CN112888844A - 液态烃传输系统和组件 - Google Patents

Abstract

一种用于泵送烃类散装流体的系统(10)，该系统包括：气动旋转或往复式的正排量泵(16)，该泵(16)与容纳所述烃类散装流体的罐(14)流体连通。该泵(16)包含入口(15)和出口。过滤器(46)或滤网被容纳在该入口(15)内，用于从散装流体中去除残渣。还设置了注油器(152)，用于将油和/或防冻剂混合物注入到向气动正排量泵(16)提供的空气流中。还提出了将诸如烃类燃料的散装流体从一个罐泵送到另一个罐的方法。

Description

液态烃传输系统和组件

技术领域

本发明涉及一种液态烃传输组件，该液态烃传输组件将液体从多存储设施中的一个罐移动到另一个罐。应当理解，如在一优选实施例中，被传输的流体可以是烃类或燃料，或者它可以是由客户确定的另一种散装流体。

背景技术

液态烃是从原油中提炼的。这些烃类包括煤油、用于压缩燃烧机的柴油、航空燃料、用于蒸汽发电厂的重燃料、用于涡轮发动机的燃料，以及用于具有火花点火系统的汽油发动机的燃料。这些燃料中的每一种都经过精炼以用于特定用途。这些烃类中的每一种通常都具有不同的等级。一些烃类取决于一年中的时间和在世界上的位置而变化。如果需要，则可以将添加剂与烃类混合。

液态烃类存储在大型储罐中，直到需要将它们用于其预定用途为止。大型储罐位于所谓的罐场中。这些罐场通常位于对罐内所包含的烃类有需求的区域。

罐场中的储罐彼此分开，并且通常被护堤包围。护堤可以容纳它们所包围的一个或多个罐的任何泄漏物。

烃类是可燃的。发生火灾时，为了安全起见，应对护堤以及罐之间的空间进行设计，以防止火从一个储罐蔓延到相邻的罐。

储罐具有水平钢制底板和竖直筒形壁。通常在缸壁和水平底板之间设置有凹入区域或集存槽。该凹入区域或集存槽形成一个凹槽，该凹槽容纳一些液体并且适应水平底板和筒形壁之间的某些移动。该移动是由于温度变化以及储罐中所包含的液体重量的变化而引起的。

罐顶由存储在罐内的液体支撑。随着液体燃料从储罐中被排放，罐顶向下移动。将燃料泵送到储罐中迫使罐顶向上。在平顶和筒形壁的内侧表面之间设置有密封件。

罐顶的向下移动受到限制。限制向下移动防止顶部密封件与筒形壁中的管连接件之间的干扰，这些管连接件是用于液体从储罐流入和流出的通路。限制罐顶向下移动还有助于在必要时通过未密封的开口进入空罐，以便进行检查和清洁。

经常需要清空一个储罐以接收不同的烃类。罐场可以例如具有两个储罐，所述两个储罐包含相同燃料且部分为空。通过将燃料从第一罐传输到第二罐，可以清空第一罐并且自由接收不同的燃料。

一种用于从储罐中移出烃类的当前系统包括使用具有真空系统和压力容器的车辆。压力容器连接到储罐，以通过软管被填充和清空。在真空系统将燃料吸入到压力容器中时，真空系统从压力容器中抽出空气。从压力容器排放的空气趋向于收集从液态烃中释放或挥发的蒸气。从真空容器排放的空气被排放到周围的大气中，并且所述空气通常包括烃类蒸气。结果，烃类蒸气有时会聚集在被抽空的罐的护堤内。例如，当前已知的典型泵送系统具有驱动真空系统的柴油发动机。在有最小风的某天，柴油发动机从大气中吸入产生的燃料蒸汽，并且由于驻留的燃料蒸汽，在发动机关闭后，柴油发动机可能会继续运行。因此，从操作的观点来看，除了将烃类释放到大气中是有害的，还认为聚集在周围区域中的烃类蒸气代表着安全问题。

