RU2806305C1 - Jet mixing device for liquid contaminated dielectric media - Google Patents

Jet mixing device for liquid contaminated dielectric media Download PDF

Info

Publication number
RU2806305C1
RU2806305C1 RU2023109029A RU2023109029A RU2806305C1 RU 2806305 C1 RU2806305 C1 RU 2806305C1 RU 2023109029 A RU2023109029 A RU 2023109029A RU 2023109029 A RU2023109029 A RU 2023109029A RU 2806305 C1 RU2806305 C1 RU 2806305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
pump
pressure line
jet
mixing
Prior art date
Application number
RU2023109029A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Игоревич Фомин
Алексей Андреевич Журавлев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Завод Противопожарного Оборудования "Газбалтпром" (Ооо Зпо "Газбалтпром")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Завод Противопожарного Оборудования "Газбалтпром" (Ооо Зпо "Газбалтпром") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Завод Противопожарного Оборудования "Газбалтпром" (Ооо Зпо "Газбалтпром")
Application granted granted Critical
Publication of RU2806305C1 publication Critical patent/RU2806305C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil refining industry.
SUBSTANCE: mixing liquid contaminated electrifying (dielectric) media with simultaneous ability to eliminate obstacles to the formation of deposits at the bottom of vertical and horizontal tanks and containers. The mixing device contains a pump connected to the pressure line and to a suction line located at the bottom of the tank, a jet device located in the lower part of the tank and having a narrowing element connected to the pressure line of the jet device, a confuser connected to the mixing chamber. According to the invention, the device additionally contains a filter located outside the tank and connected on one side to the pump using a return pipeline connected to the pressure line of the pump, and on the other side to the pressure line of the jet apparatus, additionally containing an induction neutralizer of static electricity connected on one side to the mixing chamber, and on the other hand, with the tank grounding circuit through a metallic potential equalization connection. With a horizontal tank, the pump is located inside the tank near its bottom and is a submersible or semi-submersible pump. With a vertical tank arrangement, the pump is located outside the tank and is a centrifugal cantilever or linear electric pump.
EFFECT: reduced risk of explosion and fire in tanks with contaminated electrifying media when cleaning the tank from solid particles without emptying the tank.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано на объектах добычи, хранения и переработки жидких углеводородов для перемешивания жидких загрязненных электризующихся (диэлектрических) сред с одновременной возможностью устранения препятствий образованию отложений на дне вертикальных и горизонтальных резервуаров и емкостей.The invention relates to the oil refining industry and can be used at production, storage and processing facilities of liquid hydrocarbons for mixing liquid contaminated electrifying (dielectric) media with the simultaneous ability to eliminate obstacles to the formation of deposits at the bottom of vertical and horizontal tanks and containers.

Общеизвестно, в частности, что для перемешивания в различных резервуарах и емкостях различных жидкостей, в том числе различной плотности и склонных к расслоению составов, широко используются струйные насосы в качестве струйных смесителей с сопловыми эжекторами, механические лопастные перемешивающие устройства, а также комбинированные смесители, состоящие из основного и дополнительных перемешивающих устройств.It is well known, in particular, that for mixing in various reservoirs and containers of various liquids, including those of different densities and compositions prone to stratification, jet pumps are widely used as jet mixers with nozzle ejectors, mechanical paddle mixing devices, as well as combined mixers consisting from the main and additional mixing devices.

Известно, что в жидких средах, обладающих высоким удельным электрическим сопротивлением, таких как светлые и темные нефтепродукты, газовый конденсат и т.д. при движении последних с высокими скоростями, при перемешивании образуются и накапливаются статические объемные заряды, особенно интенсивно этот процесс происходит после прохождения насосов, фильтрующих элементов и перемешивающих устройств. Особую опасность представляет процесс переноса такой жидкостью заряда в емкость и накопления в рабочей среде заряда, способного разрядиться над поверхностью жидкости во взрывоопасной газовой среде и воспламенить ее.It is known that in liquid media with high electrical resistivity, such as light and dark oil products, gas condensate, etc. when the latter move at high speeds and during mixing, static space charges are formed and accumulated; this process occurs especially intensively after the passage of pumps, filter elements and mixing devices. Of particular danger is the process of such a liquid transferring a charge into a container and accumulating a charge in the working environment that can discharge above the surface of the liquid in an explosive gas environment and ignite it.

