RU98181U1 - Устройство для налива жидкостей в транспортные емкости - Google Patents

Abstract

1. Устройство для налива жидкостей в транспортные емкости, содержащее опорную стойку и трубопровод для подачи жидкости с присоединительным устройством для соединения с транспортной емкостью, имеющий верхний жесткий участок, консольно и шарнирно закрепленный относительно опорной стойки с возможностью бокового поворота, и гибкий участок, соединяющий верхний участок трубопровода с присоединительным устройством, которое подвешено на тросе и снабжено механизмом спуска и подъема, отличающееся тем, что гибкий участок трубопровода расположен под верхним участком последнего и плавно изогнут в виде дуги, направленной в сторону опорной стойки, а конец жесткого участка трубопровода, соединенный с гибким участком последнего, выполнен с U-образным изгибом, направленным в обратную сторону, при этом гибкий участок трубопровода снабжен механизмом натяжения, выполненным с возможностью приложения предпочтительно к средней или нижней части гибкого участка трубопровода усилия натяжения, направленного вверх и предпочтительно с наклоном в сторону опорной стойки, причем место приложения указанного усилия натяжения на гибком участке трубопровода, а также его величина и направление действия подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний и гибкий участки трубопровода расположены в одной вертикальной плоскости, а механизм натяжения гибкого участка трубопровода выполнен в виде груза, подвешенного на тросе, закрепленном

Description

Полезная модель относится к устройствам для налива жидкостей в транспортные емкости и может быть использована в разных областях техники, предпочтительно в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической и металлургической промышленности, для налива из складских резервуаров в транспортные емкости, преимущественно в автоцистерны и железнодорожные цистерны, различных жидкостей, в частности нефтепродуктов.

Известны устройства для налива жидкостей в транспортные емкости, содержащие опорную стойку и трубопровод для подачи жидкости с присоединительным устройством для соединения с транспортной емкостью, при этом указанный трубопровод имеет несколько жестких участков, соединенных между собой посредством шарнирных соединений, снабженных сальниковыми уплотнениями (патенты RU: №2198133, МПК B67D 5/04, опубл. 10.02.2003 г.; №2258668, МПК B67D 5/00, опубл. 20.08.2005 г.; №63793, МПК B67D 5/00, опубл. 10.06.2007 г.).

Указанные шарнирные соединения с сальниковыми уплотнениями усложняют конструкцию известных устройств для налива жидкостей и недостаточно надежны в работе, что на практике проявляется в нарушениях герметичности сальниковых уплотнений шарнирных соединений.

Более совершенными являются известные устройства для налива жидкостей в транспортные емкости, выполненные с трубопроводами для подачи жидкости, не содержащими шарнирных соединений с сальниковыми уплотнениями, и вследствие этого имеющие более простую и более надежную конструкцию (патенты RU: №2053197, МПК B67D 5/04, опубл. 27.01.1996 г.; №39880, МПК B67D 5/04, опубл. 20.08.2004 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является принятое за прототип устройство для налива жидкостей в транспортные емкости, содержащее опорную стойку и трубопровод для подачи жидкости с присоединительным устройством для соединения с транспортной емкостью, имеющий верхний жесткий участок, консольно и шарнирно закрепленный относительно опорной стойки с возможностью бокового поворота, и гибкий участок, соединяющий верхний участок трубопровода с присоединительным устройством, которое подвешено на тросе и снабжено механизмом спуска и подъема (патент RU №39880, МПК B67D 5/04, опубл. 20.08.2004 г.).

В известном из прототипа устройстве для налива жидкостей в транспортные емкости отсутствует возможность пространственной фиксации гибкого участка трубопровода, в связи с чем отсутствует возможность ограничения величины изгиба гибкого участка трубопровода и не исключена возможность боковых перемещений последнего относительно верхнего участка трубопровода. При этом отсутствие возможности ограничения величины изгиба гибкого участка трубопровода может приводить к появлению недопустимых изгибов гибкого участка трубопровода, снижающих его прочность и долговечность, а возможность боковых перемещений гибкого участка трубопровода относительно верхнего участка последнего затрудняет установку (позиционирование) присоединительного устройства на горловине транспортной емкости и может вызывать повышенные боковые нагрузки в местах крепления гибкого участка трубопровода к верхнему участку последнего и к присоединительному устройству.

