Коллектор наддува для горизонтального цилиндрического резервуара Советский патент 1991 года по МПК F17C13/00 

76

О

ел ю о

00

4

Изобретение от ноем гея к криогенному машиностроению, а именно к устройствам для наддува резервуаров при вытесни г ель- ном способе опорожнения резервуаров, и может быть использовано на предпрытгичх химического и криогенного ызшмгюокл f ния.

Целью изобретения является побито ние эффективности хранения криогенного продукта путем обеспечения ипавного оав номерного по всему объег iy резерпуара даь- ления в переходном режиме надлуог на зеркало жидкости.

На фиг. 1 изображен предлагаемой коллектор в режиме малого расхода газа наддува, разрез; на фиг. 2 - то же, свеоху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; ча , Д - О же, коллектор для режима большего расхода газа наддува, сечение; чз фиг. 5 оазрез R-Б на фиг, 1; на фиг. 6 - ti-E ня фиг. 1 (ограничитель поворот внутренней грубы, положение при большом расходе га за наддува); на фиг. Г - развертка BS утренней трубы коллектора нэпдувя

Предлагаемый коллектор наддува оля горизонтального цилиндрического криогенного резервуара состоит и:з патруНкл 1 наддува, кожуха 2, установленной с е сложностью поворота трубы 3, закрепленной шарнирами 4 в кожухе 2. Кожух 2 nfidei отверстия 5 перфорации для зыхо/ia гтзз наддува, Труба 3 имеет верхним профяпиро- нанный выступ 6, закрывающей при у.ом расходе четные отеерс пя 5 кожуха 2, у также выступы 7 и 8 делящие лоосфс гс -за между кожухом 2 и трубой 3 на гг-яостм 9-11, причем так, что пелос;п . ,)г- вен или соизмерим: с суммой обьемоп пою- стай 10 и 11. Отверстия 12 перфооэиии трубы 3 сообщают равные по объему полости 10 и 11 через внутреннюю полог, гь грубы 3 друг с другом, а при повороте труоп 3 - патрубок 1 через эти попости с нечетными отверстиями 5. Для предотвращения аоз- можных колебательных режимов при изменении давления на торцгх груби 3 и кожухе 2 выполнены ограничители 13-16 по&орота. Ограничители 13 w 14 ограничивают дзиже- ние трубы 3 при переходе работы коллектора с большого расхода «аза чал аут на малый, а ограничители 15 и 16 при та&е- ходе с малого расхода на ЭУЛЬШОЙ.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении подачи газа надцузо малым расходом в патрубок 1 наддува он проходит через полость 9 и далее мере;1 половину отверстий 5 кожуха 2 в резервуар. Вторая половина отверстий 5 закрыта профилированным выступом 6 грубы 3. При незначительных колебаниях давления в патрубке 1 труба 3 удерживается под действием сип тяжести, действующих на систему выступов (противовесов) 6-8 в положении,

близком к равновесному (фиг.З). В этом случае происходит гашение малых по амплитуде скачков давления, отличных от расчетного режима малого расхода газа наддува, При этом на выходе отверстий 5

поддерживается заданный постоянный расход газа.

При включении большого расхода, отличающегося от расчетного в несколько раз, давление ЕЗ полости 9 возрастает и труба 3

выходит из своего равновесного положения так, что под патрубок 1 попадает полость 10. В этом случае газ проходит через полость 10, отверстия 12, внутреннюю полость трубы 3 в полость 11 и далее через полную

систему отверстий 5 кожуха 2 в резервуар. Положение грубы, соответствующее этому режиму, изображено на фиг. 4. Ограничители 15 и 16 предотвращают проворачивание трубы 3 вокруг своей оси и возникновение

колебательного режима.

