RU201535U1

RU201535U1 - Сопло веерное

Info

Publication number: RU201535U1
Application number: RU2020121073U
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Максимов; Николай Владимирович Иванов
Original assignee: Алексей Юрьевич Максимов; Николай Владимирович Иванов
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2020-12-21

Abstract

Полезная модель относится к устройствам общего назначения, в частности, к распылительным насадкам, монтируемым на трубопроводах, перекачивающих жидкости, и предназначена для перемешивания нефти/нефтепродуктов в резервуаре для их хранения. Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание устройства, повышающего эффективность очистки внутренней поверхности резервуаров от донных отложений за счет исключения образования застойных зон в наиболее нагруженных участках резервуара. Поставленная техническая проблема решается тем, что в веерном сопле, содержащем камеру, средство для размыва донных отложений в виде круговой щели, средство для перемешивания продукта по объему резервуара в виде подсоединенных к камере патрубков, каждый из которых оканчивается соплом, имеющим заданный наклон к плоскости днища резервуара и на конце которого установлена насадка, включающая размещенные последовательно и соосно по направлению транспортирования продукта конфузор и диффузор, длина насадки и расстояние от торца патрубка до торца установлены заданным образом. При этом диаметр выходного отверстия конфузора и диаметр входного отверстия диффузора равны между собой, а входные кромки конфузора и выходные кромки диффузора выполнены скругленной формы. Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении качества очистки внутренней поверхности резервуаров от донных отложений и сокращении времени на проведение очистки резервуара. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам общего назначения, в частности, к распылительным насадкам, монтируемым на трубопроводах, перекачивающих жидкости, и предназначена для перемешивания нефти/нефтепродуктов (далее - продукт) в резервуаре для их хранения.

Следует отметить, что на днищах резервуаров с течением времени при длительной эксплуатации накапливается осадок, сокращающий полезную емкость и затрудняющий эксплуатацию резервуаров, а также приводящий к возникновению коррозионных разрушений. Поэтому основательный размыв донного осадка является чрезвычайно важным при эксплуатации резервуаров и емкостей.

Для удаления донного осадка используются различные размывочные головки, искусственно поддерживающие во взвешенном состоянии содержащиеся в нефти примеси, например, размывочная головка для нефтеналивного резервуара по патенту на полезную модель №39286 (МПК В05В 1/06. Опубликовано: 27.07.2004. Бюл. №21).

Размывочная головка для нефтеналивного резервуара содержит подключенный к напорному трубопроводу пустотелый корпус с круговой боковой поверхностью, имеющий в нижней части круговую щель, служащую соплом головки, направление истекающего потока из которого ориентировано веерно горизонтально, в которой боковая поверхность корпуса выполнена в виде малого наружного и большого внутреннего соосных конусов, между которыми образовано второе круговое сопло с направлением истекающего потока, ориентированным вдоль образующих корпуса.

Недостаток известной головки заключается в том, что даже размытый осадок остается в придонном слое резервуара, и для определения действительного качества нефти приходится применять различные дополнительные устройства - пробоотборники, как, например, пробоотборник по патенту на полезную модель №44788 (МПК F16T 1/00. Опубликовано: 27.03.2005. Бюл. №9).

Известна также размывочная головка для нефтеналивного резервуара, содержащая подключенный к напорному трубопроводу и размещенный в резервуаре пустотелый конус, сопло которого выполнено в виде, по меньшей мере, одной круговой щели, ориентированной верно горизонтально, в которой вблизи конуса свободно вращательно смонтирована крыльчатка, тангенциально окружности вращения лопастей которой ориентировано другое сопло, также подключенное к напорному трубопроводу (патент на полезную модель №48485, МПК В05В 1/06. Опубликовано: 27.10.2005. Бюл. №30).

Однако было установлено, что в некоторых случаях известная размывочная головка теряет свою эффективность, которая, например, снижается в результате хранения нефтепродукта при пониженной температуре окружающего воздуха: вязкость нефтепродукта возрастает и интенсивность вращения крыльчатки падает. Более того, например, при выпадении осадка и попадании его или других посторонних включений в сопряжения между подвижными элементами крыльчатки и взаимодействующими с ними неподвижными элементами на трубопроводе вращение крыльчатки и, следовательно, перемешивание нефтепродукта может прекратиться.

Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности существенных признаков является сопло веерное, содержащее камеру, средство для размыва донных отложений в виде круговой щели, средство для перемешивания продукта по объему резервуара в виде подсоединенных к камере патрубков, каждый из которых оканчивается соплом, имеющим заданный наклон к плоскости днища резервуара и на конце которого установлена насадка, включающая размещенные последовательно и соосно по направлению транспортирования продукта конфузор и диффузор (https://aurora-oil.ru/sku/rezervuarnoe-oborudovanie/veernye-sopla-ustrojstva-razmyva-otlozhenij/soplo-veernoe-sv-1200g/).

Недостаток этого веерного сопла заключается в том, что оно не обеспечивает в полной мере размыв донного осадка из-за того, что при циркуляции образуются застойные зоны пониженных скоростей, в окрестности которых (в частности, около стенок резервуара) размыв отложений минимален, что в свою очередь влечет необходимость доочистки - ручной или механизированной.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание устройства, повышающего эффективность очистки внутренней поверхности резервуаров от донных отложений за счет исключения образования застойных зон в наиболее нагруженных участках резервуара.

Поставленная техническая проблема решается тем, что в веерном сопле, содержащем камеру, средство для размыва донных отложений в виде круговой щели, средство для перемешивания продукта по объему резервуара в виде подсоединенных к камере патрубков, каждый из которых оканчивается соплом, имеющим заданный наклон к плоскости днища резервуара и на конце которого установлена насадка, включающая размещенные последовательно и соосно по направлению транспортирования продукта конфузор и диффузор, длина насадки установлена в соответствии с выражением: S≥(3…5) D, где S - длина насадки; D - диаметр патрубка, а расстояние от торца патрубка до торца конфузора - исходя из соотношения: L=(0,2…0,7) D, где L - расстояние от торца патрубка до торца конфузора. Причем диаметр выходного отверстия конфузора d_к и диаметр входного отверстия диффузора d_д равны между собой d_к=d_д, а входные кромки конфузора и выходные кромки диффузора выполнены скругленной формы с радиусом скругления R, равным R=0,1⋅D, где R - радиус скругления входных кромок конфузора/выходных кромок диффузора; D - диаметр патрубка.

Проведенные в ООО «Аврора» эксперименты показали, что коэффициент эжекции достигает своего максимума при длине насадки S≥(3…S) D, где S - длина насадки; D - диаметр патрубка, и расстоянии от торца патрубка до торца конфузора L=(0,2…0,7) D, где L - расстояние от торца патрубка до торца конфузора; D - диаметр патрубка, повышая эффективность процесса смешивания транзитного (эжектирующего) потока с перемешиваемым (эжектируемым) продуктом.

Равенство диаметров выходного отверстия конфузора d_к и входного отверстия диффузора d_д снижает потери напора и кинетической энергии транзитного потока, что повышает эффективность размыва донных осадков в застойных зонах.

И выполнение входных кромок конфузора и выходных кромок диффузора скругленной формы с радиусом скругления R, равным R=0,1 D, где R - радиус скругления входных кромок конфузора/выходных кромок диффузора; D - диаметр патрубка, снижает потери напора и кинетической энергии транзитного потока, что также повышает эффективность размыва донных осадков в застойных зонах.

При вышеуказанных соотношениях эффективность предлагаемого сопла веерного на 4-6% выше эффективности прототипа.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении качества очистки внутренней поверхности резервуаров от донных отложений и сокращении времени на проведение очистки резервуара.

На фиг. 1 показано сопло веерное, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - сопло веерное, вид в плане; на фиг. 3 - несъемная насадка, в разрезе; на фиг. 4 - фиг. 3, разрез по А - А; на фиг. 5 - съемная насадка, в разрезе; на фиг. 6 - фиг. 5, разрез по Б - Б.