Кроме того, в известном из прототипа устройстве усилие от веса гибкого участка трубопровода полностью передается на механизм спуска и подъема присоединительного устройства, в связи с чем повышается номинальная мощность электропривода указанного механизма, требуемая для подъема присоединительного устройства, что приводит к увеличению массы и габаритов как самого электропривода, так и его редуктора, при одновременном увеличении электроэнергии, затрачиваемой на работу указанного электропривода. Вместе с тем, в прототипе усилие от веса гибкого участка трубопровода передается на подшипники шарниров, обеспечивающих боковой поворот верхнего участка трубопровода, с большим плечом (консольно), равным длине верхнего участка трубопровода, что увеличивает нагрузку на указанные подшипники и, соответственно, снижает срок их службы и вызывает необходимость частой разборки и сборки подшипниковых узлов устройства для замены подшипников.

Недопустимые изгибы гибкого участка трубопровода, способные снизить его прочность и долговечность, боковые нагрузки в местах крепления гибкого участка трубопровода к верхнему участку последнего и к присоединительному устройству, и повышенные нагрузки на указанные подшипники снижают надежность работы и долговечность устройства для налива жидкостей в транспортные емкости.

Вместе с тем, в известном из прототипа устройстве гибкий участок трубопровода для подачи жидкости изогнут наружу по отношению к опорной стойке, что увеличивает габарит указанного устройства - его протяженность в направлении верхнего участка трубопровода.

Задачей полезной модели является создание устройства для налива жидкостей в транспортные емкости, конструкция которого обеспечивает возможность пространственной фиксации гибкого участка трубопровода, исключающей недопустимые изгибы гибкого участка трубопровода и его боковые перемещения относительно верхнего участка трубопровода, и при этом позволяет снизить нагрузку на механизм спуска и подъема присоединительного устройства и на подшипники шарниров, обеспечивающих боковой поворот верхнего участка трубопровода, и исключает изгиб гибкого участка трубопровода наружу по отношению к опорной стойке.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для налива жидкостей в транспортные емкости, содержащем опорную стойку и трубопровод для подачи жидкости с присоединительным устройством для соединения с транспортной емкостью, имеющий верхний жесткий участок, консольно и шарнирно закрепленный относительно опорной стойки с возможностью бокового поворота, и гибкий участок, соединяющий верхний участок трубопровода с присоединительным устройством, которое подвешено на тросе и снабжено механизмом спуска и подъема, в отличие от прототипа, гибкий участок трубопровода расположен под верхним участком последнего и плавно изогнут в виде дуги, направленной в сторону опорной стойки, а конец жесткого участка трубопровода, соединенный с гибким участком последнего, выполнен с U-образным изгибом, направленным в обратную сторону, при этом гибкий участок трубопровода снабжен механизмом натяжения, выполненным с возможностью приложения предпочтительно к средней или нижней части гибкого участка трубопровода усилия натяжения, направленного вверх и предпочтительно с наклоном в сторону опорной стойки, причем место приложения указанного усилия натяжения на гибком участке трубопровода, а также его величина и направление действия подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения.

В частных случаях выполнения полезная модель характеризуется также следующими признаками.

Целесообразно, чтобы верхний и гибкий участки трубопровода были расположены в одной вертикальной плоскости, а механизм натяжения гибкого участка трубопровода может быть выполнен в виде груза, подвешенного на тросе, закрепленном своим вторым концом на гибком участке трубопровода предпочтительно в средней или нижней части последнего и опирающемся на расположенный в указанной вертикальной плоскости вращающийся блок, закрепленный относительно верхнего участка трубопровода и расположенный относительно гибкого участка трубопровода таким образом, что усилие, прикладываемое к гибкому участку трубопровода со стороны указанного механизма натяжения, направлено вверх с наклоном в сторону опорной стойки, при этом место крепления троса указанного механизма натяжения на гибком участке трубопровода, а также вес упомянутого груза и взаимное расположение гибкого участка трубопровода и вращающегося блока подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения.

Концевая часть жесткого участка трубопровода с U-образным изгибом может быть выполнена в виде U-образного патрубка, соединенного с остальной частью жесткого участка трубопровода посредством фланцевого соединения.

