ГАЗГОЛЬДЕР ИЗМЕНЯЕМОГО ОБЪЕМА Российский патент 1997 года по МПК F17B1/10 

Изобретение относится к устройствам для хранения газов, применяемым в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен газгольдер изменяемого объема, содержащий наружный и внутренний кожухи, колокол, установленный между кожухами, направляющие и трубу для подвода и отвода газа, причем внутренний кожух в своей верхней части повторяет конфигурацию верхней части колокола, а между наружным и внутренним кожухами залита жидкость (масло)
Недостатком известного газгольдера является его низкая эксплуатационная надежность из-за потери (выплескивания) масла из гидравлического затвора при резком увеличении подачи газа под колокол газгольдера. Это объясняется тем, что резкое увеличение подачи газа в газгольдер приводит к кратковременному увеличению в нем давления из-за запаздывания подъема колокола вследствие его инерционности. Дальнейшая эксплуатация газгольдера с уменьшенным количеством жидкости в затворе исключает возможность его заполнения до номинальной вместимости и приводит к потере газа в атмосферу при попытке его заполнения до номинального объема.

Известен газгольдер, содержащий корпус и колокол, на котором шарнирно закреплены штанги, центрирующиеся в направляющих втулках, закрепленных на корпусе и снабженные ограничителями подъема колокола, выполненными в виде фиксирующих втулок с пружинами.

В указанном газгольдере предусмотрены регулируемые ограничители подъема колокола в виде фиксирующих втулок с демпфирующими пружинами, позволяющие в случае уменьшения количества масла в гидравлическом затворе отрегулировать ход колокола на уменьшенную вместимость и за счет этого исключить потери газа в атмосферу при заполнении газгольдера. Недостатками известного газгольдера является его низкая эксплуатационная надежность, обусловленная потерей масла из гидравлического затвора в случае резкого увеличения подачи газа и сложностью регулировки ограничителей подъема колокола.

Известен газгольдер изменяемого объема, выбранный в качестве прототипа, содержащий кожух, колокол с балластным элементом, установленным своим центром масс в центре поверхности дна колокола, буферные элементы и (или) центральную трубу для направленного перемещения колокола.

Недостатком газгольдера прототипа является его низкая эксплуатационная надежность, из-за опасности выплескивания масла из гидравлического затвора при резком увеличении подачи газа под колокол, обуславливающая последующее уменьшение полезно используемого объема для размещения газа, а также опасность перекоса и заклинивания колокола из-за возникновения опрокидывающего момента при незначительном отклонении оси колокола от вертикали в связи с размещением балластного элемента поверх колокола.

Решаемая задача повышение эксплуатационной надежности газгольдера за счет уменьшения потерь масла из гидравлического затвора при резком увеличении подачи газа.

Для этого в газгольдере изменяемого объема, содержащем наружный и внутренний кожухи, установленный между кожухами, балластный элемент, жестко соединенный с колоколом, по оси которого размещен центр масс балластного элемента, трубу для подвода и отвода газа, балластный элемент установлен под колоколом, выполнен в виде сосуда с отверстиями в верхней части, соединяющими полости балластного элемента и колокола, и снабжен в нижней части гибким трубопроводом, соединяющим полость балластного элемента с полостью между кожухами.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый газгольдер отличается наличием новых элементов и связей, а именно: балластный элемент установлен под колоколом и выполнен в виде сосуда; в верхней части сосуда выполнены отверстия, соединяющие полости балластного элемента и колокола; сосуд снабжен в нижней части гибким трубопроводом, соединяющим полость балластного элемента с полостью между кожухами. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Сравнение с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники позволили выявить в заявляемом решении ряд отличительных признаков, проявляющих новые свойства, а именно: балластный элемент в виде сосуда используется в качестве емкости для размещения части объема масла из гидрозатвора, при этом масло выполняет функцию груза; размещение сосуда с маслом под колоколом при совмещении его центра масс с осью колокола повышает устойчивость и снижает вероятность перекоса и заклинивания колокола при его движении; соединение нижних частей сосуда и внутреннего кожуха гибким трубопроводом, а также наличие отверстий в верхней части сосуда, соединяющих полости балластного элемента и колокола, сохраняет подвижность колокола относительно кожухов, создает условия для перетекания масла из полости, образованной кожухами, в полость балластного элемента (и обратно) при перемещении колокола, причем, опасность выплескивания масла из гидравлического затвора в среднем и нижнем положении колокола существенно снижена по сравнению с прототипом. Следовательно, заявляемая совокупность отличительных признаков, проявляющая в заявляемом техническом решении свойство уменьшать потери жидкости из гидравлического затвора при резком увеличении подачи газа в газгольдер и, таким образом, увеличивать его эксплуатационную надежность, обеспечивает ему соответствие критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом.

