CN102105235B - 储存箱清理方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种箱清理设备和方法，其采用一系列的罩住各种尺寸的过滤器的相关联的罐。流到每个罐的流体可选择性地停止以使包含在其中的过滤器可被替换或清理，并同时允许继续进行箱清理。

Description

储存箱清理方法和设备

本申请要求于2008年6月17日提交的美国临时专利申请No.61/073,297和2008年7月3日提交的美国临时专利申请No.61/078,204的权益，每个临时申请的整个公开内容以参考的方式被引入到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及用于清理储存箱的装置和方法。更具体地说，本发明的实施例涉及用于以允许回收利用可能有用的箱内内容物的方式清理挥发液体储存箱的装置和方法。

背景技术

当前清理和抽空挥发性液体储存箱的方法包括相当多的时间和金钱投资。大部分的清理操作是当箱包含已经收集在储存箱内的某一最小量的材料、废物或污物时开始的。仅通过例子，该量可代表沿着储存箱的内表面收集的材料和沿着储存箱的底部定位的8到12英寸的材料，其中3到5英寸的材料可被认为是废物。典型地，在进行手动清理时，储存箱必须离线两周长的时间。这些停机的时间通常源于需要打开进入地下储存箱以使人和大型设备可进入，执行可能危险的清理工作，以及使储存箱和覆盖表面恢复到它们的原始状态。除了与不可用的储存箱有关的成本、服务成本以及与揭开和表面翻修储存箱场所有关的成本之外，这些方法还存在安全风险。即使安全措施到位，也不希望将人置于与存在挥发性(即，易燃的)和有害的材料有关的禁闭空间内。

而且，清理储存箱的传统方法典型地包括处理在清理期间揭下来的有害的、污染的材料，而这些材料如果被过滤或清理可另外具有价值。当某些储存箱包含基于石油的产品时，“废物”材料的处理会意味着对储存箱的操作员或所有者的显著成本。而且，在许多情况下处理包含有用资源的“废物”材料对环境不好。

发明内容

本发明的目的的一个方面是提供一种用于不用人进入到储存箱中清理储存箱的设备和方法。在本发明的一个实施例中，提供了一种方法和设备，由此，一系列的真空和压力罐，其单独或共同操作，从储存箱内吸取内容物，过滤和/或“精加工(polish)”所述内容物，并且使处理后的内容物通过冲击清理喷嘴返回，其中所述喷嘴用来强行使碎屑从储存箱的表面移除(即，通过高压和高质量流)。用来移除碎屑的处理后的内容物因此经受进一步的过滤和精加工。替代地，可储存处理后的内容物，由此通过清理溶剂进行碎屑移除。

本发明的另一方面是提供一种方法和设备，其允许清理储存箱，同时使废物最少化并使可重复使用或再循环的材料的量最大化。在本发明的一个实施例中，提供一种方法和设备，由此典型地被认为是废物的材料经受各种程度的过滤和精加工以便产生有用的或有价值的产品。

本发明的另一方面是提供一种方法和设备，其通过使用一种系统允许连续操作以及储存箱操作，由此一个或多个罐可从操作中被移除，而不需要清理工作完全中断。因此，在本发明的一个实施例中，提供多个真空罐和压力罐，由此这些罐可串联或并联工作以使一个或多个罐可从操作中选择性地移除。在一个实施例中，罐的内部压力读数通知技术人员，位于罐内的过滤器需要替换或维修。在该实施例中，需要清理或维护的罐可被隔离移除，同时设备的其余部分继续进行储存箱清理操作。

因此，本发明的一个方面是提供一种用于从储存箱清理污染的挥发性材料的装置，其采用真空泵，该真空泵的吸入口连接到从储存箱抽取材料的真空管线。多个罐还连接到真空泵，所述罐被设计成适应正负压并且还包括罩住过滤装置。而且，包括阀门的旁路系统连接多个罐并且允许多个罐中的一个或多个停用，而不需要装置完全关闭。过滤的清理材料通过连接到喷嘴的排出软管从装置返回到储存箱，所述喷嘴用作使材料返回到储存箱的设备和冲击清理装置。本发明的某些实施例还采用与储存箱分开的辅助箱，用于将溶剂或其他材料供给到装置和/或储存器。