Механизм спуска и подъема присоединительного устройства может быть прикреплен снизу к U-образно изогнутой части жесткого участка трубопровода, при этом указанный механизм включает вращающуюся катушку и ее электропривод, причем верхняя часть троса, на котором подвешено присоединительное устройство, намотана на указанную катушку.

Трубопровод для подачи жидкости может быть выполнен с вертикальным жестким участком, расположенным вблизи опорной стойки и шарнирно закрепленным относительно нее нижним концом с возможностью поворота вокруг своей оси, и соединенным верхним концом со входом верхнего жесткого участка трубопровода посредством фланцевого соединения, при этом упомянутые жесткие участки трубопровода расположены в одной вертикальной плоскости.

Верхний участок трубопровода может быть снабжен наклонной опорой, выполненной в виде двух предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней, расположенных параллельно друг другу в одной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, в которой расположены упомянутые жесткие участки трубопровода, и прикрепленных верхним концом предпочтительно к концевой или средней части верхнего участка трубопровода, а нижним концом - предпочтительно к нижней половине вертикального участка трубопровода, при этом расстояние между указанными стержнями составляет 1,1-1,3 наружного диаметра гибкого участка трубопровода, а поверхность указанных стержней выполнена гладкой, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода.

В механизме натяжения гибкого участка трубопровода вращающийся блок может быть закреплен с помощью кронштейна на верхнем участке трубопровода вблизи вертикального участка последнего, а груз может быть размещен в вертикально расположенном и жестко закрепленном на указанном кронштейне трубчатом кожухе с возможностью свободного вертикального перемещения в последнем, при этом упомянутый груз может быть выполнен с возможностью регулировки его веса.

Гибкий участок трубопровода может быть снабжен боковыми фиксаторами, препятствующими его боковым перемещениям в сторону от верхнего участка трубопровода, и выполненными в виде двух П-образно изогнутых предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней, расположенных по бокам гибкого участка трубопровода с возможностью свободного прохода последнего между ними, при этом П-образно изогнутые стержни расположены параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости, в которой расположены стержни наклонной опоры верхнего участка трубопровода, прикреплены своими концами снизу к стержням указанной наклонной опоры напротив друг друга и имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода, а габаритные размеры П-образно изогнутых стержней и места их крепления к стержням указанной наклонной опоры подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода длина его части, находящейся между П-образно изогнутыми стержнями, составляет не менее 0,25 всей длины гибкого участка трубопровода.

П-образно изогнутые стержни могут быть соединены друг с другом при помощи верхнего и нижнего ограничительных цилиндрических стержней, расположенных перпендикулярно П-образно изогнутым стержням, при этом ограничительные стержни имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода, а места крепления ограничительных стержней к П-образно изогнутым стержням подобраны таким образом, что в процессе спуска присоединительного устройства при его подходе к горловине транспортной емкости верхняя часть гибкого участка трубопровода садится сверху на верхний ограничительный стержень, а в процессе подъема присоединительного устройства при его подходе к своему крайнему верхнему положению нижняя часть гибкого участка трубопровода упирается снизу в нижний ограничительный стержень.

В механизме спуска и подъема присоединительного устройства электропривод может быть выполнен в виде электродвигателя, имеющего рабочий вал с двусторонним выходом, при этом один конец указанного вала соединен через редуктор с вращающейся катушкой, а на второй конец указанного вала насажен маховик, служащий для ручного спуска и подъема присоединительного устройства при внезапном прекращении электроснабжения указанного электропривода или при отказе последнего в работе.

Для обеспечения возможности применения предлагаемого устройства для налива жидкостей, выделяющих взрывоопасные и/или пожароопасные, и/или вредные для здоровья человека пары, присоединительное устройство может быть выполнено с возможностью герметичного соединения гибкого участка трубопровода с транспортной емкостью, а внутри гибкого и верхнего участков трубопровода проложен трубопровод для отвода паров, сообщающийся через присоединительное устройство с внутренней полостью транспортной емкости.

Для обеспечения возможности применения предлагаемого устройства для налива вязких и/или замерзающих, и/или твердеющих при своем остывании жидкостей, по меньшей мере, верхний и вертикальный участки трубопровода могут быть закрыты наружными греющими секциями, снабженными внутренними электронагревателями, а на верхнем участке трубопровода в его верхней части может быть установлен клапан, обеспечивающий возможность сообщения внутренней полости трубопровода для подачи жидкости с атмосферой.

