукту по контуру цистерни Залежно від умов роботи (температури зовнішнього повітря, характеристики нафтопродуктів та ін ) або від завдань, що стоять перед транспортниками, для прискорення процесу розвантаження за рахунок розігрівання в'язкого нафтопродукту, КІЛЬКІСТЬ установлених ежекторів може бути збільшена По мірі зливу нафтопродукту з цистерни і відслонення ежекторів, вони повинні бути вимкнені Після закінчення роботи по розвантаженню цистерни і виконання всіх необхідних планових робіт, пов'язаних з експлуатацією цистерни, зливний пристрій 3 закривається, паропровід від'єднується від з'єднувального елемента 9, ЗОВНІШНІ частини всіх ежекторів закриваються захисним кожухом Як видно з вищеописаного, відрізняльні ознаки, використані у винаходах, що заявляються, забезпечують одержання технічного результату надійну роботу ежекторів і ефективний розігрів палива в цистерні, які скорочують тривалість розвантаження цистерни Розріз no A-A • лв Фіг.1 2104 5 Рочрп но Б-Б 1/? Фи .2 W /Ш \ \ g Фіі.3 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписне Тираж 39 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності', вул Сім'ї Хохпових, 15, м Київ, 04119