Известно устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре (см. патент РФ на изобретение №2743557 по кл. МПК B01F 15/02, опубл. 19.02.2021 г.), содержащее продольную и поперечную напорные трубы с установленными по их боковым сторонам параллельно днищу резервуара на равном удалении друг от друга соплами, всасывающий патрубок, насос, входной и выходной промывочные патрубки, заборный промывочный патрубок, присоединенный к неподвижно установленному на всасывающем патрубке глухому кожуху, промежуточный промывочный патрубок, присоединенный одним своим концом к всасывающему патрубку, а другим своим концом присоединенный к глухому кожуху.A device is known for eroding bottom sediments of liquid hydrocarbons in a vertical steel tank (see RF patent for invention No. 2743557 according to class IPC B01F 15/02, published 02/19/2021), containing longitudinal and transverse pressure pipes with installed on their lateral sides parallel to the bottom of the tank with nozzles at equal distances from each other, a suction pipe, a pump, inlet and outlet flushing pipes, an intake flush pipe connected to a blind casing fixedly installed on the suction pipe, an intermediate flush pipe connected at one end to the suction pipe, and its other end connected to the blind casing.

Однако, устройство не предназначено для применения в подземных и горизонтальных резервуарах и не может быть использовано для электризующихся жидких сред.However, the device is not intended for use in underground and horizontal tanks and cannot be used for electrified liquid media.

Известно устройство для фильтрации жидких нефтепродуктов (см. патент РФ на изобретение №2618759 по кл. МПК B01D 35/06, опуб. 11.05.2017), содержащее заземленный корпус с входными и выходными патрубками, фильтроэлементы, имеющие на наружных поверхностях перфорированные токопроводящие кожухи и закрепленные с образованием полости для потока нефтепродукта внутри корпуса на горизонтальной перегородке, в которой выполнены проточные каналы для очищаемого нефтепродукта. Такое устройство позволяет получить на выходе после себя очищенную рабочую среду и существенно снизить ее электризацию.A device for filtering liquid petroleum products is known (see RF patent for invention No. 2618759 according to class IPC B01D 35/06, pub. 05/11/2017), containing a grounded housing with inlet and outlet pipes, filter elements having perforated conductive casings on the outer surfaces and fixed to form a cavity for the flow of petroleum product inside the housing on a horizontal partition in which flow channels for the purified petroleum product are made. Such a device allows you to obtain a purified working environment at the output and significantly reduce its electrification.

Однако, при введении данной нейтрализованной от статического заряда среды в резервуар, для выполнения функции перемешивания с помощью струйного устройства (эжектора), поток вновь будет приобретать заряд на сужающем устройстве (сопле) из-за высокой скорости и турбулентного смешивания со вторичным (низконапорным) потоком.However, when this statically neutralized medium is introduced into the tank to perform the mixing function using a jet device (ejector), the flow will again acquire a charge at the orifice device (nozzle) due to high speed and turbulent mixing with the secondary (low-pressure) flow .

Наиболее близким к заявляемому является струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах (см. патент РФ на изобретение №2314151 по кл. МПК B01F 5/04, опуб. 10.01.2008), включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловый эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара. Эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45о к оси расположены спиральные ребра для придания жидкости вращательного движения, сопло выполнено с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкости 40-50 м/с, причем эжектор установлен в горизонтальной плоскости на отдельной линии подачи топлива в резервуар под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара.The closest to the claimed one is a jet mixing device for leveling the composition of motor fuels in tanks (see RF patent for invention No. 2314151 according to IPC class B01F 5/04, publ. 01/10/2008), which includes a pump with suction and pressure pipelines and nozzle ejector installed at the outlet of the pressure pipeline at the bottom of the tank. The ejector has a cylindrical mixing chamber, on the inner surface of which spiral ribs are located at an angle of 30-45 o to the axis to impart rotational motion to the liquid, the nozzle is made with a diameter that ensures a liquid flow rate of 40-50 m/s, and the ejector is installed in a horizontal plane on a separate line for supplying fuel to the tank at an angle of 60° from the perpendicular to the plane of the mounting hatch and in a vertical plane at an angle to the horizontal, ensuring the point of impact of the jet at 50% of the working height of the tank.

Однако, такое устройство имеет ограниченное применение, поскольку не может работать с электризующимися диэлектрическими взрывопожароопасными средами, такими как газовый конденсат и метанол, так как в них не допускаются высокие скорости перемещения среды без нейтрализации статического электричества. Недостатками также является то, что перемешивание происходит только при наполнении резервуара, отсутствует возможность производить очистку загрязненных рабочих сред от твердых частиц, область применения ограничена вертикальными резервуарами больших объемов.However, such a device has limited use, since it cannot work with electrifying dielectric explosive and fire hazardous media, such as gas condensate and methanol, since they do not allow high speeds of movement of the medium without neutralizing static electricity. Disadvantages are also that mixing occurs only when the tank is filled, there is no possibility of cleaning contaminated working media from solid particles, the scope of application is limited to vertical tanks of large volumes.

