RU146942U1

RU146942U1 - DIFFERENTIAL GAS TANK REFLECTOR FOR STORAGE OF OIL AND OIL PRODUCTS

Info

Publication number: RU146942U1
Application number: RU2014129088/12U
Authority: RU
Inventors: Марат Булатович Кульмухамбетов; Роман Владиленович Василенок
Original assignee: Марат Булатович Кульмухамбетов; Роман Владиленович Василенок
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-10-20

Abstract

1. Дифференциальный газовый отражатель резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов, содержащий держатель с отражателем в виде конуса с углом при вершине 140-150°, обращенного вверх основанием, имеющего центральное отверстие для слива конденсата в вершине конуса, при этом держатель выполнен в виде вертикального патрубка с щелевым вырезом в нижней его части перед газовым отражателем таким образом, что отношение высоты щелевого выреза в каждой точке по окружности патрубка к длине отрезка, преходящего через ось патрубка от этой точки до стенки резервуара, равно постоянной величине, отличающийся тем, что ребра крепления отражателя выполнены в виде четырех равномерно расположенных по окружности треугольных пластин.2. Дифференциальный газовый отражатель по п. 1, отличающийся тем, что ребра крепления отражателя выполнены в виде равнобедренных треугольных пластин, основание которых превышает максимальный размер выреза по оси.1. Differential gas reflector of the tank for storing oil and oil products, containing a holder with a reflector in the form of a cone with an angle at an apex of 140-150 °, facing up with the base, having a Central hole for draining condensate at the top of the cone, while the holder is made in the form of a vertical pipe with a slot cut in its lower part in front of the gas reflector in such a way that the ratio of the height of the slot cut at each point around the pipe circumference to the length of the segment passing through the pipe axis from this point to the pipe ki reservoir, a constant value equal, characterized in that the fastening ribs of the reflector are in the form of four circumferentially equally spaced triangular plastin.2. The differential gas reflector according to claim 1, characterized in that the mounting ribs of the reflector are made in the form of isosceles triangular plates, the base of which exceeds the maximum size of the notch along the axis.

Description

Полезная модель относится к резервуарному оборудованию, в частности к средствам для уменьшения образования испарений в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов.The utility model relates to tank equipment, in particular, to means for reducing the formation of fumes in tanks for storing oil and oil products.

Известен резервуар с установленным под дыхательным клапаном диском-отражателем (Мацкин Л. А. и др. "Эксплуатация нефтебаз", М. "Недра", 1975 г. с. 337-338. Арбузова Ф.Ф. и др. "Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении", М. "Недра", 1981 г. с. 98-99).A well-known tank with a disk-reflector installed under the breathing valve (Matskin L.A. et al. "Operation of oil depots", M. "Nedra", 1975, pp. 337-338. Arbuzova F.F. et al. "Fighting losses of oil and oil products during their transportation and storage ", M." Nedra ", 1981, pp. 98-99).

