АВТОЦИСТЕРНА ДЛЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2024 года по МПК B65D90/32 

При поступлении продукта в отсеки автоцистерны под давлением, создаваемым электронасосом из отсеков вытесняется паровоздушная смесь через дыхательные устройства, которые должны обеспечивать свободный проход смеси в приемные трубопроводы установки налива для подачи на утилизацию. В случае некорректной работы дыхательных устройств возможно повышение давлений в загружаемых продуктовым насосом отсеках до 3-5 кг/см² при разрешенном не более 0,5 кг/см², что может нарушить целостность емкостей, а при сливе продукта из отсеков возможно возникновение вакуумметрического давления, которое также может изменить геометрию отсеков автоцистерны, особенно тех, которые производятся из алюминиевых сплавов.

Действующие экологические требования по выбросам легких углеводородов, а также требования пожарной безопасности при перевалке легких нефтепродуктов, запрещают эмиссию паров нефтепродуктов в окружающую среду. Поэтому возникает необходимость организовать загрузку и разгрузку автоцистерн легкими углеводородами (бензины, керосин, дизельные топлива) закрытым способом. Все пары нефтепродуктов, вытесняемые из отсеков автоцистерн и резервуаров хранения, не должны попадать в окружающую среду. При загрузке автоцистерн все вытесняемые из наполняемых отсеков пары должны возвращаться в резервуар или на установку утилизации.

Аналогично при сливе автоцистерны в резервуар все вытесняемые пары из резервуара должны возвращаться в отсеки автоцистерны или на установки утилизации. Для выполнения указанных требований автоцистерны должны быть оборудованы необходимыми устройствами, связанными в единую систему, обеспечивающую требования безопасной эксплуатации автоцистерн, в том числе обладать защитой от превышения допустимых давлений в отсеках при загрузке и разгрузке. Известно, что автоцистерны могут загружаться сверху через заливные люки, к которым герметично пристыковываются наконечники наливных рукавов установок налива. Наливные рукава установок верхнего налива укомплектованы рукавами отвода вытесняемых паров из наливаемых отсеков, один конец которых присоединен к крышке наконечника, а второй конец через огнепреградитель и обратный клапан присоединяется к системе утилизации наливного терминала. Крышки отсеков автоцистерн, как правило, оснащаются заливными люками с отверстием диаметром 300 мм, кромки и уплотнения которого обеспечивают герметичное соединение с крышкой наливного наконечника. Гидравлическое сопротивление паровоздушной магистрали с устройством утилизации паров не должно превышать значение избыточного давления дыхательных устройств загружаемых отсеков.

При загрузке автоцистерн снизу через донные клапана автоцистерна должна быть укомплектована необходимыми устройствами, обеспечивающими продвижение продукта от входного адаптера до внутренней полости загружаемого отсека, при этом необходимо иметь устройства больших и малых дыханий на каждом отсеке Фиг. 1, обеспечивающие проход вытесняемой продуктом паровоздушной смеси, не создающие повышенное избыточное давление в отсеке. Паровоздушная смесь при выходе из загружаемых отсеков должна через трубопровод, оснащенный переключающим клапаном Фиг. 5 и выходным адаптером Фиг. 2 поз. 8, перемещаться в присоединенный рукав поз. 9 установки налива для подачи ее в систему утилизации наливного терминала.

При сливе продукта из отсека автоцистерны через донный клапан и адаптер необходимо обеспечить подачу воздуха в сливаемый отсек из атмосферы или обеспечить возврат вытесняемой из принимаемой продукт цистерны, паровоздушной смеси в сливаемый отсек автоцистерны, во избежание эмиссии последней в окружающую среду путем закрытия клапана Фиг. 2 поз. 7 и Фиг. 5.

При транспортировании загруженной автоцистерны из-за изменения температуры окружающей среды в газовых пространствах отсеков вследствие теплового воздействия возникает повышенное избыточное или вакуумметрическое давление, которое необходимо сбросить при помощи дыхательных устройств малых дыханий Фиг. 1 поз. 1 и поз. 2.

При транспортировании пустой автоцистерны в отсеках находятся паровоздушная смесь с высокой пожароопасной концентрацией легких углеводородов. Отсеки, при транспортировании должны быть герметично закрыты от окружающей среды, во избежание продувки их свежим воздухом и уменьшения концентрации легких углеводородов, которая может достигнуть взрывоопасного значения, при величине концентрации легких углеводородов от 2 до 6% объемных. При случайных воздействиях на котел (аварии или статического электричества от персонала при открытии крышки люка) может возникнуть опасная ситуация - взрыв или пожар.