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка струйных устройств, предназначенных для перемешивания жидких загрязненных электризующихся (диэлектрических) сред с одновременной возможностью устранения препятствий образованию отложений твердых частиц на дне вертикальных и горизонтальных резервуаров и емкостей.The technical problem of the claimed invention is the development of jet devices designed for mixing liquid contaminated electrifying (dielectric) media with the simultaneous ability to eliminate obstacles to the formation of solid particle deposits at the bottom of vertical and horizontal tanks and containers.

Техническим результатом является снижение взрывопожароопасности в резервуарах с загрязненными электризующимися средами при осуществлении очистки резервуара от твердых частиц без опорожнения резервуара.The technical result is to reduce the risk of explosion and fire in tanks with contaminated electrifying media when cleaning the tank from solid particles without emptying the tank.

Для достижения технического результата струйное перемешивающее устройство, содержащее насос, подключенный к напорной линии и к расположенной у дна резервуара всасывающей линии, струйный аппарат, расположенный в нижней части резервуара, и имеющий сужающий элемент, соединенный с напорной линией струйного аппарата, конфузор, соединенный с камерой смешения, согласно изобретению, устройство дополнительно содержит фильтр, расположенный снаружи резервуара и соединённый с одной стороны с насосом с помощью возвратного трубопровода, соединенного с напорной линией насоса, а с другой стороны - с напорной линией струйного аппарата, дополнительно содержащего индукционный нейтрализатор статического электричества, соединенный с одной стороны с камерой смешения, а с другой стороны - с контуром заземления резервуара посредством металлической связи выравнивания потенциалов.To achieve the technical result, a jet mixing device containing a pump connected to a pressure line and to a suction line located at the bottom of the tank, a jet device located in the lower part of the tank and having a narrowing element connected to the pressure line of the jet device, a confuser connected to the chamber mixing, according to the invention, the device additionally contains a filter located outside the tank and connected on one side to the pump using a return pipeline connected to the pressure line of the pump, and on the other side to the pressure line of the jet apparatus, additionally containing an induction neutralizer of static electricity connected on the one hand with the mixing chamber, and on the other hand with the grounding circuit of the tank through a metallic potential equalization connection.

При горизонтальном расположении резервуара насос расположен внутри резервуара около его дна и представляет собой погружной или полупогружной насос.With a horizontal tank, the pump is located inside the tank near its bottom and is a submersible or semi-submersible pump.

При вертикальном расположении резервуара насос расположен снаружи резервуара и представляет собой центробежный консольный или линейный электронасос.With a vertical tank arrangement, the pump is located outside the tank and is a centrifugal cantilever or linear electric pump.

Изобретение поясняется чертежами, где представлено:The invention is illustrated by drawings, which show:

- на фиг. 1 вариант использования устройства в горизонтально расположенном резервуаре (емкости);- in fig. 1 option of using the device in a horizontally located tank (container);

- на фиг. 2 вариант использования устройства в вертикально расположенном резервуаре (емкости);- in fig. 2 option of using the device in a vertically located tank (container);

- на фиг. 3 - струйный аппарат.- in fig. 3 - jet apparatus.

Позициями на чертежах обозначено:Positions in the drawings indicate:

1 насосный агрегат;1 pump unit;

2 линия всасывания насосного агрегата;2 suction line of the pump unit;

3 линия напорная насосного агрегата;3 pressure line of the pumping unit;

4 возвратный трубопровод;4 return pipeline;

5 жидкостный фильтр;5 liquid filter;

6 линия напорная струйного аппарата;6 pressure line of the jet apparatus;

7 струйный аппарат;7 jet apparatus;

8 резервуар (емкость);8 tank (capacity);

9 сужающий элемент;9 narrowing element;

10 конфузор;10 confuser;

11 камера смешения;11 mixing chamber;

12 индукционный нейтрализатор статического электричества;12 induction static electricity neutralizer;

13 металлическая связь выравнивания потенциалов (заземление)13 metal bond potential equalization (grounding)

14 контур заземления емкости.14 tank grounding circuit.