在压力容器装满后，将系统与固定的储罐断开连接，并且将真空卡车移至燃料排放站或接收罐。因此，当前系统的购买和操作相对昂贵。当前系统也相对较慢。当由于泵送时间长而使储罐闲置时，罐的所有者通常必须就罐缴纳税款或费用，即使储罐处于闲置状态也是如此。

隔膜泵已用于将油从一个罐传输到另一个罐。一个缺点是隔膜泵在较冷的天气下会冻结，并且在冻结时，泵送要么停止要么明显减慢。实质上，驱动泵的空气中的水分会在隔膜上结冰，因此泵送停止或明显减慢。此外，某些隔膜泵送系统通常相对较慢地泵送，因此，泵送时间延长，从而增加了罐的操作者/所有者的操作成本。

使用其它类型的泵(诸如，可选的旋转排量泵)的另一项挑战包括残渣从散装流体罐流入泵的倾向。当残渣流入到泵中时，由于泵的堵塞区域，泵的运行可能会受到阻碍或停止。

发明内容

便携旋转式或往复式的正排量泵组件可以解决上述问题。泵组件仅是气动的，并且重要的是，如本领域中通常所见，该泵组件不由柴油发动机提供动力。泵组件在泵的入口处还装有过滤器或滤网，因而所有泵送的流体都通过滤网，以确保没有残渣堵塞或阻塞泵组件。在操作中，烃类或散装流体罐与泵组件流体连通，从而将流体从一个罐快速传输到另一个罐、容器或储液器。因此，基本上或完全消除了碳氢化合物或燃料蒸气向该区域的释放。

附图说明

在以下描述和附图中公开了本发明的当前优选实施例，其中：

图1示出了根据本发明的便携式和移动泵组件的示意图。

图2示意性地示出了本发明的便携式和移动泵组件的透视图和示意图。

图3示意性地示出了根据本发明的燃料储罐。

具体实施方式

根据本发明，液态烃传输设备10包括空气压缩机12，该空气压缩机12在优选地与储罐14间隔开的位置处(即，在包含储罐14的护堤的外部)，其中使储罐14容纳有散装流体，诸如例如烃类燃料。液态烃类传输泵组件16定位成靠近储罐14，优选位于包含储罐14的护堤内的某处。烃类传输泵组件16通过细长的空气供应软管20可操作地连接到空气压缩机12。空气压缩机12优选地位于容纳储罐的护堤的外部。燃料传输泵组件16通过主柔性烃类排放管28连接到储罐14上的第一出口阀22。

烃类传输泵组件16还可以通过辅助柔性烃类排放管30连接到第二出口阀24。如图所示，包含在烃类传输泵组件16内的入口15可以包含多个子入口(未示出)，每个子入口均与柔性烃排放管(诸如第一和第二柔性烃排放管28和30)流体连通。泵排放口32通过柔性烃传输管38连接到接收储罐36上的接收阀34。

一个实施例的示例性空气压缩机12具有每分钟一百八十立方英尺(cfm)的额定容量。空气压缩机12可以包括封闭的壳体42。压缩机壳体42保护驱动单元和空气压缩机12不受雨雪的影响。例如，采用的压缩机驱动单元可以是内燃机或电马达。通常选择柴油发动机用于罐场，并且可以将柴油发动机用于驱动压缩机。消声器43通常用于减少噪声。例如，压缩机壳体42可以安装在拖车框架(未示出)上。拖车可以通过机动车辆移动。然而，壳体42可以被运载在卡车或货车上。压缩机壳体42也可以设置在滑橇上并且在使用期间卸载到地面上。在该实施例中，从压缩机壳体42通过内径为0.75英寸的绝缘软管44提供压缩空气。在相对凉爽的天气期间，绝缘软管44用于防止绝缘软管44内的水凝结和冻结。同样，空气压缩机12优选地位于罐护堤的外部，以增强操作的安全性。