Подвешенный под монтажным патрубком дыхательного клапана отражатель при "вдохе" резервуара препятствует распространению струи входящего в резервуар воздуха вглубь газового пространства, изменяя ее направление с вертикального на почти горизонтальное. Вследствие этого наиболее насыщенные слои паровоздушной смеси в газовом пространстве, находящиеся у поверхности продукта, не перемешиваются входящей струей воздуха. Перемешивание локализуется в слоях, примыкающих к кровле резервуара. Такой механизм перемешивания уменьшает концентрацию паров продукта в паровоздушной смеси, вытесняемой в атмосферу при последующем "выдохе" или заполнении резервуара, т.е. уменьшает потери от испарения. Применение отражателей, устанавливаемых под монтажным патрубком дыхательного клапана, является эффективным средством снижения выбросов углеводородов в воздушный бассейн.The reflector suspended under the breathing valve mounting pipe during “inspiration” of the reservoir prevents the jet of air entering the reservoir from expanding into the gas space, changing its direction from vertical to almost horizontal. As a result, the most saturated layers of the vapor-air mixture in the gas space located at the surface of the product are not mixed by the incoming air stream. Mixing is localized in layers adjacent to the roof of the tank. Such a mixing mechanism reduces the concentration of product vapors in the vapor-air mixture displaced into the atmosphere upon subsequent “exhalation” or filling of the tank, i.e. reduces evaporation losses. The use of reflectors installed under the mounting pipe of the breathing valve is an effective way to reduce hydrocarbon emissions in the air pool.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана резервуара для нефти и нефтепродуктов, имеющее держатель с газовым отражателем в виде конуса с углом при вершине 140-150 градусов, обращенного вверх основанием, с центральным отверстием на вершине для слива конденсата, при этом держатель выполнен в виде вертикального патрубка с щелевым вырезом в нижней его части перед газовым отражателем таким образом, что отношение высоты щелевого выреза в каждой точке по окружности патрубка к длине отрезка, проходящего через ось патрубка от этой точки до стенки резервуара, равно постоянной величине (см. описание к патенту RU 2078722, B65D 90/38, опубликовано 10.05.1997 г).The closest adopted for the prototype is a device for changing the direction of the air stream from the breathing valve of the reservoir for oil and oil products, having a holder with a gas reflector in the form of a cone with an angle at the apex of 140-150 degrees, facing up with the base, with a central hole at the top for discharge condensate, while the holder is made in the form of a vertical nozzle with a slotted cutout in its lower part in front of the gas reflector so that the ratio of the height of the slotted cutout at each point around the circumference the nozzle to the length of the segment passing through the axis of the nozzle from this point to the tank wall is equal to a constant value (see the description of patent RU 2078722, B65D 90/38, published on 05/10/1997).

Одним из недостатков прототипа является неопределенность количества и формы ребер, соединяющих конус газового отражателя и патрубок, между тем как всякое препятствие на пути воздушного потока существенно влияет на его характеристики, в частности снижает эффективность известного устройства изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана при заполнении и опорожнении резервуара. Идеальным с точки зрения равномерности распространения воздушного потока по подкровельному пространству было бы полное отсутствие каких бы то ни было элементов на пути потока, но конус должен иметь фиксацию относительно патрубка.One of the disadvantages of the prototype is the uncertainty in the number and shape of the ribs connecting the cone of the gas reflector and the nozzle, while any obstacle in the way of the air flow significantly affects its characteristics, in particular, reduces the effectiveness of the known device for changing the direction of the air stream from the breathing valve when filling and emptying reservoir. Ideal from the point of view of uniform distribution of air flow over the under-roof space would be the complete absence of any elements on the flow path, but the cone should have a fixation relative to the nozzle.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы известного устройства изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана при заполнении и опорожнении резервуара.The objective of the claimed utility model is to increase the operational efficiency of the known device for changing the direction of the air stream from the respiratory valve when filling and emptying the tank.

С целью решения указанной задачи предлагается ограничить число ребер четырьмя равномерно расположенными по окружности пластинами треугольной формы в плане с размером стороны, прилегающей к боковой поверхности патрубка, не менее максимальной высоты щелевого выреза в патрубке.In order to solve this problem, it is proposed to limit the number of ribs to four triangular-shaped plates uniformly spaced around the circumference in plan with the size of the side adjacent to the side surface of the nozzle not less than the maximum height of the slot cut in the nozzle.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез заявляемого устройства, на фиг. 2 - вид сверху.In FIG. 1 shows a vertical section of the inventive device, FIG. 2 is a plan view.