Струйное перемешивающее устройство для жидких загрязненных диэлектрических (электризующихся) сред содержит (см. фиг 1 и 2) насосный агрегат 1, линия всасывания 2 которого расположена как можно ближе к дну резервуара (емкости) 8, а напорная линия 3 насосного агрегата соединена посредством возвратного трубопровода 4 с жидкостным фильтром 5, расположенным за пределами емкости 8 и соединенный своим выходом, по крайней мере, с одной напорной линией 6 струйного аппарата 7. Напорная линия 6 соединена, по крайней мере, с одним сужающим устройством 9 струйного аппарата 7 (см. Фиг. 3), расположенного у дна емкости 8 и включающего в себя конфузор 10, соединенный с камерой смешения 11, с встроенным индукционным нейтрализаторм статического электричества 12 и соединенным посредством металлических связей выравнивания потенциалов 13 с контуром заземления емкости 14.A jet mixing device for liquid contaminated dielectric (electrified) media contains (see Figs 1 and 2) a pump unit 1, the suction line 2 of which is located as close as possible to the bottom of the reservoir (container) 8, and the pressure line 3 of the pump unit is connected via a return pipeline 4 with a liquid filter 5 located outside the container 8 and connected by its outlet to at least one pressure line 6 of the jet apparatus 7. Pressure line 6 is connected to at least one restriction device 9 of the jet apparatus 7 (see Fig. 3), located at the bottom of the container 8 and including a confuser 10 connected to the mixing chamber 11, with a built-in induction neutralizer of static electricity 12 and connected through metal potential equalization connections 13 to the grounding circuit of the container 14.

В случае применения устройства в горизонтальной емкости подземной, или надземной (см. Фиг. 1) насосный агрегат 1 расположен внутри емкости 8 и представляет собой погружной электронасос или полупогружной электронасос поверх емкости 8 с насосной частью внутри емкости 8.In the case of using the device in a horizontal underground or above-ground tank (see Fig. 1), the pump unit 1 is located inside the tank 8 and is a submersible electric pump or semi-submersible electric pump on top of the tank 8 with a pumping part inside the tank 8.

В случае применения устройства в вертикальной емкости, или резервуаре (см. Фиг. 2) насосный агрегат 1 расположен за пределами емкости 8 и представляет собой например, центробежный консольный электронасос, или центробежный линейный электронасос.In the case of using the device in a vertical container or reservoir (see Fig. 2), the pump unit 1 is located outside the container 8 and is, for example, a centrifugal cantilever electric pump, or a centrifugal linear electric pump.

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

Имеется емкость 8, заполненная загрязненной электризующейся жидкой средой до уровня выше минимально необходимого для работы насоса 1. В жидкую среду полностью погружен струйный аппарат 9.There is a container 8 filled with a contaminated electrifying liquid medium to a level above the minimum required for pump 1 to operate. The jet apparatus 9 is completely immersed in the liquid medium.

При включении насосного агрегата 1 рабочая среда с взвешенными в ней твердыми частицами объемом Q1 увлекается в линию всасывания 2 насосного агрегата и приобретает заданный напор, достаточный для преодоления гидравлического сопротивления напорной линии 3 насосного агрегата, возвратного трубопровода 4, жидкостного фильтра 5, где происходит захват и удержание твердых частиц загрязнений.When the pump unit 1 is turned on, the working medium with suspended solid particles of volume Q1 is drawn into the suction line 2 of the pump unit and acquires a given pressure sufficient to overcome the hydraulic resistance of the pressure line 3 of the pump unit, the return pipeline 4, the liquid filter 5, where capture and retention of solid particles of contaminants.

Через напорную линию 6 струйного аппарата 7 среда возвращается в емкость через сужающее устройство 9 со скоростью V1 и напором Н1 таким, что поток Q1, так называемый рабочий, имеет высокую кинетическую энергию на срезе сужающего устройства 9 и попадая в камеру смешения 11 передает кинетическую энергию и импульс, так называемому инжектируемому потоку Q2, который увлекает собой поток через конфузор 10 в камеру смешения11.Through the pressure line 6 of the jet apparatus 7, the medium returns to the container through the orifice 9 with a speed V1 and pressure H1 such that the flow Q1, the so-called working one, has high kinetic energy at the exit of the orifice 9 and, entering the mixing chamber 11, transfers kinetic energy and impulse, the so-called injected flow Q2, which carries the flow through the confuser 10 into the mixing chamber 11.