液态烃传输泵组件16包括过滤器组件46，该过滤器组件46具有过滤器入口凸缘48和过滤器出口凸缘50。如在该实施例中提供的那样，两个凸缘48和50可以均具有四英寸的直径。在又一个实施例中，凸缘均可以具有三英寸的直径。入口凸缘48固定到过滤器壳体52。过滤器51可移除地容纳在过滤器壳体52内，用于筛滤(straining)或过滤燃料或散装流体的入口流。过滤器出口凸缘50也与入口凸缘48相对地固定到过滤器壳体52。过滤器组件46的顶盖54通过螺栓56夹紧到过滤器壳体52。过滤器组件46和过滤器51因此分离可能损坏燃料传输泵组件16的与散装流体或烃类混合的材料。必要时，可以拆下顶盖54以清洁过滤器组件46。入口适配器58具有入口适配器凸缘60和固定到该入口适配器凸缘60的入口管62。螺栓64将入口适配器凸缘60夹到过滤器入口凸缘48上。出口适配器66具有出口适配器凸缘68和固定到该出口适配器凸缘68的出口管70。螺栓72将出口适配器凸缘68夹到过滤器出口凸缘50上。入口管62和出口管70例如可以具有直径为三英寸或四英寸的管通路，或者它们可以根据设计标准而有所不同。在优选实施例中，入口管62可以与出口管70同轴对准。

入口适配器58的入口管62连接到主柔性燃料排放管28。如上所述，排放管28连接到第一出口阀22。示例性的第一出口通路76延伸穿过烃储罐14的筒形壁78，并且定位在罐水平底板80上方和罐顶82下方。第一出口阀22与第一出口通路76流体连通，以方便从罐14流出。多个顶板支撑块84附接到罐14，并且当罐顶82处于最底部位置时，该多个顶板支撑块84支撑罐顶82。如图3所示，支撑块84在出口通路76上方竖直地延伸，以确保罐顶82悬置在所有这些出口通路的上方。

因此，第一出口阀22与柔性烃类燃料排放管28流体连通，该柔性烃燃料排放管28又与入口适配器58的入口管62流体连通。主柔性烃类排放管28的内径优选地与附接至过滤器组件46的入口管62的内径相同。然而，在又一实施例中，柔性排放管28的直径与入口管62的直径之比可以在1.0:1.0比率至1.0:1.5的比率的范围内。相信这种关系有利地帮助泵更有效地从罐中泵出内容物。

烃类传输泵组件16具有入口端86和出口端88。泵组件16是选自旋转动力泵或往复式动力泵的正排量泵。重要的是，气动隔膜正排量泵由于上面讨论的缺点而不被考虑。高曼·鲁普(Gorman Rupp)、罗珀(Roper)和布莱克默(Blackmer)是也可以根据本发明使用的正排量泵的示例性制造商。如这些图中所示，泵组件16实际上是罗珀(Roper)正排量泵16a，其与示例性的加气泵150组合以驱动罗珀(Roper)正排量泵16a。入口泵口86例如通过螺栓连接至泵壳体90。凸轮锁快速连接器94附接到过滤器组件46上的出口管70，接合入口端86，并且将过滤器组件46锁定到传输泵组件16。通过过滤器组件46并且进入到传输泵16a中的通路具有限定通路96的优选的三英寸直径。主柔性排放管28优选地具有最小的长度和三英寸的内径。在第一出口阀22上方的储罐14中的烃类液体提供压力，以迫使烃类液体通过管道28并且流向传输泵组件16。根据本发明，烃类传输泵组件16从储罐14排泄液体，并且与从罐14流出的烃类燃料的势能协同地运行。

如图1所示，辅助柔性烃排放管30可以通过烃储罐14的罐筒形壁78附接到第二出口通路98。第二出口通路98可以与邻近筒形壁78的罐凹槽100连通，并且在罐水平底底板部分80的下方。罐凹槽100环绕水平底板部分80，并且形成罐底板80的径向延伸部分。辅助柔性烃排放管30邻近过滤器入口凸缘48地与主柔性烃类排放管28接合。来自两个管道28和30的液态烃类流在过滤器入口凸缘48处接合。两个接合管提高了进入到泵组件16中的流量。烃类柔性传输管38的另一端附接到接收储罐36上的接收阀34。