Сопло веерное содержит (фиг. 1, 2) камеру 1, которую из конструктивных соображений (удобство изготовления и монтажа) целесообразнее выполнять цилиндрической. К камере 1 радиально окружности щели 2 подсоединены патрубки 3, каждый из которых оканчивается соплом 4, имеющим заданный наклон к плоскости днища резервуара 5. На конце каждого сопла 4 установлена насадка 6, включающая размещенные последовательно и соосно по направлению транспортирования продукта конфузор 7 и диффузор 8. Насадка 6 может быть связана с соплом 4 патрубков 3 неразъемно, например, с помощью приваренных к конфузору 7 и к соплу 4 пластин 9, образующих при этом отверстия 10 (фиг. 3, 4). Или же насадка 6 может быть выполнена съемной (фиг. 5, 6), например, с помощью приваренной встык к конфузору 7 муфты 11 с отверстиями 12 и внутренней резьбой 13, соответствующей выполненной на патрубке 3 резьбе 14. Муфта 11 вместе с насадкой 6 наворачивается на патрубок 3 и фиксируется контргайкой 15. Резьбовое соединение 13, 14 создает возможность регулировки и точной установки расстояния L от торца патрубка 3 до торца конфузора 7 в процессе эксплуатации, что в свою очередь позволяет регулировать интенсивность эжекции. Кроме того, выполнение насадки 6 съемной повышает ремонтопригодность установки.

Устройство работает следующим образом.

При закачке в резервуар или в процессе рециркуляции продукт через напорную трубу 16 под давлением попадает в камеру 1, конфузор 7 и средство для размыва донных отложений в виде круговой щели 2 (фиг. 1, 2). Выходя из щели 2 веерной турбулентной струей, продукт выбрасывается по днищу резервуара 5, смывая с днища осадок и оставляя его во взвешенном состоянии в нижней части резервуара 5. А поток продукта, проходящий через конфузор 7, создает в нем разрежение, эжектируя вторичный (эжектируемый) поток, поступающий за счет всасывания продукта из резервуара 5 в конфузор 7 через отверстия 10 или 12 (фиг. 3, 5). Далее эжектирующий и эжектируемый потоки смешиваются в диффузоре 8 насадки 6 и направленной струей, выходящей из диффузора 8 с большой скоростью, подхватывают взвешенный осадок, находящийся в том числе в застойных зонах, и перемешивают его по всему объему резервуара 5. Размыв донных осадков при заявленных соотношениях размеров элементов насадки 6 отличается большей эффективностью, не позволяя скапливаться донным отложениям в резервуаре 5 и способствуя выносу нефти/нефтепродукта с осадками.

Предложенная конструкция сопла веерного исключает образование застойных зон в наиболее нагруженных участках днища и стенки резервуара, уменьшает процесс коррозии металла и, тем самым, повышает эксплуатационную надежность и долговечность резервуара.

Заявленная полезная модель является модификацией выпускаемых ООО «Аврора» сопел веерных СВ-1200. На момент подачи заявки на полезную модель разработана конструкторская документация на усовершенствованное сопло веерное и планируется изготовление его опытного образца с последующим промышленным производством.

Claims

1. Сопло веерное, содержащее камеру, средство для размыва донных отложений в виде щели в основании камеры, средство для перемешивания продукта по объему резервуара в виде подсоединенных к камере патрубков, каждый из которых оканчивается соплом, имеющим заданный наклон к плоскости днища резервуара и на конце которого установлена насадка, включающая размещенные последовательно и соосно по направлению транспортирования продукта конфузор и диффузор, отличающееся тем, что длина насадки установлена в соответствии с выражением:

S≥(3…5) D,

где S - длина насадки;

D - диаметр патрубка,

а расстояние от торца патрубка до торца конфузора - исходя из соотношения:

L=(0,2…0,7)D,

где L - расстояние от торца патрубка до торца конфузора;

D - диаметр патрубка,

причем диаметр выходного отверстия конфузора d_к и диаметр входного отверстия диффузора d_д равны между собой d_к=d_д, а выходные кромки конфузора и входные кромки диффузора выполнены скругленной формы с радиусом скругления R, равным R=0,1⋅D,

где R - радиус скругления выходных кромок конфузора/входных кромок диффузора;

D - диаметр патрубка.

2. Сопло веерное по п. 1, отличающееся тем, что камера выполнена цилиндрической.

3. Сопло веерное по п. 1, отличающееся тем, что насадка жестко связана с соплом патрубков.

4. Сопло веерное по п. 1, отличающееся тем, что насадка связана с соплом патрубков с возможностью ее съема.