В камере смешения 11 потоки Q1 и Q2 перемешиваются, их скорости и напоры выравниваются. При этом, процессы повышения напора и скорости потока Q1 насосом, его фильтрации, ускорения в сужающем устройстве и перемешивании с потоком Q2 приводят к образованию объемных статических зарядов в смешанном потоке Q1+Q2.In mixing chamber 11, flows Q1 and Q2 are mixed, their speeds and pressures are equalized. At the same time, the processes of increasing the pressure and speed of flow Q1 by the pump, its filtration, acceleration in the constriction device and mixing with flow Q2 lead to the formation of volumetric static charges in the mixed flow Q1 + Q2.

На выходе из камеры смешения 11 установлен индукционный нейтрализатор статического электричества 12 такой конструкции, что его гидравлическое сопротивление низкое для значительного увеличения скорости смешанного потока, а протяженность достаточная, чтобы его разрядные металлические струны или пластины, соединенные с металлическим корпусом камеры смешения, улавливали заряды (ионы), распределенные в смешанном потоке, которые, в свою очередь, стекают посредством металлических связей выравнивания потенциалов, на контур заземления 14 емкости.At the outlet of the mixing chamber 11, an induction neutralizer of static electricity 12 is installed of such a design that its hydraulic resistance is low to significantly increase the speed of the mixed flow, and the length is sufficient so that its discharge metal strings or plates connected to the metal body of the mixing chamber capture charges (ions ), distributed in a mixed flow, which, in turn, flow through metallic potential equalization bonds to the ground loop 14 of the tank.

Параметры насоса, геометрию сужающего устройства, конфузора и камеры смешения подбирают таким образом, чтобы смешанный поток Q3, лишенный приобретенного заряда, имел кинетическую энергию достаточную, чтобы производить подъем твёрдых частиц со дна емкости, перемешивание рабочей среды для устранения эффекта седиментации взвеси твердых частиц и скорость V3, безопасную для образования новых зарядов.The pump parameters, the geometry of the orifice, confuser and mixing chamber are selected in such a way that the mixed flow Q3, devoid of acquired charge, has sufficient kinetic energy to lift solid particles from the bottom of the tank, mix the working medium to eliminate the effect of sedimentation of a suspension of solid particles and speed V3, safe for the formation of new charges.

Таким образом, в течении конечного времени рабочая среда будет безопасно очищена от загрязнений переносом и удержанием твердых частиц в жидкостном фильтре и может быть выключена.Thus, over a finite period of time, the working environment will be safely cleared of contaminants by the transfer and retention of solid particles in the liquid filter and can be turned off.

Для заданной рабочей среды (диэлектрической жидкости) и известных параметров загрязнений (твердых частиц) оценивается гидравлическая крупность частиц, т.е. скорость ее равномерного падения в спокойной воде, например, по формуле (1)For a given working medium (dielectric fluid) and known parameters of contaminants (solid particles), the hydraulic particle size is estimated, i.e. the speed of its uniform fall in calm water, for example, according to formula (1)

(1), (1),

где U- гидравлическая крупность частицы (м/с); - плотность частицы (кг/м3); - плотность жидкости (кг/м3); d- диаметр частицы (м/с); g- ускорение свободного падения ( g = 9,80665 м/с2 ).where U is the hydraulic particle size (m/s); - particle density (kg/m3); - liquid density (kg/m3); d—particle diameter (m/s); g-gravitational acceleration (g = 9.80665 m/ s2 ).

Формула (1) применима для турбулентного режима осаждения, при котором сопротивление, оказываемое жидкостью, не зависит от ее вязкости, а определяется квадратом скорости падения частицы (квадратичная область), что характерно для крупных частиц . Для оценки гидравлической крупности частиц меньшего размера, для которых характерны переходной и ламинарный режимы осаждения следует использовать другие формулы, или таблицы экспериментальных данных из теории транспорта наносов (см., например, Караушев А.В.Теория и методы расчета речных наносов. Л.: ГидрометеоиздатЮ 1977. - 271 с.).Formula (1) is applicable for the turbulent deposition regime, in which the resistance exerted by the liquid does not depend on its viscosity, but is determined by the square of the falling velocity of the particle (quadratic region), which is typical for large particles . To estimate the hydraulic size of smaller particles, which are characterized by transitional and laminar sedimentation regimes, other formulas or tables of experimental data from the theory of sediment transport should be used (see, for example, Karaushev A.V. Theory and methods for calculating river sediment. L.: Gidrometeoizdat Yu 1977. - 271 p.).