Заявляемая полезная модель содержит вертикальный патрубок 1, закрепленный на крыше резервуара 2, имеющий щелевой вырез 3. К патрубку 1 с помощью четырех равномерно расположенных по окружности ребер 4 прикреплен отражатель 5, имеющий центральное отверстие для слива конденсата 6. Наибольший эффект проявляется в случае применения ребер в виде пластин треугольной формы в плане с размером стороны, прилегающей к боковой поверхности патрубка, не менее максимальной высоты щелевого выреза в патрубке.The inventive utility model contains a vertical pipe 1, mounted on the roof of the tank 2, with a slotted cutout 3. To the pipe 1 using four evenly spaced ribs 4 is attached a reflector 5 having a central hole for draining condensate 6. The greatest effect is manifested in the case of using ribs in the form of plates of a triangular shape in plan with the size of the side adjacent to the side surface of the pipe, not less than the maximum height of the slotted cut in the pipe.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

При опорожнении резервуара ("входе") через дыхательный клапан (не показан) по вертикальному патрубку 1 в резервуар 2 начинает поступать воздух. При своем движении воздушная струя встречает препятствие в виде конического отражателя 5 и изменяет свое направление на радиальное, при этом отражатель 5 представляет собой конический насадок, через который из щелевого выреза в патрубке истекает затопленная свободная турбулентная струя воздуха. Ввиду того, что отношение высоты щелевого выреза 3 в каждой точке по окружности вертикального патрубка 1 к длине отрезка, проходящего от этой точки через ось патрубка до стенки резервуара 2, имеет постоянную величину, то на каждую единицу площади подкровельного газового пространства распределяется одинаковое количество засасываемого воздуха. Так как плотность воздуха меньше плотности паров нефти и нефтепродуктов, воздух накапливается в верхней части резервуара равномерно по всей площади. Как доказано для решения-прототипа, газовый отражатель 5, выполненный в виде конической поверхности с углом при вершине 140-150° позволяет перевести нижнюю границу воздушной струи в горизонтальную или близкую к горизонтальной плоскость, так как отклонение турбулентной воздушной струи после отрыва от конической поверхности составляет величину порядка 12-16°. Отверстия 6 предназначены для слива конденсата. Благодаря этому верхние слои воздуха не перемешиваются с газами, находящимися у поверхности жидкости даже при высоких взливах резервуара. Площадь канала, образованного поверхностью щелевого выреза 3 в вертикальном патрубке 1 и поверхностью отражателя 5, равная площади поперечного сечения патрубка 1, позволяет обеспечить плавное изменение скорости воздушной струи и более эффективно повлиять на ее распределение. Формированию потока в определенной степени способствуют и 4 соединительных ребра 4. Большее количество ребер приводит к более раннему размыванию (до того как струя воздуха достигнет стенок резервуара) турбулентного струйного пограничного слоя, ограничивающего ядро струи воздуха (Чугаев P.P. "Гидравлика", Л. "Энергия", 1982 г. с. 401-402). При наличии конденсата в газовом потоке и его осаждения на газовом отражателе он стекает через отверстие 6. Меньшее количество ребер не технологично и требует большей толщины ребер, что также сказывается на формировании воздушной струи.When the tank is empty ("inlet") through the breathing valve (not shown) along the vertical pipe 1, air begins to flow into the tank 2. During its movement, the air stream encounters an obstacle in the form of a conical reflector 5 and changes its direction to a radial one, while the reflector 5 is a conical nozzle through which a flooded free turbulent air stream flows from a slot in the nozzle in the nozzle. Due to the fact that the ratio of the height of the slotted cutout 3 at each point around the circumference of the vertical nozzle 1 to the length of the segment passing from this point through the axis of the nozzle to the wall of the tank 2 is constant, then the same amount of intake air is distributed for each unit of the under-roof gas space . Since the density of the air is less than the vapor density of oil and oil products, air accumulates in the upper part of the tank evenly over the entire area. As proved for the solution of the prototype, the gas reflector 5, made in the form of a conical surface with an angle at the apex of 140-150 ° allows you to translate the lower boundary of the air stream into a horizontal or close to horizontal plane, since the deviation of the turbulent air stream after separation from the conical surface is a value of the order of 12-16 °. Holes 6 are designed to drain condensate. Due to this, the upper layers of the air are not mixed with gases located at the surface of the liquid even with high tank spills. The area of the channel formed by the surface of the slotted cutout 3 in the vertical pipe 1 and the surface of the reflector 5, equal to the cross-sectional area of the pipe 1, allows for a smooth change in the speed of the air stream and more effectively affect its distribution. 4 connecting ribs contribute to a certain degree to the flow formation. A larger number of ribs leads to earlier erosion (before the air stream reaches the tank walls) of the turbulent jet boundary layer bounding the core of the air stream (Chugaev PP “Hydraulics”, L. “Energy ", 1982, pp. 401-402). In the presence of condensate in the gas stream and its deposition on the gas reflector, it flows through the opening 6. A smaller number of ribs is not technologically advanced and requires a greater thickness of the ribs, which also affects the formation of the air stream.