Для обеспечения безопасного выполнения действий автоцистерну предлагается оснастить рядом устройств, соединенных с пневмоуправляющим, логически организованным блоком управления с блокировкой недопустимых событий, вызванных действиями водителей, операторов Фиг. 3.

Предлагается каждый отсек автоцистерны оснастить дыхательным устройством с пневмоуправлением Фиг. 1, обеспечивающим большие (при наливе и сливе) поз. 1 дыхания, а также малые дыхания при избыточном и вакуумметрическом давлении, возникающим от воздействия на продукт температуры окружающей среды поз. 1 и поз. 2.

При подаче на входной канал избыточного давления воздуха Р от пневмосистемы автоцистерны Фиг. 1 поз. 3 при помощи блока управления Фиг. 1 поз.4 устройство дыхательное открывает свободный проход вытесняемой смеси, при этом после открытия собственного клапана больших дыханий оно через выходной клапан Фиг. 1 поз. 4 подает давление воздуха на следующее устройство Фиг. 2 поз. 11, которое выполняет такие же процедуры и конечное устройство подает сигнал давления Фиг. 2 поз. 12 на блок управления, который по данному сигналу разрешает открытие донных клапанов поз.13 загружаемых отсеков для поступления продукта, тем самым предотвращает возникновение повышенной величины давления в загружаемом отсеке (см. Фиг. 2).

Для обеспечения малых дыханий при транспортировании продукта и возникновения избыточного давления в отсеке предусмотрен клапан сброса величины избыточного давления Фиг. 1 поз. 2. В случаях аварий (опрокидывания или переворота автоцистерны) предусмотрено увеличение избыточного давления сброса за счет груза Фиг. 1 поз. 5, который усиливает действия пружины клапана. Для обеспечения малых дыханий от возникновения вакуумметрического давления в отсеке предусмотрен клапан сброса вакуумметрического давления Фиг. 1 поз. 1.

В случае возникновения загорания паров как внутри отсека, так и снаружи, предусмотрен огнепреградитель Фиг. 1 поз. 6 с нормируемым гидравлическим сопротивлением по воздуху, обеспечивающим требуемое время слива продукта из автоцистерны и преграждает проникновение пламени в отсек или из отсека.

Блок пневмоуправления Фиг. 3 поз. 14 состоит из нескольких клапанных секций.

Первая левая клапанная секция Фиг. 3 поз. 16 предназначена для подачи давления воздуха на дыхательные устройства. Последующие клапанные секции Фиг. 3 поз. 15, количество которых равно количеству продуктовых отсеков, предназначены для управления донными клапанами и ограничителями предельного уровня налива продукта в отсеке. Все клапанные секции соединены между собой и имеют общие (сквозные) каналы подачи давления от пневмосети автоцистерны Фиг. 3 поз. 17 и сигнальные каналы для приема давления от дыхательных устройств Фиг. 3 поз. 18. Первая (левая) клапанная секция включает в себя два пневмоклапана. Первый клапан расположен в дроссельной камере, активируется кнопкой поз. 19, которая перемещается путем вытягивания. Давление воздуха поступает в дроссельную камеру и в основной цилиндр клапана поз. 20, который перемещается в верхнее положение и открывает нижний затвор поз. 21 для подачи воздуха в дыхательные устройства для открытия клапана больших дыханий дыхательных устройств, при этом перекрывается верхний затвор и визуально сигнализирует о состоянии открытия клапана.

При кратковременном удержании вытянутой кнопки происходит перекрытие канала сброса давления воздуха из дроссельной камеры в атмосферу через зазор между осью кнопки и направляющей втулки. В дроссельной камере создается давление, которое воздействует на главный поршень, и затвор кнопки остается вместе с вытянутой кнопкой в открытом положении. При нажатии на вытянутую кнопку происходит сброс давления в дроссельной камере через зазор между осью и втулкой. Нижний затвор поз. 8 перекрывает дроссельное отверстие подачи давления из питающего пневмоканала.

Главный поршень под давлением пневмосети опускается в нижнее положение и перекрывает подачу давления воздуха на дыхательные устройства, при этом верхний затвор соединяет магистраль питания дыхательных устройств с атмосферой, происходит сброс давления в исполнительных цилиндрах дыхательных устройств и закрытие клапанов больших дыханий под действием пружин всех дыхательных устройств.

Клапанные секции управления донными клапанами функционируют также, только давление воздуха подают в исполнительные цилиндры донных клапанов Фиг. 3 поз. 20 при условии получения сигнала давления в сигнальной линии от последнего по цепи соединения дыхательного устройства.