Для предотвращения образования отложений твердых частиц на дне известного резервуара необходимо обеспечить движение рабочей среды (гидравлических потоков жидкости) со скоростью, не ниже найденной оценочной гидравлической крупности частиц во всем объеме рабочей среды резервуара. Поскольку оценку выполнения данного условия для каждого заданного сочетания условий, таких как: конфигурации резервуара, уровня рабочей среды, места расположения и ориентации струйного аппарата, его производительности и напора, не представляется возможным оценить аналитическим способом, рекомендуется использовать программно-расчетные комплексы для определения требуемой производительности Q3 и давления P3 струйного аппарата. При этом, для малых объемных концентраций загрязнений в жидкости, порядка 1-2 %, целесообразно, для сокращения расчетного времени, упрощать расчеты, не учитывая в двухфазной рабочей среде твердую фазу, т.е. сами твердые частицы (см., например, https://www.stadyo.ru/about/customers/customerslist/114/2840/ Работа Белостоцкого А.М. «Численное моделирование гидравлических потоков для аккумулирующего резервуара-отстойника с применением программного комплекса ANSYS»).To prevent the formation of solid particle deposits at the bottom of a known tank, it is necessary to ensure the movement of the working medium (hydraulic fluid flows) at a speed not lower than the found estimated hydraulic particle size throughout the entire volume of the working medium of the tank. Since it is not possible to evaluate the fulfillment of this condition for each given combination of conditions, such as: tank configuration, level of the working medium, location and orientation of the jet apparatus, its productivity and pressure, analytically, it is recommended to use software and calculation systems to determine the required productivity Q3 and pressure P3 of the jet apparatus. At the same time, for small volumetric concentrations of contaminants in a liquid, on the order of 1-2%, it is advisable, in order to reduce the calculation time, to simplify the calculations by not taking into account the solid phase in a two-phase working environment, i.e. solid particles themselves (see, for example, https://www.stadyo.ru/about/customers/customerslist/114/2840/ Work by Belostotsky A.M. “Numerical modeling of hydraulic flows for an accumulating settling tank using the ANSYS software package ").

Для найденной производительности (объемного расхода) струйного аппарата Q3 находят диаметр выходного сечения камеры смешения F3 по формуле (2), принимая во внимание максимальную допустимую скорость истечения для затопленной струи (струйный аппарат должен при работе находиться ниже минимального рабочего уровня) для данной электризующейся жидкости Vмакс.For the found productivity (volume flow) of the jet apparatus Q3, find the diameter of the outlet section of the mixing chamber F3 using formula (2), taking into account the maximum permissible outflow velocity for a flooded jet (the jet apparatus must be below the minimum operating level during operation) for a given electrifying liquid Vmax .

(2) (2)

Жидкости с удельным объемным электрическим сопротивлением менее 105 Ом*м практически не электризуются, и их транспортировка со скоростями до 10 м/с заведомо безопасна.Liquids with a specific volumetric electrical resistance of less than 10 5 Ohm*m are practically not electrified, and their transportation at speeds of up to 10 m/s is obviously safe.

Электризация, способная привести к возникновению искровых разрядов, для жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением до 109 Ом*м исключена при транспортировке их по трубопроводам со скоростями до 5 м/с.Electrification, which can lead to spark discharges, is excluded for liquids with a specific volumetric electrical resistance of up to 10 9 Ohm*m when transporting them through pipelines at speeds of up to 5 m/s.

Для жидкостей, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление более 109 Ом*м, максимальные безопасные скорости транспортировки по трубопроводам и допустимые скорости истечения в аппараты и резервуары различных форм и размеров из различных загрузочных патрубков могут быть определены с помощью Руководящего технического материала РТМ 6-28-007-78 (см., например, https://files.stroyinf.ru/Data1/9/9191). При этом ограничение скорости транспортировки максимальным безопасным значением исключает возникновение опасных разрядов в любом заполняемом аппарате (резервуаре) при любом способе подачи жидкости, исключающем разбрызгивание. Ограничение значения скорости потока в трубопроводе допустимой скоростью истечения исключает опасные разряды только при данном способе подачи жидкости в аппарат (резервуар) данных форм и размеров. (см., например, РТМ 6-28-007-78 Допустимые скорости движения жидкостей по трубопроводам и истечения в емкости (аппараты, резервуары); Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности).For liquids having a specific volumetric electrical resistance of more than 10 9 Ohm*m, the maximum safe transportation speeds through pipelines and permissible outflow speeds into devices and tanks of various shapes and sizes from various loading pipes can be determined using the Guiding Technical Material RTM 6-28- 007-78 (see, for example, https://files.stroyinf.ru/Data1/9/9191). At the same time, limiting the transportation speed to the maximum safe value eliminates the occurrence of dangerous discharges in any filled apparatus (reservoir) with any method of liquid supply that prevents splashing. Limiting the flow rate in the pipeline to the permissible flow rate eliminates dangerous discharges only with a given method of supplying liquid to a device (reservoir) of given shapes and sizes. (see, for example, RTM 6-28-007-78 Permissible speeds of movement of liquids through pipelines and outflow into containers (devices, tanks); Rules for protection against static electricity in the chemical, petrochemical and oil refining industries).