本发明又再一方面是提供一种用于从储存箱清理污染的挥发性材料的方法，包括：通过使用真空管线和泵从储存箱抽取污染的挥发性材料；引导污染的挥发性材料通过罩住过滤装置的多个罐；当内部的罐压力达到不可接受的值时，通过包括阀门的旁路系统使多个罐中的至少一个隔离开；以及使处理后的挥发性材料返回到储存箱，在那里处理后的挥发性材料可用来通过冲击清理和经受进一步的过滤来进一步地清理储存箱。

本发明的“发明内容”部分不是打算也不应当解释为代表本发明的整个边界和范围。而且，本文中提及的“本发明”或其方面应当被理解为表示本发明的某些实施例，而不应必然地解释为限制所有的实施方式到特定的描述。本发明在本发明的“发明内容”部分以及在附图和“具体实施方式”中以不同详细程度的水平进行了描述，但是并不意在通过包括或不包括在“发明内容”部分中的要素、部件等而进行限制。本发明的另一些方面从“具体实施方式”部分来看，特别是当结合附图时，将变得更加容易明显。

附图说明

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与以上给出的本发明的描述和以下给出的附图的详细描述一起，用来解释本发明的原理。

图1是本发明的一个实施例的立视图；

图2是本发明的一个实施例的顶部平面图；

图3是示出本发明的一个实施例的入口过滤回路的示意图；

图4是示出本发明的一个实施例的出口过滤回路的示意图；

图5是示出使用两个罐的本发明的一个实施例的示意图；以及

图6是本发明的实施例可采用的典型的储存箱的横截面视图。

具体实施方式

为了帮助理解本发明，在此提供可以在附图中发现的部件及其附图标记的如下列表：

附图标记         部件

2             箱清理设备

4            泵

6            滑行装置

8            真空罐

10           压力罐

12           真空计

13           压力计

14           阀门

16           污染的箱

18           在清理的典型的充注水平

20           冲击清理喷嘴

22           入口管线

24           真空管线

26           吸入孔

28           盘簧

30           箱端口

32           人孔

36           歧管

应当理解到，附图未必是按比例的。在某些情况下，对理解本发明不是必需的或致使其他细节难以觉察的细节已经被省略。应当理解到，当然，本发明不必限于在此示出的特定实施方式。

图1-6描述了本发明的各个实施例，由此挥发性液体储存箱被清理，其中的内容物被过滤，以及任何有价值的材料被回收利用。

更具体地，图1-4示出包括吸入或真空罐8的箱清理设备2的一个实施例，其代表清理工作的第一阶段。为了从储存箱吸取并获得材料，产生压差以使通过入口从储存箱吸取材料并且进入到第一真空罐8a中。包括清理溶液、基于石油的产品、碎屑或其他类似物质的材料通过沿着储存箱的底缘定位的软管被吸入(参见图6)。优选地，压差由真空泵4产生，该真空泵在第一真空罐8a中产生负压并引导流从储存箱通过设备2。泵4可以在大约1.0-15.0马力的功率范围内变化，其取决于要清理的储存箱的尺寸和移除碎屑需要的要求压力。优选地，要处理的材料最初将通过第一罐8a吸入，该第一罐包含大尺度的过滤器。该大尺度的过滤器可采用筛网或其他高孔隙的过滤器的形式，这些过滤器用来从材料中移除大尺度的碎屑。在通过第一罐8a之后，材料需要进一步清理并且被引导通过第二真空罐8b，该第二真空罐执行与第一罐的功能相似的功能，但是采用更低孔隙的过滤器。例如，与筛网过滤器相反，第二真空罐8b可采用300μm的袋式过滤器以实现更高水平的过滤。在这些过滤系统将处理有害或腐蚀性材料的应用中，过滤元件应当优选由合成或聚酯材料构成，这些材料更适合于经受住这些材料。第二真空罐8b又与另一真空罐8c互连，真空罐8c可用于进一步过滤储存箱材料。第三真空罐8c可容纳有甚至更精细的过滤器或可用作第二真空罐8b的冗余过滤器。第三真空罐8c因此提供用作与前两个真空罐串联的又一过滤装置或者可用作一冗余手段以允许第一罐8a或第二罐8b离线，而不停止清理工艺。

