УПЛОТНЯЮЩИЙ ЗАТВОР ДЛЯ ПОНТОНА РЕЗЕРВУАРА Российский патент 2024 года по МПК B65D88/46 

Изобретение относится к устройствам для сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при их хранении в вертикальных стальных резервуарах и может быть использовано для оснащения понтонов в качестве уплотнения и перекрытия зазора между стенкой резервуара и понтоном. Затвор должен быть работоспособным при изменении зазора во время эксплуатации с учетом горизонтальных перемещений понтона, вертикальных отклонений и допустимых изменений геометрии стенки резервуара.

Уплотняющий затвор понтона является конструкцией комбинированного типа и состоит из пластинчатых пружин, закрепленных на понтоне и прижимающих к стенке резервуара через каретку обтюрирующие сегменты с петлеобразным резинотехническим уплотнителем, и эластичной завесы, перекрывающей зазор между понтоном и стенкой резервуара.

В зависимости от форм и материалов изготовления известные уплотняющие затворы подразделяются на жесткие (механические), мягкие или комбинированные. Описание и схемы затворов жесткого и мягкого типов представлены в разделе 3.6 «Конструкции уплотняющих затворов», Том1 «Резервуары для нефти и нефтепродуктов» издание 2010 г. (https://search.rsl.ru/ru/record/01004717239).

Основными элементами затворов жесткого типа являются скользящие листы из нержавеющей или оцинкованной стали, рычажные подвесные и прижимные устройства, предназначенные для прижатия скользящих листов к стенке резервуара и поддержания их в определенном положении, мембраны из резинотканевого материала для перекрытия кольцевого зазора, погодозащитные козырьки для предохранения кольцевого пространства от попадания атмосферных осадков и скребки для зачистки стенки резервуара от остатков хранимого продукта. Существенными недостатками затворов жесткого типа являются: недостаточная прижатие скользящего листа к стенке резервуара и его износ, большая сила трения, низкая надежность, пожароопасность, трудоемкостьизготовления и монтажа, противокоррозионная защита деталей, примерзание уплотнения, большая масса и сложность конструкции. Данный тип затворов преимущественно устанавливается на плавающих крышах вертикальных стальных резервуаров.

Для установки на понтоны в основном используются затворы мягкого или комбинированного типа. Затворы мягкого типа, уплотняющие кольцевой зазор между понтоном и стенкой резервуара, изготавливают из упругого материала: пористого или листового резинотканевого, либо из эластичных оболочек с различными наполнителями: сжатый воздух, сыпучие материалы или пенополиуретан. Недостатками таких затворов являются: не обеспечение надежного уплотнения, так как материал стареет, теряет упругость и затвор повисает, оставляя открытым кольцевой зазор, ограниченное изменение ширины затвора, деформация и потеря упругости наполнителя от постоянного сжатия, износ, возможные проколы, истирание, а также химическое разъедание оболочки, высокая трудоемкость при монтаже и ремонте затвора.

Решением вышеуказанных недостатков стали затворы комбинированного типа как основные уплотнения для современных облегченных конструкций понтонов, характеризующиеся незначительной высотой борта и шириной кольцевого зазора, меньшим водоизмещением и изменением глубины погружения. Затворы в основном состоят из пластинчатых пружин, которые крепятся одним концом к понтону, а другим прижимают к стенке резервуара уплотнитель из эластичных резинотканевых материалов с опорными платанами. Сам зазор перекрывается завесой, закрепленной к опорным пластинам затвора и понтону. Такие затворы имеют малые габаритные размеры и незначительную силу трения о стенку резервуара. Узкие опорные пластины гарантируют, что уплотнитель будет хорошо соответствовать местным аномалиям стенки резервуара.

Примерами данного типа затвора являются: затвор к понтону резервуара патент RU 2163559 C1, опубликованный 27.02.2001; затвор к плавающему устройству резервуара патент RU 2191728 C1, опубликованный 27.10.2002; периферийное уплотнение (затвор), описанное на сайте https://tpkom.com/ ТяжПромКомплект.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является затвор к понтону резервуара для хранения жидкостей (№охранного документа 0002706827, дата охранного документа 21.11.2019 РИД №219. 017.Е68В 24.11.2019). Данный затвор содержит расположенные по периметру понтона пружины, уплотняющий элемент, прижимаемый этими пружинами к стенке резервуара, каждая пружина соединена с подвижным кронштейном, содержащим два подвижных ролика, и основание с закрепленным на нем уплотняющим элементом.

