СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ ДВУМЯ НЕ СМЕШИВАЮЩИМИСЯ МЕЖДУ СОБОЙ ИНЕРТНЫМИ ЖИДКОСТЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B65C3/04 

Изобретение относится к способу заполнения контейнеров несмешивающимися жидкостями, а именно жидким белым фосфором и водой, а также касается устройства для осуществления данного способа.

Учитывая большую реактивность белого фосфора, с ним необходимо очень осторожно обращаться, так как быстро окисляясь он самопроизвольно воспламеняется на воздухе. Поэтому для хранения на складе или перевозки его необходимо покрывать инертной жидкостью, например водой.

Чтобы наполнить металлические контейнеры жидким белым фосфором, обычно действуют следующим образом.

Первый контейнер полностью заполняется горячей водой (60^оС), а второй контейнер заполняется количеством горячей воды, равным количеству, необходимому для покрытия фосфора в первом контейнера.

На втулке первого контейнера устанавливается воронка, имеющая боковой патрубок, и второй контейнер соединяется с патрубком данной воронки прямоугольным трубопроводом.

Неподвижную трубу вводят в воронку. Труба соединена шлангом с клапаном резервуара с жидким фосфором. Клапан может открываться или закрываться оператором.

Оператор открывает клапан, и жидкий фосфор наполняет первый контейнер, вытесняя горячую воду из него во второй контейнер до тех пор, пока контейнер он не будет полностью заполнен горячей водой. Это фиксируется вторым оператором, который дает сигнал первому оператору закрыть клапан.

На этом этапе первый контейнер наполнен определенным количеством жидкого белого фосфора, покрытого количеством воды, равным количеству воды, находящейся во втором контейнере.

Чтобы произвести наполнение других контейнеров, третий контейнер наполняют количеством горячей воды, равным количеству воды для покрытия фосфора, на втулке второго контейнера, устанавливают воронку.

Второй контейнер соединяют с третьим контейнером и наполняют второй контейнер жидким фосфором.

Когда операция наполнения закончена, контейнеры оставляют для охлаждения в течение 24 ч при температуре окружающей среде, потом производят следующие операции:
Регулируют количество воды над застывшим белым фосфором так, чтобы сохранить над водой обязательное для безопасности воздушное пространство и вес брутто контейнеров. Эта регулировка осуществляется откачиванием сифоном излишков воды. Контейнеры устанавливаются по одному на взвешивающее устройство, а затем закрываются и транспортируются по одному автопогрузчиком к зоне складирования.

Однако этот способ имеет множество недостатков:
трудный контроль за уровнем воды во втором контейнере, что создает опасность переливания фосфора через край контейнера во время наполнения и, следовательно, опасность воспламенения и сгорания оператора В;
плохая синхронизация между двумя операторами, что приводит к указанному выше результату;
трудность перехода трубы, которая еще наполнена жидким белым фосфором, от одного контейнера к другому, связанная с опасностью выброса.

Отвинчивание и завинчивание воронки к каждому контейнеру, количество введенного фосфора, остающееся приблизительным, откачивание воды сифоном и переход трубы от одного контейнера к другому, связанный с опасностью разрыва шланга, все это операции, которые, кроме опасностей, которые они представляют, являются длинными и способными снизить производительность.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Для этого устанавливают контейнер для наполнения таким образом, чтобы по крайней мере одно из отверстий данного контейнера находилось под трубой наполнения; вводят эту трубу наполнения таким образом, чтобы ее конец был близок к днищу контейнера; подают определенное количество Q1 наименее плотной жидкости; подают количество Q2 наиболее плотной жидкости; промывают трубу наполнения определенным количеством Q3 наименее плотной жидкости; извлекают трубу наполнения.

Преимуществом изобретения является то, что труба наполнения может быть извлечена в два приема, сначала частично, благоприятствуя стеканию промывочной жидкости, а затем полностью.

Кроме того, контейнер для заполнения может быть установлен предварительно на взвешивающей установке.

Преимущество данного способа состоит в том, что операции все или частично осуществляются автоматически.

Этот способ применяется, в частности, когда наиболее плотная жидкость является окисляющейся, т. е. при взаимодействии с кислородом воздуха может расщепляться или самопроизвольно воспламеняться.

Он применяется в особенности для наполнения контейнеров жидким белым фосфором и водой.

Наполнение контейнера жидким белым фосфором и водой согласно изобретению состоит в осуществлении операций (см. фиг.1).

Операция А: располагают на взвешивающем устройстве контейнер таким образом, чтобы по крайней мере одно из отверстий этого контейнера для заполнения находилось под концом погружаемой трубы.

Операция В: опускают трубу до тех пор, пока ее конец не приблизится к днищу контейнера.

Расстояние (е) между днищем контейнера и концом погружаемой трубы должно составлять не более 3 см (преимущественно 0,5-2,5 см).

Операция С: подают определенное количество Q1 горячей воды.

Операция D: подают определенное количество Q2 жидкого белого фосфора.