Для обеспечения возможности эксплуатации предлагаемого устройства при низкой температуре окружающей среды, преимущественно ниже -50°С, электропривод механизма спуска и подъема присоединительного устройства может быть снабжен наружной греющей системой с внутренним электронагревателем.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании полезной модели, является повышение надежности работы и долговечности предлагаемого устройства, упрощение установки (позиционирования) присоединительного устройства на горловине транспортной емкости, снижение номинальной мощности электропривода механизма спуска и подъема присоединительного устройства, требуемой для подъема последнего, и снижение за счет этого массы и габаритов механизма спуска и подъема присоединительного устройства, а также электроэнергии, затрачиваемой на работу электропривода указанного механизма спуска и подъема.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гибкий участок трубопровода снабжен механизмом натяжения, выполненным с возможностью приложения предпочтительно к средней или нижней части гибкого участка трубопровода усилия натяжения, направленного вверх и предпочтительно с наклоном в сторону опорной стойки. Такое конструктивное исполнение устройства для налива жидкостей в транспортные емкости обеспечивает пространственную фиксацию гибкого участка трубопровода в вертикальной плоскости, в которой расположены верхний и гибкий участки трубопровода. Благодаря указанной пространственной фиксации гибкого участка трубопровода с приложением к нему заданного по величине и направлению усилия натяжения ограничивается в пределах допустимой нормы величина изгиба гибкого участка трубопровода и исключаются его боковые перемещения относительно верхнего участка трубопровода. Кроме того, механизм натяжения гибкого участка трубопровода удерживает до 80% веса последнего, за счет чего снижается нагрузка на механизм спуска и подъема присоединительного устройства. В свою очередь, снижение нагрузки на указанный механизм спуска и подъема позволяет снизить номинальную мощность его электропривода, за счет чего снижаются масса и габариты механизма спуска и подъема присоединительного устройства, а также снижается потребление электроэнергии на работу указанного электропривода. Вместе с тем, расположение гибкого участка трубопровода под верхним участком последнего и расположение вращающегося блока механизма натяжения гибкого участка трубопровода вблизи от опорной стойки позволяет исключить консольное приложение усилия от веса гибкого участка трубопровода и заполняющей его в процессе налива жидкости к подшипникам шарниров, обеспечивающих боковой поворот верхнего участка трубопровода. Точка приложения указанного усилия к упомянутым подшипникам в предлагаемом устройстве расположена вблизи оси подшипников, благодаря чему снижается действующая на них нагрузка.

За счет исключения имеющих место в прототипе недопустимых изгибов гибкого участка трубопровода, боковых нагрузок в местах крепления последнего к верхнему участку трубопровода и к присоединительному устройству, и консольного приложения усилия от веса гибкого участка трубопровода и заполняющей его в процессе налива жидкости к подшипникам шарниров, обеспечивающих боковой поворот верхнего участка трубопровода, обеспечивается повышение надежности работы и долговечности предлагаемого устройства.

При этом расположение гибкого участка трубопровода под верхним участком последнего, плавный изгиб указанного гибкого участка в виде дуги, направленной в сторону опорной стойки, и выполнение конца жесткого участка трубопровода, соединенного с гибким участком последнего, с U-образным изгибом, направленным в обратную сторону, обеспечивает возможность компактного расположения механизма натяжения гибкого участка трубопровода вблизи опорной стойки и его эффективного взаимодействия с гибким участком трубопровода с одновременным обеспечением удобства работы с предлагаемым устройством оператора, задействованного при выполнении операции налива жидкости. Вместе с тем, расположение гибкого участка трубопровода под верхним участком последнего обеспечивает снижение габарита предлагаемого устройства - его протяженности в направлении верхнего участка трубопровода.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:

- на фиг.1 - общий вид устройства для налива жидкостей в транспортные емкости;

- на фиг.2 - взаимное расположение стержневых элементов показанного на фиг.1 устройства и гибкого участка его трубопровода в аксонометрии. При этом механизм натяжения гибкого участка трубопровода на фиг.2 не показан.

Устройство для налива жидкостей в транспортные емкости содержит вертикальную опорную стойку 1 (фиг.1), жестко закрепленную на основании 2, и трубопровод для подачи жидкости, включающий соединенные друг с другом вертикальный 3 и верхний 4 жесткие участки и гибкий участок 5, соединяющий конец верхнего участка 4 трубопровода с присоединительным устройством 6, служащим для соединения гибкого участка 5 трубопровода с транспортной емкостью 7. При этом все три участка 3, 4 и 5 трубопровода расположены в одной вертикальной плоскости.