По определенным значениям Q3, P3, F3 и желаемому типу струйного аппарата (с диффузором, без диффузора, допустимой длины камеры смешения, допустимых гидравлических потерь и т.д ) производят расчет его геометрических размеров по известным методикам (см., например, Соколов Е.Я., Зингер Н.М. «Струйные аппараты». - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 352 с.; Лямаев Б.Ф. «Гидроструйные насосы и установки». - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988. - 256 с. ). При этом, необходимо дополнительно учесть гидравлическое сопротивление индукционного нейтрализатора статического электричества, который отводит накопленный объемный заряд смешанного потока. Конструкция индукционного нейтрализатора статического электричества, встроенного в струйный аппарат, может быть различной: струнной, пластинчатой, или игольчатой. (см., например, авторское свидетельство СССР №1736015, патент РФ № 2490835).Based on certain values of Q3, P3, F3 and the desired type of jet apparatus (with a diffuser, without a diffuser, permissible length of the mixing chamber, permissible hydraulic losses, etc.), its geometric dimensions are calculated using known methods (see, for example, Sokolov E. Ya., Zinger N.M. “Jet devices” - 3rd ed., revised - M.: Energoatomizdat, 1989. - 352 pp.; Lyamaev B.F. “Hydraulic jet pumps and installations” - L. : Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1988. - 256 pp.). In this case, it is necessary to additionally take into account the hydraulic resistance of the induction neutralizer of static electricity, which removes the accumulated volumetric charge of the mixed flow. The design of the induction neutralizer of static electricity built into the jet apparatus can be different: string, plate, or needle. (see, for example, USSR copyright certificate No. 1736015, RF patent No. 2490835).

Предельно допустимое значение плотности заряда на выходе из струйного аппарата определяется как плотность заряда в объеме жидкости, при которой вероятность возникновения разряда с энергией, равной 0,25 минимальной энергии зажигания смеси паров этой жидкости с воздухом, не превосходит 10-3 и рассчитывается по РТМ 6-28-007-78.The maximum permissible value of charge density at the outlet of a jet apparatus is defined as the charge density in the volume of liquid at which the probability of a discharge with an energy equal to 0.25 of the minimum ignition energy of a mixture of vapors of this liquid with air does not exceed 10 -3 and is calculated according to RTM 6 -28-007-78.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет перемешивать жидкие загрязненные электризующиеся (диэлектрические) среды, уменьшая при этом взрывопожаробезопасноть, с одновременной возможностью устранения препятствий образованию отложений на дне вертикальных и горизонтальных резервуаров и емкостей, обеспечивая очистку от твердых частиц без специального опорожнения.Thus, the inventive device makes it possible to mix liquid contaminated electrifying (dielectric) media, while reducing explosion and fire safety, with the simultaneous ability to eliminate obstacles to the formation of deposits at the bottom of vertical and horizontal tanks and containers, providing cleaning from solid particles without special emptying.

Claims (3)

1. Струйное перемешивающее устройство, содержащее насос, подключенный к напорной линии и к расположенной у дна резервуара всасывающей линии, струйный аппарат, расположенный в нижней части резервуара и имеющий сужающий элемент, соединенный с напорной линией струйного аппарата, конфузор, соединенный с камерой смешения, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит фильтр, расположенный снаружи резервуара и соединённый с одной стороны с насосом с помощью возвратного трубопровода, соединенного с напорной линией насоса, а с другой стороны - с напорной линией струйного аппарата, дополнительно содержащего индукционный нейтрализатор статического электричества, соединенный с одной стороны с камерой смешения, а с другой стороны - с контуром заземления резервуара посредством металлической связи выравнивания потенциалов.1. Jet mixing device containing a pump connected to a pressure line and to a suction line located at the bottom of the tank, a jet device located in the lower part of the tank and having a narrowing element connected to the pressure line of the jet device, a confuser connected to the mixing chamber, different in that the device additionally contains a filter located outside the tank and connected on one side to the pump using a return pipeline connected to the pressure line of the pump, and on the other side to the pressure line of the jet apparatus, additionally containing an induction neutralizer of static electricity connected to one side with the mixing chamber, and on the other side - with the grounding circuit of the tank through a metallic potential equalization connection. 2. Струйное перемешивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что при горизонтальном расположении резервуара насос расположен внутри резервуара около его дна и представляет собой погружной или полупогружной насос.2. Jet mixing device according to claim 1, characterized in that when the tank is horizontal, the pump is located inside the tank near its bottom and is a submersible or semi-submersible pump. 3. Струйное перемешивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что при вертикальном расположении резервуара насос расположен снаружи резервуара и представляет собой центробежный консольный или линейный электронасос.3. Jet mixing device according to claim 1, characterized in that when the tank is vertical, the pump is located outside the tank and is a centrifugal cantilever or linear electric pump.
RU2023109029A 2023-04-11 Jet mixing device for liquid contaminated dielectric media RU2806305C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2806305C1 true RU2806305C1 (en) 2023-10-30