为了实现该冗余，设备2装备有阀门14，其允许用户沿着优选的过滤路径选择性地转移箱材料。例如，如果希望允许材料通过所有的三个真空罐8，阀门14可定位成以便允许箱材料通过串联的所有三个罐。然而，当希望更少的过滤或者当一个或多个罐需要从操作中移除用于清理、替换或维护时，阀门14可选择性地关闭以防止来自一个或多个罐的材料流被移除。为了有利于该过程，每个真空罐设置有独立的真空计12以显示其内部压力。对于给定的泵额定功率，由这些真空计显示的真空压力将与在每个过滤器上积累的材料量相对应。当由真空计12显示的压力升高到不希望的水平时，罐应当从操作中临时移除以便清理、替换或者否则维修包含在其中的过滤系统。与控制阀14结合的多个真空罐8允许移除过滤器而不中断清理操作，这节省时间和费用。本领域内的技术人员将认识到，各种设备可用来实现该目标。在本发明的一个实施例中，机械球阀用来通过手动操作控制流动。在另一实施例中，自动化的系统可替代手动读取和控制真空计和阀门。例如，传感器可用来将与罐真空压力有关的信息直接提供给受螺线管或其他装置控制的阀门以当指定的不可接受的压力在该罐中达到时自动停止到罐的流动。之后，反馈信号可用来给用户指示罐已经停止并需要注意。

在本发明的一个实施例中，来自真空罐8的下游流动路径可通过喷嘴转移以进一步清理储存箱的内部并且根据本文中描述的所述方法和装置经受进一步的过滤。例如，一个实施例的流量阀门14导引已经通过真空罐的材料通过观察窗并且使所述材料返回到储存箱，在该储存箱中其可用于进一步冲击清理储存箱。如果不希望进一步的储存箱清理或过滤，所述材料可简单地返回到初始箱或单独的箱，用于储存。

本领域内的技术人员将认识到，罐的数量、取向、尺寸或者形状对执行它们的过滤功能是不重要的。因此，各种能够承受正负压的装置可替代图1所示的元件。而且，虽然前面的描述包括多个即三个真空罐，但是应当认识到，本发明不限于该实施方式。例如，一个实施例采用了两个(参见图5)，其中至少一个罐可用于精加工，这将在下面进行描述。有效率地过滤材料并且从操作中选择性地移除一个或多个罐而不用停止整个工艺的目的同样可通过任何数量的罐很好地予以实现。

图2是本发明的平面图，除了前述的真空罐8之外其还示出压力罐10。压力罐10充当进一步过滤的机构，其典型地用以在已经通过真空罐清理了储存箱中的大尺度的碎屑之后提炼或“精加工”所述材料。为了实现该目标，压力罐10采用更细的过滤装置。例如，在一个实施例中，第一和第二压力罐使100μm量级的材料通过过滤器，而第三罐过滤过滤的颗粒量级降低到10μm。除了清理储存箱自身之外，本发明的该方面允许清理和提炼储存箱内容物例如柴油、气体以及其他可能有价值的材料。通过提供更高水平的过滤和精加工，包括但不限于燃料的储存箱内容物可回到商业上可用的状态。实现该功能的一个方面是通过所述设备使这些材料循环并且使它们返回到储存箱中。替代地，有价值的材料可转移到单独的箱或储存装置，用于储存或进一步处理。在一个实施例中，一旦材料路线已经选择为经过压力罐，它们可通过观察窗和出口回到储存箱，用于储存或进一步清理。在绕过压力罐或采用与压力罐串联的吸入罐之间选择的能力允许压力罐离线，用于清理、替换或者维护，同时继续过滤操作并避免昂贵的停工。

在本发明的一个实施例中，压力罐10用于与第一真空罐8a的筛网过滤器串联，但是不与之后的真空罐串联。理想地，大尺度的过滤操作已经在开始箱材料精加工之前被完成了。然而，本领域内的技术人员将认识到，这同样是本发明的一特征，即，这些材料可从粗过滤真空罐直接进入精加工阶段。为了提供可选择的流动方向的这个特征，除了出口阀之外，相应地，前述阀门14可定位为使流动转向。

除了进一步提炼材料之外，压力罐10以和上述方式相似的方式相对于真空罐8进行互连并且装备有多向流动阀门14。因为每个罐提供有执行和前述真空计的功能相似的功能的压力计，这些罐可从清理工艺选择性地停止并被移除，用于当超过阀值压力时过滤器替换、维护或者清理。从操作中移除压力罐的工艺还可通过前述的自动方法实现。