Вертикальный участок 3 трубопровода расположен вблизи опорной стойки 1 и шарнирно закреплен относительно нее и основания 2 с возможностью поворота вокруг своей оси, при этом его нижний конец опирается на опорно-радиальный подшипник (не показан), размещенный в корпусе 8, прикрепленном к основанию 2, а верхний конец через тройник 9 соединен с вертикальным верхним патрубком 10, верхний конец которого входит в радиальный подшипник (не показан), размещенный в корпусе 11, закрепленном с помощью кронштейна 12 вблизи верхнего конца опорной стойки 1. Корпус 8 выполнен с осевым отверстием 13, через которое участок 3 трубопровода сообщается с питающим трубопроводом 14, а на нижнем конце вертикального участка 3 трубопровода установлено торцевое уплотнение (не показано), обеспечивающее герметичность соединения подвижного нижнего конца вертикального участка 3 трубопровода с неподвижным питающим трубопроводом 14.

Верхний участок 4 трубопровода консольно и жестко крепится с помощью фланцевого соединения 15 к торцу горизонтально направленного отвода тройника 9 с возможностью бокового поворота на 180°, обеспечиваемого за счет вращения вертикального участка 3 трубопровода на подшипниках, установленных в корпусах 8 и 11. При этом гибкий участок 5 трубопровода расположен под верхним участком 4 последнего и плавно изогнут в виде дуги, направленной в сторону вертикального участка 3 трубопровода и опорной стойки 1, а конец верхнего участка 4 трубопровода, соединенный с гибким участком 5, выполнен с U-образным изгибом 16, направленным в противоположную сторону и соединенным посредством фланцевого соединения 17 с гибким участком 5 трубопровода. Для упрощения изготовления и монтажа трубопровода для подачи жидкости концевая часть его верхнего участка 4 с U-образным изгибом 16 может быть выполнена в виде U-образного патрубка, как показано на фиг.1. При этом указанный патрубок может быть приварен к остальной части верхнего участка 4 трубопровода или соединен с ней посредством фланцевого соединения 18.

Присоединительное устройство 6 подвешено на тросе 19 и снабжено механизмом спуска и подъема, прикрепленным с помощью кронштейна 20 снизу к U-образно изогнутой части 16 верхнего участка 4 трубопровода. Указанный механизм спуска и подъема включает вращающуюся катушку 21, соединенную через редуктор 22 с ее электроприводом, выполненным в виде электродвигателя 23, при этом верхняя часть троса 19, на котором подвешено присоединительное устройство 6, намотана на катушку 21. Электродвигатель 23 снабжен рабочим валом с двусторонним выходом, при этом один конец указанного вала соединен с редуктором 22, а на второй конец вала насажен маховик 24, предназначенный для ручного подъема присоединительного устройства 6 при внезапном прекращении электроснабжения двигателя 23 или при отказе последнего в работе.

Верхний участок 4 трубопровода снабжен наклонной опорой, выполненной в виде двух предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней 25 и 26 (фиг.1, 2), расположенных параллельно друг другу в одной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, в которой расположены жесткие участки 3 и 4 трубопровода, и прикрепленных верхним концом с помощью кронштейна 27 предпочтительно к концевой или средней части верхнего участка 4 трубопровода, а нижним концом - с помощью кронштейна 28 предпочтительно к нижней половине вертикального участка 3 трубопровода, при этом поверхность стержней 25 и 26 выполнена гладкой, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком 5 трубопровода. Для обеспечения свободного прохода гибкого участка 5 трубопровода между стержнями 25 и 26 в процессе спуска и подъема присоединительного устройства 6 расстояние между последними составляет 1,1-1,3 наружного диаметра гибкого участка 5 трубопровода.