Операция Е: промывают трубу наполнения определенным количеством Q3 горячей воды.

Операция F: извлекают трубу наполнения.

После этого наполненный контейнер транспортируется из зоны наполнения, где он будет закрыт, и потом отправлен в зону складирования.

Наполнение контейнера количеством Q2 жидкого белого фосфора может осуществляться с постоянной интенсивностью, но более предпочтительно, чтобы интенсивность поступления жидкого белого фосфора изменялась.

В начале и в конце наполнения интенсивность подачи Р1 слабая, равная по крайней мере 0,8 т/ч и преимущественно составляющая от 0,9 до 1,1 т/ч и в течение остального времени наполнения, более значительная интенсивность подачи Р2 по меньшей мере равна 8 т/ч (преимущественно от 9 до 11 т/ч).

Количества воды Q1 и Q3, соответственно введенные в С, а потом в Е (промывочная вода трубы), соответствует массе воды, необходимой для покрытия жидкого белого фосфора и рассчитаны таким образом, что над слоем воды находится воздушное пространство V.

Белый фосфор транспортируется при температуре выше его точки плавления и преимущественно при температуре между 55 и 65^оС.

Температура воды, используемой для наполнения и промывания трубы должна быть не менее 50^оС, более предпочтительно между 60 и 70^оС.

Этот способ может быть осуществлен с помощью устройства, представленного на фиг.2 и 3.

Устройство включает головку распределения 1, снабженную по крайней мере одной погружаемой трубой 2, расположенной строго вертикально, и по крайней мере тремя клапанами 3-5, по крайней мере два из которых 3 и 4 соединены трубопроводами 6 и 7 с соединениями 8 и 9, позволяющими подавать в данную головку распределения соответственно наиболее плотную жидкость и наименее плотную жидкость. По крайней мере один клапан 5 (так называемый клапан выхода) соединен с погружаемой трубой 2 и с клапанами 3 и 4 трубопроводом 10, который может иметь Y-образную форму.

Головка распределения, в случае необходимости закрепленная на домкрате 11, должна быть расположена в ячейке распределительного устройства 12, имеющей отверстия, открывающиеся и закрывающиеся автоматически створками 13 и 14, позволяющими осуществить вход и выход контейнера для наполнения. Этот контейнер находится на роликовом контейнере с механическим приводом 15.

Ячейка распределительного устройства 12 может быть оснащена взвешивающим устройством 16, на котором роликовый контейнер 15 и контейнер F находятся во время операций заполнения. Эта ячейка снабжена соединениями 17 и 18, которые соединены с внешними трубопроводами 19 и 20.

Соединения 8 и 9 головки распределения 1 должны быть соответственно соединены с соединениями 17 и 18 с помощью шлангов 21 и 22 такой длины, чтобы они могли позволить производить возвратно-поступательное движение головке распределения 1 в вертикальной плоскости.

Погружаемая труба 2 будет иметь длину, достаточную для того, чтобы позволить ввод жидкостей на возможно наименьшем расстоянии от днища контейнера для наполнения.

При заполнении контейнера F жидким белым фосфором и водой жидкий белый фосфор, поступающий со склада S, подается в головку распределения 1 с помощью трубопровода 19 и шланга 21. Расходомер 23, расположенный перед соединением 17, позволяет контролировать количество жидкого фосфора. Горячая вода подается в головку распределения 1 трубопроводом 20 и шлангом 22.

Водомер 24, расположенный перед соединением 18, позволяет контролировать количество поданной воды.

Операции наполнения горячей водой (операция С, фиг.1), наполнения жидким белым фосфором (операция D, фиг.1), промывание трубы горячей водой (операция Е, фиг. 1) и взвешивание количества горячей воды Q1 и Q3 и жидкого белого фосфора Q2 могут автоматически контролироваться двумя микропроцессорами, которые дублируются счетчиками.

Характеристики других устройств, используемых для осуществления предлагаемого способа таких как измерительные приборы (термометры, датчики положения, датчики перемещения) и приборы автоматики (следящие системы), известны специалистам и не являются объектом данного изобретения.

Ячейка распределительного устройства 12 может быть снабжена приспособлениями безопасности, не представленными на фиг.3 такими, как кювета; дымосос; разбрызгиватели воды; экстренное выключение.

Предлагаемый способ имеет множество преимуществ. Так, он ликвидирует почти полностью ручные операции, длинные и опасные и, следовательно, обеспечивает более безопасные условия труда и более эффективную защиту персонала.

Он позволяет добиться точного взвешивания жидкостей для наполнения контейнеров, а также значительно уменьшить длительность наполнения одного контейнера и, следовательно, повышает производительность.