柔性烃类传输管28、30和38被尺寸为适应储罐14和接收罐36之间的距离。换句话说，在操作中，泵组件16与入口罐14和接收罐36流体连通，从而当从入口罐14和接收罐36传输散装流体时，避免了多次处理泵送系统和散装流体的需要。理想地，泵组件16定位在保持罐14和传输或接收罐36之间，从而减少了流体的传输时间，从而仅需要流体的一次传输，并且产生最小的罐扰动。换句话说，与从罐到卡车且然后被移动并且被传输到第二罐相反，在本系统中，流体从罐传输到罐。这减轻了溢出的可能性，同时还使进入护堤内空气中的燃料烟气量降至最低。另一个结果是，泵送速率与由标准方法呈现的泵送速率比相对更快，且在传输期间软管较少敞开，并且传输软管上的应力明显更小。这样，与已知的传输系统相比，由于燃料被迅速地传输，本发明为罐提供了相对减少的停机时间。

再次参考烃类传输泵组件16，齿轮箱148被附接到空气马达150并且由空气马达150驱动，该空气马达150由空气压缩机12供应的空气驱动。如上所述，在优选实施例中，传动比可以在3:1至4:1的范围内。已经发现，利用本发明的泵送系统，该传动比产生更高的效率。此外，除了本系统的其它优点之外，还可以容易地控制抽吸速率，以通过排空过程更彻底地传输最后几加仑，而在传输期间的涡流则明显更少。

在优选实施例中，空气马达150具有九马力的额定功率，但是，可以施加任何合适的功率。来自封闭的压缩机壳体42中的空气压缩机12的空气通过空气供应软管20供应压缩空气(供应到空气马达150)。压缩空气被空气干燥器和注油器152接收。干燥的空气和一些油通过干燥空气供应管154排放。分离的水通过排放管156排放。干燥空气供应管154连接到空气马达150上的空气供应口158。空气马达150上的空气排放口159接纳排放管160，其中排放管160可以包括消声器162。油通过储油器盖164添加(insert)到空气干燥器和注油器152中。在本发明的又一形态中，可以以有效的数量将油与燃料防冻剂组分混合。例如，在一优选实施例中，油/防冻剂比率在任何地方都可在20:80至80:20的体积比范围内，并且优选为50:50的体积比。已经发现，通过将燃料防冻剂与注油器152中的油结合使用，可以减轻在诸如隔膜泵之类的气动泵的情况下在寒冷温度期间通常伴随的冻结。不仅在泵上存在较小的应力，而且由于减轻了泵内结冰的趋势，因此传输软管上的应力也较小。附接到空气马达150的减速齿轮箱148驱动齿轮箱驱动轴146，其中，内齿轮由此驱动泵16。在一优选实施例中，齿轮箱148的传动比可以从3:1比率至4:1比率。

管道180附接到泵出口88。压力表182附接到管道180，以测量在泵16的出口处的液态烃类的输出压力。可以将第一球阀(未示出)设置成当不需要压力测量时可关闭以保护压力表182。第二球阀(未示出)可以设置在管道180中，并且可以在液体烃类燃料传输开始之前打开第二球阀以从系统通气。第二球阀通常会关闭。

过滤器组件46、正排量泵组件16和空气马达150安装在托架框架190上。一个或多个轮子可以支撑框架190的前端。因此，框架190的一端可以包含单个轮192，用于使组件16转向。框架190的第二端由轮轴196和两个轮子198支撑。整个框架190和所附接的部件可以根据地形由小型全地形车或由一个或两个人手动地在护堤上移动，直至移动到要排空的储罐14。

空气马达150和齿轮箱148安装在容纳在框架190内的支撑梁202上。挂钩组件200可以附接到牵引车或被手动拉动。例如，滑架框架190可以安装在两个轮子198上，或者滑架框架190可以安装在没有轮子或代替轮子的两个滑橇上。