Газгольдер содержит колокол 1, наружный кожух 2, внутренний кожух 3, балластный элемент 4, трубу 5 для подвода и отвода газа, гибкий трубопровод 6. Балластный элемент 4 жестко соединен с колоколом 1, например, с помощью сварки и изготовлен в виде сосуда. Сосуд установлен таким образом, что его центр масс находится на оси колокола 1. Верхняя часть сосуда соединена с пространством под колоколом 1 через отверстия 7, а нижняя часть с полостью между кожухами 2 и 3 посредством гибкого трубопровода 6. Между кожухами 2 и 3 залита жидкость 8, например масло.

Газгольдер работает следующим образом.

Подача газа, например гелия, в газгольдер осуществляется по трубопроводу 5 и сопровождается всплытием колокола 1. При этом уровень масла 8 в сосуде 4 и в пространстве между внутренним кожухом 5 и колоколом 1 устанавливается на одинаковой высоте, но ниже уровня масла 8 в пространстве между колоколом 1 и наружным кожухом 2. По мере подъема колокола 1 и связанного с ним сосуда 4 масло перетекает по трубопроводу 6 в пространство между кожухами 2 и 3, что и приводит к увеличению уровня масла в гидравлическом затворе. В крайнем верхнем положении колокола 1, соответствующем максимальному заполнению газгольдера газом, уровень масла 8 в гидравлическом затворе (между кожухами 2 и 3) максимален, а в сосуде 4 минимален. В крайнем нижнем положении колокола 1 (соответствует минимальной степени заполнения газгольдера газом) уровень масла 8 в гидравлическом затворе минимален, а в сосуде 4 максимален. В обычном эксплуатационном режиме колокол 1 находится в промежуточном положении. Резкое увеличение подачи гелия в газгольдер сопровождается кратковременным увеличением давления газа под колоколом 1, масло из сосуда 4 вытесняется по трубопроводу 6 в пространство между кожухами 2 и 3, а разность уровней масла в гидравлическом затворе увеличивается. При этом, даже в случае проникновения гелия в пространство между колоколом 1 и наружным кожухом 2 выплескивания масла из гидравлического затвора не происходит, так как его уровень существенно ниже верхней кромки кожуха 2.

Применение предлагаемого газгольдера позволяет повысить эксплуатационную надежность за счет уменьшения потерь масла из гидравлического затвора, а также за счет снижения вероятности его перекоса и заклинивания, приводящих к нарушению непрерывности подачи газа.

Таким образом, сравнение предложенного и известных решений отвечает критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости.

Использование: устройства для хранения газов, применяемые в химической, нефтехимической и других областях промышленности. Сущность: конструкция устройства позволяет повысить эксплуатационную надежность за счет уменьшения потерь масла из гидрозатвора. При подаче газа под колокол, сопровождающейся его всплытием, масло из полости балластного элемента, выполненного в виде сосуда, жестко соединенного с внутренней поверхностью колокола, перетекает по трубопроводу в полость между кожухами. При этом газ заполняет полость балластного элемента через отверстие. 1 ил.

Газгольдер изменяемого объема, содержащий наружный и внутренний кожухи, колокол, установленный между кожухами, балластный элемент, жестко соединенный с колоколом, по оси которого размещен центр масс балластного элемента, трубу для подвода и отвода газа, отличающийся тем, что балластный элемент установлен под колоколом, выполнен в виде сосуда с отверстиями в верхней части, соединяющими полости балластного элемента и колокола, и снабжен в нижней части гибким трубопроводом, соединяющим полость балластного элемента с полостью между кожухами.