Устройство выполнено с возможностью пространственной фиксации гибкого участка 5 трубопровода в вертикальной плоскости, в которой расположены жесткие участки 3 и 4 трубопровода. Для этого гибкий участок 5 трубопровода снабжен механизмом натяжения, выполненным, например, в виде груза 29, подвешенного на тросе 30, закрепленном своим вторым концом на хомуте 31, плотно охватывающем гибкий участок 5 трубопровода предпочтительно в средней или нижней части последнего. Трос 30 опирается на вращающийся блок 32, закрепленный с помощью кронштейна 33 на верхнем участке 4 трубопровода вблизи вертикального участка 3 последнего в вертикальной плоскости, в которой расположены жесткие участки 4 и 5 трубопровода. При необходимости кронштейн 33 с блоком 32 может быть закреплен не на верхнем участке 4, а на вертикальном участке 3 трубопровода. Вращающийся блок 32 установлен на таком уровне, что в любом положении гибкого участка 5 трубопровода указанный блок находится выше хомута 31, благодаря чему усилие натяжения, прикладываемое к гибкому участку 5 трубопровода с помощью груза 29 и троса 30, всегда направлено вверх с наклоном в сторону опорной стойки 1. При этом место крепления хомута 31 на гибком участке 5 трубопровода, а также вес груза 29 и взаимное расположение гибкого участка 5 трубопровода и вращающегося блока 32 подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка 5 трубопровода исключается возможность его ненормированного изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка 5 трубопровода ниже допустимого значения, регламентируемого, как правило, заводскими техническими нормами на эксплуатацию гибкого трубопровода, который может быть использован в предлагаемом устройстве. Груз 29 размещен в вертикально расположенном и жестко закрепленном на кронштейне 33 трубчатом кожухе 34 с возможностью свободного вертикального перемещения в последнем, при этом нижняя часть кожуха 34 расположена между стержнями 25 и 26. Для обеспечения возможности регулировки усилия натяжения гибкого участка 5 трубопровода в зависимости от удельного веса жидкости, заполняющей внутренний объем гибкого участка 5 трубопровода в процессе налива, груз 29 выполнен из нескольких съемных секций 35 с возможностью регулировки его веса путем изменения количества указанных секций.

Механизм натяжения гибкого участка 5 трубопровода может иметь и другое конструктивное исполнение, при котором вместо груза 29 может быть использована, например, пружина, пневмо - или гидроцилиндр с выдвижным рабочим штоком и другие силовые элементы и механизмы. При этом при любом варианте исполнения конструкции механизма натяжения гибкого участка 5 трубопровода данный механизм выполняется с возможностью приложения предпочтительно к средней или нижней части гибкого участка 5 трубопровода усилия натяжения, направленного вверх и предпочтительно с наклоном в сторону опорной стойки 1, причем место приложения указанного усилия натяжения на гибком участке 5 трубопровода, а также его величина и направление действия подбираются таким образом, что в любом положении гибкого участка 5 трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения.

В качестве дополнительной меры для исключения возможности боковых перемещений гибкого участка 5 трубопровода последний помимо описанного выше механизма его натяжения снабжен боковыми фиксаторами, препятствующими его боковым перемещениям и выполненными в виде двух П-образно изогнутых предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней 36 и 37 (фиг.1, 2), расположенных по бокам гибкого участка 5 трубопровода с возможностью свободного прохода последнего между ними. При этом стержни 36 и 37 расположены параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости, в которой расположены стержни 25 и 26, прикреплены своими концами снизу к стержням 25 и 26 напротив друг друга и имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком 5 трубопровода. Для обеспечения требуемой боковой фиксации гибкого участка 5 трубопровода габаритные размеры стержней 36 и 37 (их протяженность вдоль стержней 25 и 26 и выступание относительно последних в направлении, перпендикулярном стержням 25 и 26) и места их крепления к стержням 25 и 26 подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка 5 трубопровода длина его части, находящейся между стержнями 36 и 37, составляет не менее 0,25 всей длины гибкого участка 5 трубопровода.

Для исключения возможности появления на гибком участке 5 трубопровода недопустимых изгибов в предлагаемом устройстве помимо описанного выше механизма натяжения гибкого участка 5 трубопровода предусмотрены также дополнительные меры, заключающиеся в том, что П-образно изогнутые стержни 36 и 37 соединены друг с другом при помощи верхнего 38 (фиг.2) и нижнего 39 ограничительных цилиндрических стержней, расположенных перпендикулярно стержням 36 и 37 со стороны гибкого участка 5 трубопровода, противоположной по отношению к направлению его изгиба. При этом ограничительные стержни 38 и 39 имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком 5 трубопровода, а места крепления ограничительных стержней 38 и 39 к П-образно изогнутым стержням 36 и 37 подобраны таким образом, что в процессе спуска присоединительного устройства 6 при его подходе к горловине транспортной емкости 7 верхняя часть гибкого участка 5 трубопровода садится сверху на верхний ограничительный стержень 38, а в процессе подъема присоединительного устройства 6 при его подходе к своему крайнему верхнему положению нижняя часть гибкого участка трубопровода упирается снизу в нижний ограничительный стержень 39.

