Веерный насадок для слива застывающих жидкостей из емкостей Советский патент 1992 года по МПК B65D88/74 

Изобретение относится к устройствам для слива застывающих, а также вязких жидкостей из емкостей, например из железнодорожных цистерн,контейнеров,стацио- нарных резервуаров, и может быть использовано в нефтяной, химической, пищевой отраслях промышленности, а также на транспорте.

Известен веерный насадок для железнодорожных цистерн, содержащий цилиндрический корпус с фланцем, направляющий диск и подвижную обечайку.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает попадания струи теплоносителя в верхнюю часть котла цистерны, поэтому при применении для разгрузки в этих местах наблюдаются остатки груза, а при очистке - не отмытые участки поверхности котла. Кроме того, известное устройство не позволяет изменять дальность полета струи, так как пригружен- ная подвижная обечайка имеет неизменную массу, и поэтому не обеспечивается попадание струи теплоносителя на наиболее удаленные участки котла при применении устройства для типов цистерн, имеющих разные геометрические размеры.

Цель изобретения - повышение эффективности слива.

Поставленная цель достигается тем, что веерный насадок для железнодорожных цистерн имеет корпус с укрепленным в верхней его боковой поверхности патрубком с фланцем и крышкой, смонтированной на его верхнем торце, обечайку, выполненную подпружиненной с возможностью регулирования натяжения пружины, ось, установленную с возможностью вращения и фиксирования и снабженную жестко укрепленной в ее средней части турбиной, распо- ложенной с зазором относительно внутренней поверхности корпуса, при этом в нижней части корпуса выполнен вертикальный сквозной паз, а на нижнем торце обечайки укреплена горизонтальная шпилька, расположенная в сквозном пазу корпуса для фиксации ориентации волнообразных впадин, кроме того, на периферийном кольцевом участке направляющего диска верти- кально жестко под углом к радиусу установлены планки.

На фиг. 1 изображен веерный насадок для слива застывающих жидкостей из емкостей, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1; на фиг. 6 - диск, вид со стороны тонкостенной гильзы; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - сечение Е-Е на фиг. 6; на фиг. 9 - сечение Ж-Ж на фиг. 6; на

фиг. 10 - сечение И-И на фиг. 6; на фиг. 11 - сечение К-К на фиг. 6; на фиг. 12 - сечение Л-Л на фиг. 6; на фиг. 13 - стадия разогрева застывшего груза переносным

подогревателем; на фиг. 14 - стадия разгрузки цистерны (диск насадка неподвижна); на фиг, 15 - то же (диск насадка во вращении); на фиг. 16 - стадия промывки цистерны (диск насадка во вращении); на

0 фиг. 17 - схема для определения величины оптимального начального сжатия пружины; на фиг. 18 - схема для определения углов наклона периферийной кольцевой поверхности диска.

5 Веерный насадок (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1, снабженный укрепленным в верхней части его боковой поверхности патрубком 2 с фланцем 3 и крышкой 4, смонтированной на его верхнем

0 торце, обечайку 6, размещенную снаружи корпуса 1 и поджатую пружиной 7 с помощью гайки 8. Крепление цилиндрического корпуса 1 и направляющего диска 5 осуществлено с возможностью их взаимно

5 свободного осевого вращения, которое обеспечивается за счет жесткого крепления диска 5 и установочной оси 9, расположенной коаксиально внутри цилиндрического корпуса 1,с помощью подшипника Юсколь0 жения и подшипников 11 и 12 качения. Причем подшипник 10 скольжения расположен в двойной втулке 13, которая шпильками 14 скреплена с корпусом 1 (фиг. 4). Во втулку 13 впрессована гильза 15 из теплостойкого не5 металла с низким коэффициентом скольжения по металлу (например, из фторопласта). Подшипники 11 и 12 качения расположены в крышке 4, которая состоит из ложа 16, манжеты 17 для исключения проникно0 вения внутрь подшипников жидкости и заглушки 18. Подшипник 11 качения является радиальным и предназначен для обеспечения соосности конструкции, а подшипник 12 качения радиально-упорным и предназна5 чен для восприятия статических и динамических нагрузок, передаваемых от установочной оси 9 посредством гайки 19. На нижнем торце обечайки 6 имеется буртик 20, на котором выполнена волнооб0 разная поверхность 21, имеющая две впади- ны и два выступа. Выступами волнообразной поверхности 21 нижнего торца обечайка 6 в нерабочем положении опирается на горизонтальную поверхность

5 диска 5. Кроме того, в нижней части корпуса выполнен вертикальный сквозной паз 22, а на нижнем торце обечайки 6 укреплена горизонтальная шпилька 23, расположенная в сквозном пазу 22 корпуса 1 для фиксации ориентации волнообразных впадин.

