СТРУЙНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ СОСТАВА МОТОРНЫХ ТОПЛИВ В РЕЗЕРВУАРАХ Российский патент 2008 года по МПК B01F5/04 

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№ партииАнализы в РВС-400Анализы из в/цПлотность при 15°С (кг/м³)Фракционный состав, °СОктановое числоДНП(кПа)Плотность при 15°С (кг/м³)Фракционный состав, °СОктановое числоДНП (кПа)НК50%ККMMИМНК50%ККMMИМ1775,13511518483,39255774,53511518483,39255               2768,5351151838392,359,8770,2351151838392,359,8               3772,43611619583,892,559,8772,33611619683,892,559,8        773,53611619583,892,559,8        772,43611619583,892,559,8               47743611718983,792,561,2776,43611718983,792,561,2        774,43611718983,792,561,2               5775,735116183849354,4774,435116183849354,4        773,93511618383,792,254,4        775,93511618383,792,254,4        775,53511618383,792,254,4               6774,83611518684,593,255774,83611518684,593,255        775,73611518584,593,255

Продолжение таблицы 1№ партииАнализы в РВС-400Анализы из в/цПлотность при 15°С (кг/м³)Фракционный состав, °СОктановое числоДНП (кПа)Плотность при 15°С (кг/м³)Фракционный состав, °СОктановое числоДНП (кПа)НК50%ККMMИМНК50%ККMMИМ7774,23511919584,693,655,8774,73511919684,693,655,8               8772,83611819083,792,257,6772,73611819083,792,257,6               9776,53611719183,792,347,6774,13611819183,692,347,6        7753611819183,692,347,6        775,83611819183,692,347,6        774,83611819183,692,347,6               10778,73712018583,892,651,4778,73712018583,892,651,4               117773711919383,89249,6778,43711919383,69249,6        777,43711919383,69249,6               12776,13712019583,592,649,9777,83712019583,592,649,6               

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.

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.