Плавающая крыша резервуара Российский патент 2023 года по МПК B65D88/34 

Изобретение относится к области резервуаростроения, в частности к конструкциям резервуаров с плавающими крышами для хранения лёгких нефтепродуктов.

Известна плавающая крыша, установленная в резервуаре на направляющих стойках и включающая кольцевой понтон с диафрагмой, снабженные опорными стойками, уплотняющий затвор и средства для удаления воды [Каравайченко М.Г. и др. Резервуары с плавающими крышами. – М.: Недра, 1992. – С.7-16].

Недостатком этой плавающей крыши является низкая эксплуатационная надёжность – слабая устойчивость при неравномерной снеговой нагрузке, приводящая к её крену и потоплению.

Известна так же плавающая крыша, установленная в резервуаре и включающая кольцевой понтон с диафрагмой, опорные стойки, уплотняющий затвор и средства удаления воды и установленными на ней вертикально дугообразными пластинами, направленными в разные (по и против часовой стрелки) направления [Авт. свид. № 1712264 (СССР) МКИ. В65D 88/34. Плавающая крыша резервуара / Р.З. Гадельшин, М.Г. Каравайченко, Л.А. Бабин и др. – Опубл.: Б.И.1992, №6].

Применение этих дугообразных пластин должно закручивать снеговетровой поток. Возникающие при этом эффекты мелких смерчей должно уменьшать оседание снежинок на понтон и, вследствие этого, выравнивать снеговой покров на крыше.

Недостатком данной конструкции плавающей крыши является низкая надёжность, обусловленная неравномерным распределением снега по поверхности крыши из-за того, что отдельные мелкие вихри, образованные на дугообразных вертикальных пластинах, мешают друг другу.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является плавающая крыша, установленная в резервуаре и, включающая кольцевой понтон с диафрагмой, опорные стойки, уплотняющий затвор и средства удаления воды и установленными на ней вертикально дугообразными пластинами, направленными в одну (по или против часовой стрелки) сторону [Патент №2137689 (РФ) МПК. В65D 88/34. Плавающая крыша резервуара / – Опубл: 20.09.1999].

Недостатком данной конструкции плавающей крыши является повышенная вероятность вращения под действием ветровой нагрузки и её заклинивание на направляющих стойках резервуара, снижая тем самым надёжность работы плавающей крыши.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надёжности плавающей крыши путём снижения вероятности вращения вокруг вертикальной оси.

Это достигается тем, что плавающая крыша резервуара для хранения лёгких нефтепродуктов, включающая кольцевой понтон с диафрагмой, снабженные опорными стойками и, установленными вертикально дугообразными пластинами, уплотняющий затвор и средства удаления воды отличающаяся тем, что опорные стойки периферийного ряда снабжены вертикально установленными пластинами – гидродинамическими тормозами, тормозящее усилие которых должна удовлетворять условию (1):

F_ж≥АF_в, (1)

где А=(R_вμ_в/R_жμ_ж),

F_ж – сила торможения повороту крыши находящихся в жидкой среде резервуара опорных стоек с вертикальными плавниками, Н;

F_в – горизонтальная сила воздушного потока, действующие на установленные сверху крыши вертикальные дугообразные пластины, Н;

R_в и R_ж – радиусы действия этих сил, соответственно, в воздушной и жидкой средах, м;

μ_в и μ_ж – вязкости соответственно, в воздушной и жидкой сред.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличает от известного то, что опорные стойки периферийного ряда снабжены вертикальными пластинами – гидродинамическими тормозами вращения крыши вокруг вертикальной оси. Таким образом, заявляемая плавающая крыша резервуара соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не обнаружено решения, обладающие сходными признаками. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

установка на периферийных опорных стойках вертикальных пластин таким образом, что выполняется условие тормозящего действия установленных на периферийных стойках вертикальных пластин превышает или равно вращающему действию (от набегающего ветрового потока), установленных на плавающей крыше дугообразных пластин

F_ж≥АF_в, (1)

способствует уменьшению возможности вращения плавающей крыши и, следовательно, снижению вероятности её заклинивания на направляющих стойка резервуара.