Диск 5 соединен с установочной осью 9 с помощью шпонки 24 и поджат корончатой гайкой 25 с шайбой 26 к обтекателю 27, который в свою очередь упирается в буртик 28 на установочной оси 9.

Периферийный кольцевой участок 29 поверхности направляющего диска 5, обращенный к нижнему торцу обечайки 6, имеет поверхность, наклонную к его центру за счет разных (в пределах четверти) углов наклона в радиальных направлениях (фиг, 8-12), оптимальное значение которых определяется по формуле

n arctg(),

где lo - расстояние в плоскости горизонта от перпендикуляра, восстановленного к краю горизонтальной поверхности диска, до поверхности горловины цистерны;

In - расстояние от поверхности горловины до точек, составляющих линию верхней образующей котла цистерны;

h0 - расстояние от нижней точки горизонтальной поверхности диска до линии верхней образующей котла цистерны.

На периферийном кольцевом участке 29 направляющего диска 5 дополнительно вертикально жестко под углом к радиусу установлены планки 30 (фиг. 7).

На свободном участке установочной оси 9 между подшипниками 10 и 12 жестко закреплена турбина 31, причем между ее лопастями 32 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется зазор (фиг. 3). Кроме того, на корпусе 1 расположен фиксатор 33, который выполнен в виде штока 34, один конец которого сопряжен со сквозным отверстием 35, образованным на установочной оси 9, а другой пропущен сквозь отверстие в корпусе 1 и расположен в гильзе 36, которая закреплена снаружи корпуса 1 и имеет на конце маховичок 37 и упор 38. Последний расположен в фигурной прорези 39, выполненной на гильзе 36. Шток 34 подпружинен пружиной 40, которая поджата накидной гайкой 41.

Вдоль насадка расположена рейка 42 со шкалой, одним концом жестко закрепленная на буртике 20 обечайки 6, а другим - в ушке держателя 43, прикрепленного к корпусу 1. Нулевое и конечное значения шкалы рейки 42 отвечают соответственно свободному и полностью сжатому состоянию пружины 7. Шкала рейки 42 градуирована в единицах длины (фиг. 5).

Веерный насадок применяется для процесса обработки железнодорожных цистерн, состоящего из двух стадий: стадии разгрузки и стадии промывки.

и

Стадия разгрузки цистерны с применением веерного насадка включает в себя следующее.

После постановки цистерны 44 на место

разгрузки производят разогрев переносным подогревателем 45 центральной части застывшего груза (фиг. 13), который затем направляется через сливной патрубок 46 цистерны 44 в складскую емкость (не показана),

Затем переносной подогреватель45 вынимается и на горловину верхнего люка 47 с помощью специальной крышки 48 устанавливается веерный насадок 49, соединенный с шарнирным трубопроводом 50 (фиг. 14). При этом насадок 49 ориентируется в цистерне 44 так, чтобы впадины волнообразной поверхности нижнего торца обечайки 6 были направлены вдоль продольной

оси цистерны 44, а выступы - поперек.

При этом поворот обечайки 6 вокруг своей оси исключен из-за наличия на ее нижнем торце горизонтальной шпильки 23, расположенной в сквозном пазу 22 корпуса

1 (фиг. 1).

В этой стадии предварительно упор 38 штока 34 фиксатора 33 освобожден из зацепления в фигурной прорези 39, вследствие чего конец штока 34 под действием

пружины 40 введен в отверстие 35 на установочной оси 9, которая этим самым зафиксирована от вращения,

Кроме того, с помощью гайки 8 в соответствии со шкалой рейки 42 (фиг. 5 и 17)

придают начальное сжатие пружине 7, оптимальную величину которого определяют по формуле

.i/.-n-/ .2 2

Xo h-|(yOKi(di2-d2)

(

ijJ g h0

sin 2 (arctg

4 he

45

22 2 )(m1 + m2)g). 7i 63

где h - высота подьема обечайки над диском в процессе работы;

р- коэффициент скорости;

К - жесткость пружины; 50р- плотность жидкого теплоносителя;

di - наружный диаметр нижнего торца обечайки;

da - внутренний диаметр обечайки;

г/)- коэффициент, учитывающий сопро- 55 тивление воздушной среды;

h0 - расстояние от нижней точки горизонтальной направляющей поверхности диска до линии верхней образующей котла цистерны;

L - длина котла цистерны;

Q - расход жидкого теплоносителя;

ds - диаметр отвода;

mi - масса пружины;

та - масса гильзы;

g - ускорение свободного падения;

Ki - коэффициент, учитывающий изменение давления за счет течение жидкого теплоносителя в насадке.

Затем в веерный насадок 49 по шарнирному трубопроводу 50 из складской емкости подают под давлением горячий однотипный , рузу продукт, который, воздействуя на криволинейную поверхность на нижнем торце обечайки 6, приподнимает ее над диском 5, образуя кольцевое выходное сечение, через которое формируется веерная струя, попадающая на поверхность застывшего груза. Горячий теплоноситель разогревает, расплавляет застывший груз и увлекает его на слив.