Недостатком данного затвора, принятого за прототип является вертикальное размещение пластинчатых пружин. Данное расположение и конфигурация пружины при превышении максимального проектного зазора и при непреодолимом препятствии на стенке не исключает ее прогиб, который может привести к остаточной деформации и поломке пружины, а неограниченный рабочий угол кронштейна не гарантирует прохождение всех препятствий и дефектов стенки резервуара с обязательным возвратом в исходное положение и контакта верхних металлических деталей и крепежа затвора с поверхностью стенки. Так же вертикальное крепление пружин при изменении зазора между понтоном и стенкой резервуара приводит к изменению габаритного размера по высоты затвора. При размещении затвора в верхней части борта понтона увеличивается расстояние от зеркала продукта до верхней точки затвора, что ограничивает максимальный уровень хранимого продукта, а при размещении крепления затвора в нижней части увеличивается нижняя точка размера погружения понтона, уменьшая минимальный уровень. В результате указанные размещения затвора значительно уменьшает полезный объем резервуара.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является создание уплотняющего затвора понтона комбинированного типа, имеющего повышенную надежность работы, а также позволяющего увеличить полезный объем резервуара по сравнению с прототипом. Это достигаетсягоризонтальным размещением пластинчатых пружин, которые парами крепятся по периметру кольцевого зазора к борту понтона. На свободных концах смежных пружин устанавливается каретка, состоящая из двух ползунов, постоянно контактирующих со стенкой резервуара, и двух горизонтальных направляющих осей с возможностью движения ползунов по этим осям в направлении друг к другу при уменьшении зазора и в направлении друг от друга при увеличении зазора между понтоном и стенкой резервуара. Геометрия пружины и ее габаритные размеры, а также длина горизонтальных направляющих осей каретки рассчитаны для обеспечения работоспособности пружины во всем диапазоне изменения зазора. Данная установка и работа пружин в горизонтальной плоскости предотвращает выворачивание затвора в вертикальном направлении. Фиксированное положение уплотнителя относительно стенки резервуара при разных зазорах и ползуны, выполняющие роль буфера между стенкой и металлическими деталями каретки, исключают контакт металлических деталей затвора с поверхностью стенки. Ползун полукруглой формы, выполненный из износостойкого материала, имеющий точечный контакт со стенкой, малую силу трения и узкий уплотнитель с за вальцованными по радиусу стенки уголками гарантирует свободное перемещение затвора через горизонтальные сварные швы и другие деформации стенки, тем самым предотвращая заклинивание затвора. Заявленная конструкция затвора в отличие от прототипа не меняет свой габаритный размер по высоте при изменении зазора между понтоном и стенкой резервуара. Предлагаемая конструкция уплотняющего затвора понтона резервуара позволяет повысить надежность затвора, обеспечивая безопасность эксплуатации резервуара с понтоном, и возможность максимально увеличить рабочую емкость резервуара.

На приведенных фигурах схематично изображен предлагаемый уплотняющий затвор для понтона резервуара.

Фиг. 1 - вертикальное сечение затвора. Фиг. 2 - затвор по виду А. Фиг. 3-вид затвора сверху при максимальном зазоре и Фиг. 4 - при минимальном зазоремежду понтоном и стенкой резервуара. Фиг. 5 - сечение ползуна в составе каретки. На фиг. 2, 3, 4, 5 не показан верхний узел с уплотнителем и завесой.

Затвор содержит пластинчатые пружины 1, работающие в горизонтальной плоскости. Пружины одним концом с определенным шагом жестко закреплены парами к борту понтона 7, при этом пара смежных пружин установлены разнонаправленно относительно друг друга для более равномерного усилия прижатия к стенке резервуара 8. На других подвижных концах двух смежных пружин крепятся каретка, состоящая из двух ползунов 2, к которым непосредственно крепятся пружины 1, и двух горизонтальных направляющих осей 3, по которым эти ползуны перемещаются при работе пружин. Сверху на каретке устанавливается обтюрирующий сегмент, выполненный из несущих уголков 4 и закрепленных между ними петлеобразного уплотнителя 5. Уплотнитель 5 выполнен из замкнутого по периметру кольца, состоящего из маслобензостойкой и электропроводящей прорезиненной ткани. Завеса 6, представляющая сплошное полотнище, закрепленное одним концом к уголку 4 уплотнителя, а противоположным концом к полке борта понтона 7, перекрывает зазор.

Предлагаемый уплотняющий затвор работает следующим образом.

Уплотнитель создает плотное кольцо, которое постоянно прижимается к стенке резервуара системой пружин и каретки из ползунов и направляющих осей. При движении понтона вверх/вниз и изменении зазора между понтоном и резервуаром уплотнитель и ползуны сохраняют контакт со стенкой резервуара за счет упругих сил пружин. Закрепленная завеса между уплотнителем и понтоном и прилегающий к стенке уплотнитель предотвращают выход паров хранимого продукта в надпонтонное пространство.

Изобретение относится к области хранения нефти и нефтепродуктов, в частности в вертикальных резервуарах, оснащенных понтонами. Уплотняющий затвор для понтона (7) резервуара (8) состоит из уплотнителя (5) в виде плотного кольца, постоянно прижимаемого к стенке резервуара (8) системой пружин, и перекрывающей зазор завесы (6). Пружины (1), расположенные парами разнонаправленно относительно друг друга и закрепленные одним концом жестко на борту понтона (8), работают в горизонтальной плоскости. На подвижных концах двух смежных пружин (1) крепится каретка, состоящая из двух ползунов (2) и двух горизонтальных осей (3). Ползуны (2) установлены с возможностью перемещения с малой силой трения по горизонтальным осям (3) в направлении друг от друга при увеличении и друг к другу - при уменьшении величины зазора между понтоном и стенкой резервуара. Уплотнитель (5) постоянно контактирует со стенкой резервуара по всему периметру резервуара при движении понтона. Изобретение повышает безопасность эксплуатации резервуара, увеличивает полезный объем резервуара и сокращает потери нефти/нефтепродуктов от испарения. 5 ил.

Уплотняющий затвор для понтона резервуара, состоящий из уплотнителя в виде плотного кольца, которое постоянно прижимается к стенке резервуара системой пружин с кареткой из ползунов и направляющих осей, и перекрывающей зазор завесы, отличающийся тем, что пружины, расположенные парами разнонаправленно относительно друг друга и закрепленные одним концом жестко на борту понтона, работают в горизонтальной плоскости, а на подвижных концах двух смежных пружин установлена каретка, состоящая из двух ползунов и двух горизонтальных осей с возможностью перемещения с малой силой трения ползунов по этим осям в направлении друг от друга при увеличении и друг к другу при уменьшении величины зазора между понтоном и стенкой резервуара.