При заполнении резервуара ("выходе") из его газового пространства через дыхательный клапан (не показан) по вертикальному патрубку 1 в первую очередь вытесняется равномерно распределенный под кровлей резервуара воздух, причем его приток к клапану с разных радиальных направлений происходит в объемах, соответствующих высоте щелевого выреза 3. Это обеспечивает равномерный отбор воздуха со всего подкровельного пространства резервуара. Испарение жидкого продукта становится несущественным вследствие сохранения над ним насыщенного парами продукта слоя.When filling the tank ("outlet") from its gas space through a breathing valve (not shown) through the vertical pipe 1, air uniformly distributed under the roof of the tank is first displaced, and its inflow to the valve from different radial directions occurs in volumes corresponding to the height of the slot cutout 3. This ensures uniform air intake from the entire under-roof space of the tank. Evaporation of a liquid product becomes insignificant due to the preservation of a layer saturated with vapor of the product over it.

Использование минимального количества элементов жесткости конструкции в виде треугольных пластин в полости дифференциального газового отражателя для изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана позволяет мягко при высокой степени однородности удельной загрузки сосредоточить поступающий в резервуар при "вдохе" воздух по всему сечению резервуара в его верхней части и при "выдохе" в первую очередь вывести воздух без смешения с парами жидкого продукта, не нарушая насыщенного парами продукта слоя. Это дает возможность дополнительно по отношению к известным аналогичным техническим решениям снизить потери нефти и нефтепродуктов из резервуаров от испарения, сократить объемы вредных выбросов в атмосферу, уменьшить загазованность резервуарных парков, повысить пожаробезопасность промышленных объектов.Using the minimum number of structural stiffeners in the form of triangular plates in the cavity of the differential gas reflector to change the direction of the air stream from the breathing valve allows you to gently, with a high degree of uniformity of specific loading, concentrate the air entering the tank during “inspiration” over the entire cross section of the tank in its upper part and at "exhalation" primarily remove air without mixing with the vapors of the liquid product, without violating the layer saturated with the product vapor. This makes it possible, in addition to known similar technical solutions, to reduce the loss of oil and oil products from reservoirs from evaporation, to reduce the amount of harmful emissions into the atmosphere, to reduce the gas contamination of tank farms, and to increase the fire safety of industrial facilities.

Claims

1. Differential gas reflector of the tank for storing oil and oil products, containing a holder with a reflector in the form of a cone with an angle at an apex of 140-150 °, facing up with the base, having a Central hole for draining condensate at the top of the cone, while the holder is made in the form of a vertical pipe with a slot cut in its lower part in front of the gas reflector in such a way that the ratio of the height of the slot cut at each point around the pipe circumference to the length of the segment passing through the pipe axis from this point to the pipe ki reservoir, a constant value equal, characterized in that the fastening ribs of the reflector are in the form of four circumferentially equally spaced triangular plates.

2. The differential gas reflector according to claim 1, characterized in that the mounting ribs of the reflector are made in the form of isosceles triangular plates, the base of which exceeds the maximum size of the notch along the axis.