Для обеспечения возможности применения устройства для налива жидкостей, выделяющих взрывоопасные и/или пожароопасные, и/или вредные для здоровья человека пары, присоединительное устройство 6 выполнено с возможностью герметичного соединения гибкого участка 5 трубопровода с транспортной емкостью 7, а внутри гибкого 5 и верхнего 4 участков трубопровода проложен трубопровод 40 для отвода паров, сообщающийся через присоединительное устройство 6 с внутренней полостью транспортной емкости 7. При этом на выходе из верхнего участка 4 основного трубопровода трубопровод 40 соединен через верхний патрубок 10 и осевое отверстие 41 в корпусе 11 с наружным трубопроводом 42 для отвода паров, а на верхнем конце патрубка 10 установлено торцевое уплотнение (не показано), обеспечивающее герметичность соединения подвижного патрубка 10 с неподвижным трубопроводом 42.

Кроме того, для обеспечения возможности применения устройства для налива вязких и/или замерзающих, и/или твердеющих при своем остывании жидкостей, по меньшей мере, верхний 4 и вертикальный 3 участки трубопровода закрыты наружными греющими секциями (не показаны), снабженными внутренними электронагревателями, а на верхнем участке 4 трубопровода в его верхней части установлен клапан 43 (показан на фиг.1 с условным обозначением), обеспечивающий возможность сообщения внутренней полости трубопровода для подачи жидкости с атмосферой. Клапан 43 открывается и закрывается оператором вручную или дистанционно - с помощью электропривода (не показан), установленного на клапане 43. Для обеспечения возможности эксплуатации устройства при низкой температуре окружающей среды, преимущественно ниже -50°С, электродвигатель 23 механизма спуска и подъема присоединительного устройства 6 снабжен наружной греющей системой (не показана) с внутренним электронагревателем.

Устройство работает следующим образом.

Перед наливом жидкости транспортная емкость 7 устанавливается таким образом, что ее заправочная горловина становится в зоне бокового перемещения верхнего 4 и гибкого 5 участков трубопровода. После этого оператор путем поворота присоединительного устройства 6 вместе с участками 5 и 4 трубопровода относительно опорной стойки 1 устанавливает присоединительное устройство 6 напротив горловины транспортной емкости 7 и включает с пульта управления электродвигатель 23. При этом оператор задает такое направление вращения катушки 21, при котором трос 19 разматывается с последней, а присоединительное устройство 6 опускается вниз к заправочной горловине транспортной емкости 7.

После стыковки присоединительного устройства 6 с заправочной горловиной транспортной емкости 7 выполняется налив жидкости в емкость 7 при закрытом клапане 43. При этом нагнетаемая насосом (не показан) жидкость подается через питающий трубопровод 14 к вертикальному участку 3 трубопровода и затем по верхнему 4 и гибкому 5 участкам трубопровода и через присоединительное устройство 6 поступает в транспортную емкость 7. В процессе налива взрывоопасные и/или пожароопасные, и/или вредные для здоровья человека пары жидкости отводятся из емкости 7 по внутреннему 40 и наружному 42 трубопроводам в систему аспирации (не показана). Если указанные пары не относятся к категории экологически опасных продуктов, они из трубопровода 42 могут отводиться непосредственно в атмосферу.

При наливе твердеющих при своем остывании жидкостей (например, битумных смол) перед началом налива осуществляют электрообогрев участков 4 и 5 трубопровода с помощью установленных на них греющих секций до температуры, которую имеет наливаемая жидкость. После выравнивания температуры участков 4 и 5 трубопровода и температуры наливаемой жидкости электрообогрев прекращают и начинают налив. При наливе вязких и/или замерзающих жидкостей указанный электрообогрев осуществляется как до налива, так и при самом наливе. При низкой температуре окружающей среды, преимущественно ниже -50°С, осуществляют электрообогрев электродвигателя 23 с помощью установленной на нем наружной греющей системы.