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314151C2 (en) * 2006-02-06 2008-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез" Agitation apparatus for homogenizing content of motor fuels in reservoirs
US20120091035A1 (en) * 2009-05-20 2012-04-19 Xyleco, Inc. Processing hydrocarbon-containing materials
RU161351U1 (en) * 2015-09-21 2016-04-20 Виль Файзулович Галиакбаров MIXER FOR RESERVOIRS
RU2618759C1 (en) * 2016-08-12 2017-05-11 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Device for filtration of liquid oil products
RU172010U1 (en) * 2017-03-10 2017-06-26 Николай Александрович Тузовский Jet mixing device
RU2743557C1 (en) * 2020-07-21 2021-02-19 Валерий Иванович Паутов Device for washing out bottom sediments of liquid hydrocarbons in a vertical steel tank

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314151C2 (en) * 2006-02-06 2008-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез" Agitation apparatus for homogenizing content of motor fuels in reservoirs
US20120091035A1 (en) * 2009-05-20 2012-04-19 Xyleco, Inc. Processing hydrocarbon-containing materials
RU161351U1 (en) * 2015-09-21 2016-04-20 Виль Файзулович Галиакбаров MIXER FOR RESERVOIRS
RU2618759C1 (en) * 2016-08-12 2017-05-11 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Device for filtration of liquid oil products
RU172010U1 (en) * 2017-03-10 2017-06-26 Николай Александрович Тузовский Jet mixing device
RU2743557C1 (en) * 2020-07-21 2021-02-19 Валерий Иванович Паутов Device for washing out bottom sediments of liquid hydrocarbons in a vertical steel tank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9199251B1 (en) Desanding, flow splitting, degassing vessel
US20150292313A1 (en) Apparatus, system and method for separating sand and other solids from oil and other fluids
US11478728B2 (en) Fractionator annular drain apparatus and method
RU2806305C1 (en) Jet mixing device for liquid contaminated dielectric media
CN103045295B (en) Water removing system for gas-water-containing crude oil and application method of system
RU135390U1 (en) SYSTEM OF COLLECTION AND TRANSPORTATION OF OIL WELL PRODUCTS
WO2019013614A1 (en) Sand cleaning and disposal system and method
US10981088B2 (en) Sand collection and concentration tank
US4619771A (en) Technique for increased retention time in oil field settling tanks
RU2687903C1 (en) Plant for cleaning motor fuels from mechanical impurities
BRPI0619574A2 (en) method and apparatus for separating submerged particles from a fluid
Sadatomi et al. Experiment and performance prediction of bubble-jet type air-lift pump for dredging sediments on sea and lake beads
CN216517940U (en) High-temperature steam concentric double-pipe jet pump steam injection and sand discharge oil extraction oil-gas-water-sand separator
Verichev et al. Assessment of different technologies for vertical hydraulic transport in deep sea mining applications
RU172559U1 (en) DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN RESERVOIRS
CN209468223U (en) A kind of novel water process skid water injecting mechanism
CN206813737U (en) Automatic sewage discharging device in a kind of Separated explosion-proof skid-mounted type filling station tank
RU2253516C2 (en) Device for rotary fan-like annular liquid jet forming
US4770792A (en) Process and apparatus for separating fluids
SADATOMI et al. Bubble-jet-type air-lift pump for pumping water and sediments deposited on lake and sea beads
CN204961199U (en) Corrosion -resistant explosion -proof high vacuum water injection vacuum unit of solvent separation type
CN104528624B (en) Liquid extracting and conveying device
CN112759140B (en) Vortex air floatation treatment system
Slettebø Separation of gas from liquids in viscous systems
RU2743263C1 (en) System for receiving and dispensing crude oil from reservoir at low temperatures