本发明的一个实施例还包括将用过或脏的过滤器罩在设备内的构件和能力。当过滤器从操作中移除时，它们可放置在内部的容器、罐或储存装置中，在此可允许它们排出，经受手动清洗，或经受任何次数的自动清理操作。本领域内的技术人员将认识到，虽然一个实施例在设备中执行了这些任务，但是容器或储存装置的位置对清理工艺不是关键的，并且可位于相对于设备的各个位置中。

在本发明的一个实施例中，箱清理设备2由构件或滑行装置6容纳以便于将设备输送到远处。然而，本领域内的技术人员将认识到，为了实现本文中所述的目标和目的，以该方式容纳所述设备2不是重要的。

图6示出可结合本发明使用的典型的储存箱16的横截面视图。在储存箱容纳某一最小量的已经收集在其内表面通常在底部处的材料、废物或污物18时开始大部分的清理操作。仅通过例子，该量可代表8-12英寸的材料，其中的3-5英寸可认为是废物。典型地，该种储存箱将具有预造孔或端口30、32，用于进入箱内部。本发明被设计成利用这些端口以插入和提取材料。第一端口30示出为进入箱的材料的接收器。在一个实施例中，从设备2延伸的管线22将材料带到箱16内，在那里材料可然后被导引通过在箱内的喷嘴20，所述喷嘴以将提供希望的清理特性的方式推进材料。在一个实施例中，从罐接收的(即，以前从箱吸入的)溶剂或流体被导向到喷嘴20，该喷嘴通过冲击清理逐步地处理箱的内表面。喷嘴20，其可由Gamajet^TM制造，供给高压力和质量的流以从箱的内表面移除碎屑。例如，喷嘴20可以是已经公开在美国专利No.6,561,199、No.6,123,271、No.5,954,271、No.7,063,274、No.5,823,435、No.6,460,533和美国专利申请No.2008/0142042中的喷嘴，前述专利和专利申请的整个公开内容以参考的方式被引入到本文中。优选地，喷嘴20操作作为可旋转的冲击清理装置。在本发明的优选实施例中，该喷嘴20可提供流速为大约每分钟25-50加仑，每平方英寸大约为70-100磅的清理材料，并且通过箱材料切割大约1.0英寸的的刈带。该装置提供了足够的覆盖面和清理能力以避免需要人员进入和从箱内手动清理。在本发明的一个实施例中，该喷嘴20通过在其自身压力下可变地改变位置来清理箱的整个内部。在另一实施例中，喷嘴20可通过人员交互进行控制。例如，喷嘴20可在箱外部由用户进行机械或电子控制以便清理希望的区域。本发明的另一实施例提供使用多个喷嘴以执行储存箱内部的冲击清理。例如，当箱足够大以致于需要超过一个入口喷嘴时，第二个喷嘴可插入到储存箱中，优选通过距离第一个喷嘴为较远距离位置的端口或人孔，并且执行相似的清理功能。通过一个或多个入口管线22转移的材料可包括清理后和循环的箱材料，例如石油产品，其充当溶剂并且在清理箱内部方面是有用的，同时在大致为闭合回路的工艺中重复循环，如本文所述。替代地，这些材料可包括与储存箱分开的另一箱或储存装置供给的其它溶剂，其在从储存箱移除废物方面是有效的。

从储存箱移除材料是通过真空软管24实现的，其中所述真空软管通过孔或人孔32进入并且优选沿着箱16的底部延伸并且至少部分地浸入到要被移除的材料18中。典型地，肋片软管或编织软管通常适合于该目的，除了它们的卷绕特性防止软管24沿着箱底直线分布，如图3所示。因此，本发明的一方面是在软管24内提供一种机构以允许在进入储存箱时能够弯曲以及防止该软管在插入后卷绕或收缩。这样的机构可包括应用到软管直径的内部或外部的盘簧28。而且，真空软管24装有一系列的进入点26，其可在真空软管24的端部处与主孔口结合或替代主孔口进行使用。这些进入点26的目的是提高到软管24的层流并且降低会由于单个进入点被碎屑堵塞而引起的系统故障的风险。

除了受污染的储存箱16之外，本发明的一个实施例还包括用于清理材料或溶剂的附加容器或箱。经常地，箱内容物18将需要溶剂或其他材料的加入物从箱16移除并且通过设备2经受过滤。因此，设备2可从要被清理的储存箱中或附加箱内抽取材料并将材料沉积。优选地，设备2从附加箱抽取清理材料或溶剂并且将溶剂沉积在储存箱内直到沉积可接受的量。之后，附加箱从设备2断开，清理和过滤操作在储存箱上进行，不用输入额外的溶剂。然而，本领域内的技术人员将认识到，可以在进行箱清理操作时连续加入来自附加箱的溶剂。