Таким образом, разгрузка цистерны 44 продолжается до момента, когда разогрет и слит весь груз за исключением части, оставшейся вверху котла, на которую не попадали струи горячего теплоносителя (фиг. 15). Для удаления из цистерны 44 части груза в верхней части котла насадком 49 формируется сканирующая струя горячего теплоносителя. Сканирующая веерная струя образуется путем приведения во вращение диска 5. Для этого шток 34 фиксатора 33 выводится от отверстия 35 на установочной оси 9 и фиксируется в таком положении посредством введения упора 38 в фигурную прорезь 39 на гильзе 36 (фиг. 1). Далее поток горячего теплоносителя воздействует на лопасти 32 турбины 31, которая приводит во вращение установочную ось 9 и скрепленный с ней диск 5. Кроме того, диск 5 приводится во вращение за счет воздействия потока на установленные на его периферийном кольцевом участке 29 планки 30, установленные под углом к радиусу (фиг. 7).

Вследствие вращения диска 5 и наличия у него периферийной кольцевой поверхности с разными значениями угла наклона в радиальных направлениях (фиг. 18) происходит формирование сканирующей веерной струи теплоносителя, которая попадает на часть груза в верхней части котла, разогревает и расплавляет ее до полного удаления (фиг. 16).

В стадии промывки цистерны 44 в насадок 49 по трубопроводу 50 подается специальная моющая жидкость. Здесь режим формирования веерной струи насадком 49 сохраняется таким же, как и для удаления части груза в верхней части котла (фиг. 16). Промывка продолжается до полной очистки

котла.

По окончании разгрузки и промывки насадок 49 выводится из котла и цистерна 44 приводится в транспортное положение. Применение веерного насадка для железнодорожных цистерн и резервуаров позволяет ускорить процесс разгрузки застывшего груза, исключить остатки и обеспечить повышенное качество промывки.

Формула изобретения

1.Веерный насадок для слива застывающих жидкостей из емкостей, преимущественно нефтепродуктов, включающий диск, жестко закрепленный на оси, смонтированной в корпусе, и подвижную обечайку, при этом поверхности нижнего торца обечайки и периферийного кольцевого участка направляющего диска выполнены волнообразными, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности слива, корпус снабжен укрепленным в верхней части его боковой поверхности патрубком с фланцем и крышкой, смонтированной на его верхнем торце, обечайка выполнена подпружиненной с возможностью регулирования натяжения пружин, а ось установлена с возможностью вращения и фиксирования и снабжена жестко укрепленной в ее средней части турбиной, установленной с зазором

относительно внутренней поверхности корпуса, при этом в нижней части корпуса выполнен вертикальный сквозной паз, а на нижнем торце обечайки укреплена горизонтальная шпилька, расположенная в сквозном пазу корпуса для фиксации ориентации волнообразных впадин.

2.Насадок по п. 1,отличающийся тем, что на периферийном кольцевом участке поверхности направляющего диска вертикально жестко под углом к радиусу установлены планки.

12

16

37

29

/

5

Изобретение относится к устройствам для слива жидкостей, преимущественно вязких застывающих нефтепродуктов из емкостей и может быть использовано в нефтяной, химической и пищевой отраслях промышленности, например, для разгрузки железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами. Целью изобретения является повышение эффективности слива После установки цистерны 44 под разгрузку и разогрева посредством переносного подогревателя 45 центральной части застывшей массы нефтепродукта веерный насадок 49 устанавливают на люке цистерны 44, ориентируя его. По трубопроводу 50 в веерный насадок 49 подают под давлением разогретый нефтепродукт того же состава, который разбрызгивается веерной струей через кольцевой зазор между обечайкой 6 и направляющим диском 5, разогревая застывший нефтепродукт и увлекая его к сливному патрубку 46 до полного разогрева и слива всей массы. Для удаления остатков нефтепродукта в верхней части и на стенках цистерны 44 формируется сканирующая веерная струя горячего нефтепродукта (или моющей жидкости в случае промывки) путем приведения во вращение диска 5. По окончании разгрузки и промывки цистерны устройство демонтируют и устанавливают на очередную цистерну. 1 з.п. ф-лы, 18 ил. 50 Застыбшаи VI 00 00 XI 00 Фиг. 13

Ц)U2.1

J/

Фиг.д

13

Фиг. Ц

Вид Г

Риг. 5

5

25

о-- О

Pui.6

JO

Риъ.7

/Фиг.в

ж-ж

29

г

Pi

Фт.З

И-И

5 Put-10

48

Фиг. /4

к-к

Ш///////Л 50UI. 11

л-п

5 Фхг.12

Застыёшии груз

Засл7ь/#ший

i

ч

44

фиг. 16 i/2

Фиг.17