П р и м е р. Контейнеры емкостью 215 л помещены на роликовые конвейеры с механическим приводом и подведены к ячейке распределительного устройства 12. Когда створка 14 автоматически открывается, роликовый конвейер и его контейнер F перемещаются и устанавливаются на взвешивающем устройстве 16, потом электронное устройство осуществляет поиск отверстия в контейнере, чтобы установить его точно под концом погружаемой трубы (операция А, фиг.1). Согласно заранее установленной программе происходит понижение головки распределителя 1, приводящее к тому, что конец погружаемой трубы находится на расстоянии 2 см от днища контейнера F, а затем открывание клапанов 4 и 5, что позволяет осуществить наполнение 12 л горячей воды (60^оС), закрывание клапана 4, потом открывание клапана 3 и подача 15; 300 и 15 кг жидкого белого фосфора при 60^оС согласно соответствующей интенсивности подачи:
0,9 т/ч (маленькая подача)
9,0 т/ч (большая подача)
0,9 т/ч (маленькая подача) закрывание клапана 3 и открывание клапана 4, подача 2 л горячей воды для осуществления промывания погружаемой трубы и трубопровода 10, закрывание клапанов 4 и 5 и частичное поднятие головки 1 для того, чтобы стекла промывочная жидкость, затем максимальное поднятие головки. Роликовый конвейер направляется к отверстию, где автоматически открывается створка 13, в то время как другой контейнер подается через отверстие со створкой 14.

Наполненный таким образом контейнер закрывается ручным способом, снабжается ярлыком, потом автоматически направляется к месту складирования.

Обусловленный вес фосфора равен 330 кг и для наполнения им контейнера требуется 10 мин.

Чтобы загрузить в контейнер емкость 215 л 1 т жидкого белого фосфора требуется приблизительно 30 мин времени.

Для сравнения, при ручном методе требуется приблизительно 2 ч 30 мин, чтобы загрузить такое же количество фосфора в идентичные контейнеры.

Использование: при заполнении контейнеров несмешивающимися жидкостями, например белым фосфором и водой. Сущность изобретения: наполнительный трубопровод опускают до расположения его выходного конца вблизи дна контейнера, затем наполняют контейнер поочередно жидкостью с меньшей и большей плотностью, при этом наполнение жидкостью с меньшей плотностью осуществляют в два этапа, и второй этап проводят после наполнения жидкостью большей плотностью. Для промывки наполнительного трубопровода жидкий белый фосфор подается в головку распределения 1 с помощью трубопровода 19 и шланга 21. Расходомер 23 контролирует количество напускаемого фосфора. Горячая вода подается в головку 1 трубопроводом 20 и шлангом 22. Водомер 24 контролирует расход воды. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ наполнения контейнеров двумя не смешивающимися между собой инертными жидкостями, заключающийся в том, что заполняемый контейнер устанавливают так, чтобы по меньшей мере одно отверстие находилось под наполнительным трубопроводом, опускают последний в контейнер с последующим поочередным наливом в контейнер жидкостей соответственно с меньшей и большей плотностями, отличающийся тем, что наполнительный трубопровод опускают до расположения его выходного конца вблизи дна контейнера, а наполнение жидкостью с меньшей плотностью осуществляют в два этапа, при этом второй этап проводят после наполнения жидкостью большей плотностью для промывки наполнительного трубопровода с последующим извлечением последнего из контейнера. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контейнер перед наполнением устанавливают на взвешивающем устройстве. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнительный трубопровод после повторного наполнения жидкостью с меньшей плотностью извлекают из контейнера сначала частично. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что жидкостью с наибольшей плотностью является окисляющаяся жидкость. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что окисляющейся жидкостью является белый фосфор. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между днищем контейнера и выходным концом наполнительного трубопровода не более 3 см, преимущественно 0,5 2,5 см. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что скорость наполнения контейнера белым фосфором меняется. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что скорость наполнения белым фосфором в начале и конце процесса не меньше 0,8 т/ч, преимущественно 0,9 - 1,1 т/ч, а в промежутке между ними скорость наполнения не меньше 8 т/ч, преимущественно 9 11 т/ч. 9. Устройство для наполнения контейнеров двумя не смешивающимися между собой инертными жидкостями, содержащее распределительную головку, имеющую по меньшей мере один наполнительный трубопровод, установленный вертикально, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере тремя клапанами, по меньшей мере два из которых соединены трубопроводами со штуцерами для подачи в распределительную головку жидкостей с меньшей и большей плотностями и по меньшей мере один из которых соединен с наполнительным трубопроводом и с клапанами, соединенными трубопроводами со штуцерами и средством для поочередного срабатывания клапанов. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено распределительным средством с соединительными муфтами для сообщения с трубопроводами подачи жидкостей с меньшей и большей плотностями и с клапанами, соединенными трубопроводами со штуцерами, при этом распределительная головка расположена в распределительном средстве. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что распределительное средство снабжено взвешивающим механизмом. 12.Устройство по пп. 10 и 11, отличающееся тем, что оно снабжено винтовым домкратом, а распределительная головка крепится на последнем. 13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что оно снабжено весовым расходомером, расположенным перед соединительной муфтой для сообщения с трубопроводом подачи жидкости с меньшей плотностью.