本发明的另一方面是提供一种方法和设备，用于可视检查储存箱的内部以给用户提供关于箱内容物和清洁度的信息。因此，在本发明的一个实施例中，照相机或类似的监视装置插入到储存箱的一个端口中并且给箱外部的用户提供可视信息。本领域内的技术人员将认识到，各种设备可用来实现该目标，包括但不限于，纤维光学照相机、传统的摄影机、镜子和静物摄影。

尽管已经详细地描述了本发明的各个实施例，但是，显然，本领域内的技术人员可以对这些实施例进行修改和改变。然而，要清楚地理解到，这些修改和改变落在本发明的如在权利要求限定的范围和精神内。

Claims (20)

1.一种用于清理储存箱的内表面的系统，包括：

真空泵，该真空泵互连到从所述储存箱吸取受污染的流体的真空软管；

连接到接收所述受污染的流体的所述真空泵的多个罐，所述多个罐包括可替换的过滤装置；

互连到所述多个罐的旁路系统，该旁路系统包括阀门，该阀门允许所述多个罐的一个或多个离线而不需要所述系统停止；

排出软管，用于使过滤后的流体从所述多个罐返回到所述储存箱；以及

互连到所述排出软管的喷嘴，该喷嘴接收所述过滤后的流体并且起到冲击清理装置的作用并且冲洗所述储存箱的内表面。

2.如权利要求1所述的系统，还包括与储存过滤后的流体的所述罐连接的辅助箱。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个罐包括具有负压的第一罐和具有正压的第二罐，其中所述第一罐从所述储存箱吸入受污染的流体并且所述第二罐进一步过滤所述受污染的流体。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述泵提供1.0－15.0马力。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述喷嘴是可旋转的冲击清理装置，该喷嘴以每分钟25－50加仑的流速和每平方英寸70－100磅供给受压流体。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述喷嘴的位置在储存箱外部进行控制。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述喷嘴被程控以在所述储存箱内可变地改变位置地进行清理。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个罐的第一罐罩住大尺度的过滤器并且所述多个罐的第二罐罩住具有比所述第一罐过滤更小尺寸的污染物的能力的过滤器。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第二罐罩住的过滤器是300μm的袋式过滤器。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个罐中的第三罐罩住比所述第二罐的所述过滤器的更低孔隙的过滤器。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述真空软管包括互连到所述真空泵的第一端和适于定位在所述储存箱内的第二端，所述第二端还包括多个进入点。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述第二端包括与该第二端连接的盘簧。

13.一种用于清理储存箱的内表面的方法，包括：

将入口管线的第二端引入到所述储存箱中，所述第二端包括喷嘴；

将真空软管的第二端引入到所述储存箱中，所述真空软管的第一端互连到泵并且所述真空软管的第二端定位在所述储存箱中并且与受污染的流体接触；

启动所述泵以从所述储存箱提取所述受污染的流体；

将所述受污染的流体引导到罩住过滤装置的第一罐；

将第一尺寸的污染物从所述第一罐中的所述受污染的流体中移除；

将所述受污染的流体引导到罩住过滤所述受污染的流体的过滤装置的第二罐；

从所述受污染的流体移除第二尺寸的污染物；以及

使过滤后的流体经由所述入口管线返回到所述储存箱，其中所述过滤后的流体被导引通过所述喷嘴以便可变地改变位置地清理所述储存箱的内表面。

14.如权利要求13所述的方法，还包括继续从所述储存箱吸取受污染的流体直到包含在该储存箱中的污染物低于期望水平。

15.如权利要求13所述的方法，还包括隔离所述第一罐和所述第二罐中的一个罐以使所述受污染的流体仅被导引到另一个罐。

16.如权利要求13所述的方法，还包括从所述第一罐和所述第二罐中的一个罐移除其中的过滤装置并且用另一过滤装置替换它。

17.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一尺寸包括较大的污染物，所述第二尺寸包括较小的污染物。

18.如权利要求13所述的方法，其中，所述真空软管的所述第二端沿着所述储存箱的底部定位。

19.如权利要求13所述的方法，其中，所述喷嘴被控制以清理所述储存箱。

20.如权利要求13所述的方法，还包括将溶剂加入到所述入口管线以促进所述储存箱的清理。

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