在本发明的又一形态中，泵送烃类流体的方法包括以下步骤：提供气动旋转或往复式的正排量泵；提供与泵流体连通的空气供应装置，以驱动泵；向泵的入口提供烃类流体；以及通过泵来泵送烃类流体，并泵送出泵的出口。前述方法可以进一步包含以下附加步骤：提供注油器，该注油器包含油性组合物，且与空气供应装置流体连通；以及将该组合物注入到空气供应装置中，以给空气马达上油。此外，上述方法还可以包括以下步骤：提供注油器，该加油器包含含有油和燃料防冻剂的组合物，该注油器与空气供应装置流体连通；将该组合物注入到空气供应装置中，以给空气马达上油并除冰。燃料防冻剂可以是通常添加到机动车辆中的任何防冻剂或除冰剂，例如，以防止化油器内的燃料结冰。

应当进一步理解的是，上述仅仅是本发明各种实施例的详细描述，在不脱离本发明范围的情况下，可以根据本文的公开内容对所公开的实施例进行多种改变。因此，前面的描述并不意味着限制本发明的范围。而是，本发明的范围仅由所附权利要求及其等同物来确定。

Claims (14)

1.一种泵组件，包括：

旋转或往复动力的正排量泵，所述泵包含入口和出口；

空气马达，所述空气马达适于与空气供应装置和所述正排量泵流体连通，以便驱动所述泵；和

过滤器构件，所述过滤器构件被容纳在所述入口内，用于筛滤散装流体。

2.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述泵是包含驱动齿轮的旋转正排量泵，所述驱动齿轮被定尺寸为相对于每个齿轮各自的直径具有3:1至4:1的尺寸比。

3.根据权利要求1所述的泵组件，还包括注油器，所述注油器适于与所述空气马达流体连通，以将油注入到所述空气供应装置中。

4.根据权利要求1所述的泵组件，还包括注油器，所述注油器适于与所述空气马达流体连通，以将油和/或燃料防冻剂混合物注入到所述空气供应装置中。

5.根据权利要求1所述的泵组件，还包括：

联接到所述入口的第一入口软管，

其中，所述第一入口软管具有第一直径，并且所述入口具有第二直径，并且所述第一直径与所述第二直径的尺寸比在1:1至1:1.5的范围内。

6.根据权利要求5所述的泵组件，还包括第二入口软管，其中，所述入口联接到所述入口软管，并且其中所述第二入口软管具有第三直径，并且所述第三直径与所述第二直径的尺寸比在1:1至1:1.5的范围内。

7.一种泵组件，包括：

旋转或往复动力的正排量泵，所述泵包含入口和出口；

空气马达，所述空气马达适于与空气供应装置流体连通，用于驱动所述泵；

注油器，所述注油器适于与所述空气供应装置流体连通；和

过滤器构件，所述过滤器构件被容纳在所述入口内，用于筛滤散装流体。

8.根据权利要求7所述的泵组件，所述泵组件包含含有油的组合物，所述组合物被容纳在所述注油器内并且适于与所述空气供应装置流体连通。

9.根据权利要求7所述的泵组件，所述泵组件包含含有油和燃料防冻剂的组合物，所述组合物被容纳在所述注油器内并且适于与所述空气供应装置流体连通。

10.根据权利要求9所述的泵组件，其中，所述油和燃料防冻剂以大约50:50的体积百分比比率作为混合物提供。

11.一种泵送烃类流体的方法，所述方法包括以下步骤：

提供气动旋转或往复式的正排量泵；

提供与所述泵流体连通的空气供应装置，以驱动所述泵；

向所述泵的入口提供烃类流体；和

将所述烃类流体通过所述泵泵送，并且从所述泵的出口泵出。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

提供注油器，所述注油器容纳油性组合物，并与所述空气供应装置流体连通；和

将所述组合物注入到所述空气供应装置中。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

提供注油器，所述注油器容纳含有油和/或燃料防冻剂的组合物，且与所述空气供应装置流体连通；和

将所述组合物注入到所述空气供应装置中。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

在将所述烃类流体泵送通过所述泵之前，对所述烃类流体进行过滤。

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