При отсутствии давления в сигнальной линии в дроссельной камере клапанной секции при вытягивании кнопки управления не создается давления удержания кнопки и перемещения главного поршня нижнего затвора подачи воздуха в цилиндр донного клапана.

Давление из дроссельной камеры сбрасывается через обратный клапан Фиг. 3 поз. 22, установленный между дроссельной камерой и сигнальной линией. При отсутствии в ней давления воздуха открыть донный клапан для загрузки продукта в отсек невозможно. Таким образом, блокируется создание повышенного давления при загрузке продукта в отсек. Аналогично при сливе продукта при закрытых клапанах больших дыханий дыхательных устройств блокируется открытие донных клапанов на слив продукта и создание в отсеках пониженного давления, величина которого может оказаться достаточной для деформации оболочки отсека.

Каждая автоцистерна может иметь автономную систему предотвращения перелива продукта при наливе снизу, которая реализуется путем установки на крышке горловины отсека пневматического ограничителя налива Фиг. 4 и подключения его к клапанной секции блока управления соответствующего отсека.

Пневматический ограничитель налива имеет исполнительный цилиндр с подпружиненным поршнем Фиг. 4 поз. 24, выполняющим функцию затвора и дроссельного устройства за счет необходимого зазора между поршнем и цилиндром.

За поршнем оборудована камера Фиг. 4 поз. 25, которая через обратный клапан соединена с соплом поз. 26, которое закрывается клапаном, соединенным с подпружиненной мембраной поз. 27, усилие прижима клапана устанавливается путем регулирования пружины. Мембрана с корпусом образует камеру поз. 28, которая соединяется с кессонной трубкой поз. 29, конец которой погружается в наливаемый продукт при достижении соответствующего уровня.

При активировании клапанной секции управления донным клапаном Фиг. 3 поз. 15 с подключенным ограничителем уровня давление воздуха из дроссельной камеры Фиг. 3 поз. 23 подается на входной клапан ограничителя Фиг. 4 поз. 24 через зазор между поршнем и цилиндром, оно попадает в поршневую камеру Фиг. 4 поз. 25, перемещает поршень и блокирует сброс в атмосферу, одновременно через обратный клапан попадает в дроссельное отверстие Фиг. 4 поз. 26, которое перекрыто затвором с подпружиненной мембраной Фиг. 4 поз. 27.

При достижении уровнем продукта нижнего конца трубки и подъема его, в трубке создается избыточное давление, которое в мембранной камере воздействует на мембрану с большой площадью. Таким образом, создается усилие, достаточное для открытия клапана сопла, в котором удерживалось давление питания.

Происходит сброс давления в поршневой камере и поршень соединяет входной клапан с атмосферой. Соответственно сбрасывается давление в дроссельной камере соответствующей клапанной секции, и происходит перекрытие подачи давления в исполнительный цилиндр донного клапана и линия подачи соединяется с атмосферой. Затвор донного клапана под действием пружины закрывает подачу продукта.

Изобретение относится к устройствам для хранения и выдачи нефтепродуктов. Автоцистерна включает пневматический блок управления, дыхательные устройства с пневмоуправлением, донные клапаны с пневмоуправлением, пневматические ограничители уровня продукта в загружаемых отсеках с пневмоуправляемыми переключающими клапанами и выходной адаптер для подачи паров на утилизацию. Конструкция дыхательных устройств больших дыхательных клапанов выполнена с возможностью совмещения с конструкцией малых дыхательных клапанов, а блок пневмоуправления содержит порты для подключения ограничителей налива. Достигается безопасная эксплуатация автоцистерн, в том числе защита от превышения допустимых давлений в отсеках при загрузке и разгрузке. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Автоцистерна, включающая пневматический блок управления, дыхательные устройства с пневмоуправлением, донные клапаны с пневмоуправлением, пневматические ограничители уровня продукта в загружаемых отсеках с пневмоуправляемыми переключающими клапанами и выходной адаптер для подачи паров на утилизацию, отличающаяся тем, что конструкция дыхательных устройств больших дыхательных клапанов выполнена с возможностью совмещения с конструкцией малых дыхательных клапанов, а блок пневмоуправления содержит порты для подключения ограничителей налива.

2. Автоцистерна по п. 1, отличающаяся тем, что пневматический блок управления выполнен с устройством приема ответного сигнала от дыхательных устройств.

3. Автоцистерна по п. 1, отличающаяся тем, что дыхательные устройства выполнены с функцией подачи давления питания на последующие устройства после открытия большого дыхательного клапана.