Комбинированный разделитель Советский патент 1984 года по МПК F17D3/08 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту различных текучих сред и может быть использовано при последовательной перекачке нефтепродуктов для их разделения.

Известна конструкция, в которой внутренние и наружные полости механического скребка-разделителя заполнены водным раствором полимеров, образующих при контакте с металлом трубы липкий гель или эластичный студень, выполняющий роль герметика 1.

Недостаток такого разделителя состоит в том, что при движении по поверхности трубопровода, имеющей сварные щвы, уплотнительные элементы скребка-разделителя деформируются, как и у известных конструкций, в результате чего полимерный раствор и образовавщийся гель вытекает из скребкаразделителя уже на начальном участке трубопровода, а на всем последующем участке .происходит смесеобразование через уплотнительные элементы скребка-разделителя.

Известно использование загустителя на основе нафтената алюминия для разделения нефтепродуктов при последовательной перекачке 2.

Однако такой разделитель обладает низкими прочностными свойствами вследствие большой адгезии к поверхности трубопровода.

Известен также разделитель, представляющий собой сплошной цилиндрический или сферический поршень из мягких пористых пластических масс типа пенсгполиуретана. Обладая высокой эластичностью и легко деформируясь, поршень может иметь диаметр, значительно превышающий диаметр трубопровода, обеспечивая надежный контакт с внутренней поверхностью трубопровода даже при наличии на ней сварных швов и грата 3.

Однако эта конструкция обладает значительной проницаемостью, которая обусловлена пористостью материала поршня, что увеличивает количество образующейся смеси, снижая качество разделения продуктов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является комбинированный разделитель для последовательной перекачки нефтепродуктов по трубопроводу, содержащий эластичный поршень из пористого материала, поры которого заполнены жидкой средой, обеспечивающей более плотное прилегание поршня к стенкам трубопровода 4.

Недостатком данного разделителя является его сравнительно низкая эффективность обусловленная тем, что заполнение пор эластичного поршня осуществляется перекачиваемой жидкостью, которая под действием перепада давления, создаваемого на разделителе в процессе его движения, перетекает через поры из области за разделителем в область перед разделителем, увеличивая тем

самым объем смеси. Величина перетока пропорциональна коэффициенту проницаемости материала эластичного поршня.

Цель изобретения - снижение смесеобразования путем снижения проницаемости разделителя.

Поставленная цель достигается тем, что открытые поры материала имеют радиус 0,01-0,03 .мм, а в качестве среды, заполняющей поры эластичного поршня разделителя, используют гелеобразный или студнеобразный наполнитель, в качестве наполнителя используют смесь перекачиваемых нефтепродуктов и загуститель - нафтег;ат алюминия в соотношении 1:18-1:20 от массы наполнителя.

Диаметр эластичного поршня берут на 10-20% больше диаметра трубопровода. Размер пор материала эластичного поршня подбирают по способности наполнителя удерживаться в порах за счет его адгезионных и прочностных свойств, чтобы исключить вытекание наполнителя под воздействием гидродинамических сил и силы тяжести.

Применение гелеобразного или студнеобразного наполнителя обусловлено тем, что он характеризуется пространственной структурой, придающей ему механические свойства твердых тел, прочностные свойства которых измеряются статическим предельным напряжением сдвига.

В комбинированном резделителе, у которого иоры эластичного поршня насыщены гелеобразным или студнеобразным наполнителем, переток жидкости через поры отсутствует из-за наличия в порах наполнителя, прочность которого (статическое предельное напряжение сдвига) определяется соотноц1ением .масс загустителя и наполнителя и радиусом пор эластичного порщня.

Если за предел оптимизации принять проницаемость эластичного поршня, равную 1,010 м-, то диапазон оптимальных радиусов пор находится в пределах 0,010- 0,030 мм при соотношении масс загустителя и наполнителя 1:18-1:20. Объем наполнителя в этом случае составляет 50-56% от обье.ма разделителя, что необходимо учитывать при осуществлении технологического процесса, связанного с приготовлением разделителя.

Именно абсолютное значение среднего радиуса пор характеризует проницаемость материала разделителя.

Па чертеже показано приспособление для насыщения эластичного поршня наполнителем.

Пасыщение пор эластичного поршня наполнителем осуществляется следующим образом.

50%-ную смесь перекачиваемых нефтепродуктов заливают в сосуд с находяпдимся в нем нафтенато.м алюминия, приготовленным в виде порошка. После интенсивного перемешивания в течение 3-5 мин в сосуд 1 с наполнителе.м 1 погружают эластичный

поршень 2, предварительно помещенный в цилиндрическую оправку 3 диаметром, равным диаметру трубопровода drp, и имеющую по всей поверхности отверстия 4 выхода воздуха. Процесс насыщения порового пространства эластичного поршня наполнителем контролируют во времени по изменению уровня наполнителя от Н до Hj с помощью сигнализаторов уровня 5, устанавливаемых в зависимости от известного объема наполнителя. После.этого оправку с разделителем вынимают из сосуда 1, разделитель извлекают из оправки и удаляют с его поверхности излишки наполнителя.

Насыщение эластичного поршня наполнителем в оправке, диаметр которой равен диаметру трубопровода, позволяет осушествлять ввод комбинированного разделителя в трубопровод без значительных усилий и исключает выдавливание наполнителя из деформируемого порового пространства эластичного поршня.

Снижение смесеобразования в комбинированном разделителе достигается не только за счет более плотного прилегания поверхности разделителя к стенкам трубопровода, а в большей степени за счет уменьшения проницаемости материала эластичного поршня с помощью гелеобразного или студнеобразного наполнителя.

Применение изобретения позволит сократить объем смеси при последовательной перекачке примерно в 1,8 раза, что уменьшит эксплуатационные расходы, связанные с переводом смеси в более низкий сорт горючего, и снизит потребность в емкостях для хранения смеси на конечных пунктах трубопроводов, увеличивая тем самым коэффициент использования резервуарных парков.

Кроме того, наличие в комбинированном разделителе гелеобразного или студнеобразного наполнителя позволит примерно в 1,5 раза увеличить ресурс разделения за счет образования на его поверхности тонкого слоя наполнителя, выполняющего функцию смазки.

1. КОМБИНИРОВАННЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ, преимущественно, для последовательной перекачки нефтепродуктов по трубопроводу, содержащий эластичный порщень из пористого материала, поры которого заполнены средой, обеспечивающей более плотное прилегание порщня к стенкам трубопровода, отличающийся тем, что, с целью снижения смесеобразования путем снижения проницаемости разделителя, материал эластичного поршня имеет открытые поры радиусом 0,01-0,03 мм, а в качестве среды, заполняющей поры, используют гелеобразный или студнеобразный наполнитель. 2. Разделитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют смесь перекачиваемых нефтепродуктов и нафтената алюминия в качестве загустителя i в соотношении 1:18-1:20 от массы напол(Л нителя. со от СО j.