В этом режиме осуществляется увеличение используемого объема коллектора за счет включения в работу полостей 10 и 11 и

внутренней полости трубы 3, а также возрастает суммарная площадь задействованных в работе отверстий 5 кожуха 2. Подбором диаметров кожуха, трубы, а также варьированием величины отверстий перфорации кожуха и внутренней трубы достигается постоянство расхода газа через отверстия 5 в обоих режимах,

При прекращении подачи газа с большим расходом труба 3 возвращается в исходное положение под действием системы выступов 6-8 и удерживается ограничителями 13 и 14 от возникновения колебательного режима.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет плавно поддерживать требуемый расход газа наддува на выходе из коллектора при различных изменениях расхода на его выходе за счет изменения рабочего обьема коллектора и суммарной

площади используемых отверстий, а также при использовании части энергии импульса давления на выведение системы выступов- противовесов из устойчивого состояния. Это позволяет существенно улучшить динамическое воздействие газа в переходном режиме наддува на зеркало и тем самым уменьшить его конденсацию, т. е. экономить газ наддува, а такжэ уменьшить прогрев жидкости. Это улучшает эксплуатационные характеристики резервуара.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить интенсивность воздействия газовой струи на зеркало жидкости за счет перераспределения потока газа наддува через большее число отверстий пер- форации кожуха коллектора наддува и увеличения объема его полости демпфирования при резком увеличении расхода газа в патрубке наддува. При малом расходе газа наддува он поступаете первую полость коллектора и выходит в резервуар через половину отверстий кожуха. При этом труба остается практически неподвижной. Это положение трубы достигается расположением выступов, образующих устойчивую систему при заданном расходе газа.

При увеличении расхода газа наддува в патрубке до расходов, в несколько раз превышающих заданные, давление в первой полости возрастает, что приводит к поворо- ту трубы пропорционально возрастанию давления. Происходит подключение второй полости, сообщающейся через отверстия перфорации трубы и ее внутреннюю полость с третьей, которая оказывается под отверстиями кожуха. Перемещение верхнего профилированного выступа открывает вторую часть отверстий кожуха. Таким образом, больший поток газа наддува распределяется в большем объеме коллектора и выходит через большее количество отверстий кожуха.

При уменьшении расхода газа наддува труба под действием системы выступов- противовесов возвращается в исходное по- ложение, т.е. снова подключается первая полость и закрывается первая половина отверстий кожуха.

Для предотвращения проскакивания второй полости мимо выходного сечения патрубки наддува, т.е. для предотвращения колебательного режима работы, на торцах кожуха и внутренней трубы выполнены ограничители поворота: на одном - выступы, ограничивающие поворот при переходе с режима большого расхода на малый, на втором - выступы ограничивающие поворот трубы с режима малого расхода на большой. Формула изобретения Коллектор наддува для горизонтального цилиндрического резервуара, содержащий перфорированный по верхней образующей кожух с концентрично расположенной в нем перфорированной трубой, соединенной с патрубком наддува, отличающийся тем, что, С целью повышения эффективности хранения криогенного продукта путем обеспечения плавного равномерного давления на зеркало жидкости в переходном режиме наддува, труба установлена с возможностью поворота относительно своей оси и имеет на внешней поверхности выступы, делящие пространство между трубой и кожухом на три полости, при этом первая полость сообщена с патрубком и ее объем составляет не менее суммы объемов остальных полостей, которые сообщены между собой через отверстия перфорации трубы и ее внутреннюю полость и преимущественно равны между собой, один из выступов выполнен профилированным с возможностью перекрытия четных отверстий перфорации кожуха, нечетные отверстия которого через первую полость подключены к патрубку, а торцы кожуха и трубы снабжены ограничителями поворота.

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет повысить эффективность хранения криогенного продукта путем обеспечения плавного равномерного по всему объему резервуара давления на зеркало жидкости. Повышение эффективности достигается применением коллектора, состоящего из перфорированного кожуха с концентрично расположенной вращающейся трубой, закрепленной шарнирами в кожухе. Труба имеет выступы и перфорацию. Выступы выполнены так, что делят пространство между кожухом 2 и трубой 3 на три полости и образуют устойчивую к воздействию внешних сил систему противовесов, причем один из выступов в зависимости от своего положения открывает или закрывает четные отверстия кожуха. Гашение скачков давления на входе в коллектор осуществляется за счет поочередного, в зависимости от давления на входе в коллектор, подключения из-за поворота трубы, полостей и изменения количества отверстий кожуха, задействованных в работу. 7 ил. w Ј

552

t Фиг. t

/м

%. i

/

f

ЈW. 4

$jtf

мг 7