Учитывая, что F = PS (МПа), в первом приближении можно сказать, что площадь вертикальных пластин (S_ж), размещенных на периферийных опорных стойках, должна удовлетворять условию (2)

S_ж≥АS _в (2)

Установка вертикальных пластин на периферийных стойках плавающей крыши обусловлена необходимостью достижения их минимальной материалоёмкости. Уменьшение площади пластин S_ж менее АS_в, приведет к увеличению вероятности вращения плавающей крыши, что способствует снижению надёжности её работы.

На фиг. 1 показан резервуар с плавающей крышей, вертикальный разрез; на фиг. 2 – то же, вид сверху.

Плавающая крыша резервуара включает в себя кольцевой понтон 1 и центральную часть – диафрагму 2, с равномерно размещенными в их нижних частях опорными стойками 3. Сверху на плавающей крыше осесимметрично закреплены вертикальные дугообразные пластины 4. На опорных стойках 3 периферийного ряда закреплены вертикальные пластины 5. Плавающая крыша резервуара смонтирована в корпусе резервуара 6.

Плавающая крыша резервуара работает следующим образом.

Выпадение осадков в зимнее время обычно сопровождается ветром. При набегании снеговетрового потока на вертикальные пластины 4, которые выполнены в виде гладких дуг, происходит его закручивание вокруг вертикальной оси симметрии плавающей крыши. В образующемся смерче скорость потока по центру крыши резко снижается, что приводит к выпадению снега на диафрагму 2 у центра плавающей крыши. Под воздействием ветрового напора на вертикальные пластины 4 плавающая крыша стремится повернуться вокруг вертикальной оси резервуара 6. При этом, расположенные на периферийном ряду стоек 3 вертикальные пластины 5 оказывают сопротивление этому повороту, обеспечивая в плане заданное проектом положение плавающей крыши в резервуаре.

Таким образом, выполнение на периферийном ряду опорных стоек вертикальных пластин позволяет обеспечить, по сравнению с прототипом проектное (в плане) положение плавающей крыши и, следовательно, снизить возможность её заклинивания на направляющих стойках, а значит повысить эксплуатационную надёжность плавающей крыши. Это позволяет улучшить экологическую обстановку вокруг резервуарных парков и избежать потерь лёгких особо ценных фракций нефтепродуктов.

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и в частности к конструкциям вертикальных резервуаров, снабженных плавающими крышами. Плавающая крыша резервуара для хранения лёгких углеводородов включает в себя кольцевой понтон с диафрагмой, с равномерно размещенными в их нижних частях опорными стойками. Сверху на плавающей крыше осесимметрично закреплены вертикальные дугообразные пластины. опорные стойки периферийного ряда снабжены вертикально установленными плавниками – гидродинамическими тормозами, тормозящее усилие вращению которых равно или превышает раскручивающее действие ветровой нагрузки на вертикальные дугообразные пластины плавающей крыши. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надёжности плавающей крыши путём обеспечения проектного (в плане) положения плавающей крыши в резервуаре, за счёт снижения вероятности её вращения от действия ветрового потока. 2 ил.

Плавающая крыша резервуара для хранения лёгких нефтепродуктов, включающая кольцевой понтон с диафрагмой, снабженные равномерно расположенными опорными стойками и установленными вертикально дугообразными пластинами, уплотняющий затвор и средства удаления воды, отличающаяся тем, что с целью повышения эксплуатационной надёжности путём обеспечения проектного (в плане) положения плавающей крыши в резервуаре, за счёт снижения вероятности её вращения от действия ветрового потока, опорные стойки периферийного ряда снабжены вертикально установленными плавниками – гидродинамическими тормозами, тормозящее усилие которых должно удовлетворять условию (1):

F_ж≥АF_в, (1)

где А=(R_вμ_в/R_жμ_ж),

F_ж – сила торможения повороту крыши находящегося в жидкой среде резервуара опорных стоек с вертикальными плавниками, Н;

F_в – горизонтальная сила воздушного потока, действующая на установленные сверху крыши вертикальные дугообразные пластины, Н;

R_в и R_ж – радиусы действия этих сил соответственно в воздушной и жидкой средах, м;

μ_в и μ_ж – вязкости соответственно в воздушной и жидкой средах.