После достижения заданного уровня жидкости в емкости 7, фиксируемого с помощью датчика уровня (не показан), или после налива в емкость 7 заданного объема жидкости, замеряемого с помощью расходомера (не показан), насос автоматически выключается и подача жидкости через питающий трубопровод 14 прекращается. После окончания налива жидкости в емкость 7 присоединительное устройство 6 оставляют на заправочной горловине емкости 7 на некоторое время (например, на 2-5 минут), достаточное для того, чтобы остатки жидкости стекли из U-образно изогнутой части 16 гибкого участка 5 трубопровода и из присоединительного устройства 6 в емкость 7. Для ускорения отекания жидкости оператор сразу после выключения насоса открывает клапан 43, сообщающий внутреннюю полость трубопровода подачи жидкости с атмосферой.

По окончании времени, отводимого на отекание остатков жидкости в емкость 7, оператор отключает электрообогрев участков 4 и 5 трубопровода, отсоединяет присоединительное устройство 6 от заправочной горловины емкости 7 и включает с пульта управления электродвигатель 23. При этом оператор задает обратное направление вращения катушки 21, при котором трос 19 наматывается на катушку 21 и поднимает присоединительное устройство 6 вверх от заправочной горловины емкости 7. После подъема присоединительного устройства 6 в исходное верхнее положение электродвигатель 23 и система его электрообогрева отключаются оператором или в автоматическом режиме - с помощью концевого датчика (не показан), срабатывающего в момент прихода присоединительного устройства 6 в его верхнее положение.

В случае внезапного прекращения электроснабжения двигателя 23, а также при отказе последнего в работе спуск и/или подъем присоединительного устройства 6 оператор выполняет вручную путем вращения маховика 24.

В процессе спуска и подъема присоединительного устройства 6 груз 29 с помощью троса 30 и хомута 31 тянет гибкий участок 5 трубопровода вверх с наклоном в сторону опорной стойки 1, обеспечивая за счет этого пространственную фиксацию гибкого участка 5 трубопровода в вертикальной плоскости, в которой расположены участки 3 и 4 трубопровода. Благодаря указанной пространственной фиксации ограничивается в пределах допустимой нормы величина изгиба гибкого участка 5 трубопровода и исключаются его боковые перемещения относительно верхнего участка 4 трубопровода.

Обеспечение возможности ограничения величины изгиба гибкого участка 5 трубопровода препятствует возможности появления на указанном участке 5 ненормированных изгибов со снижением величины кривизны гибкого участка 5 трубопровода ниже допустимого значения, регламентируемого техническими нормами на эксплуатацию применяемого в устройстве гибкого трубопровода. Например, при использовании в качестве гибкого участка 5 трубопровода гибкого металлорукава с наружным диаметром 150 мм допустимый минимальный радиус изгиба гибкого участка 5 в соответствии с указанными нормами не превышает 5 наружных диаметров указанного металлорукава. Исключение указанных ненормируемых изгибов повышает прочность и долговечность гибкого участка 5 трубопровода и исключает возможные повреждения последнего.

Исключение боковых перемещений гибкого участка 5 трубопровода относительно верхнего участка 4 последнего облегчает оператору установку (позиционирование) присоединительного устройства 6 на горловине транспортной емкости 7 и исключает боковые нагрузки в местах крепления гибкого участка 5 трубопровода к верхнему участку 4 последнего и к присоединительному устройству 6.

Помимо механизма натяжения гибкого участка 5 трубопровода в пространственной фиксации последнего дополнительное участие принимают также стержни 25, 26, 36-39. При этом стержни 25, 26, 36 и 37 обеспечивают дополнительную фиксацию участка 5 трубопровода от его боковых перемещений относительно верхнего участка 4, а стержни 38 и 39 выполняют роль дополнительных ограничителей изгиба гибкого участка 5 трубопровода. В процессе спуска присоединительного устройства 6 при его подходе к горловине транспортной емкости 7 верхняя часть гибкого участка 5 трубопровода садится сверху на верхний ограничительный стержень 38, а в процессе подъема присоединительного устройства 6 при его подходе к своему крайнему верхнему положению нижняя часть гибкого участка 5 трубопровода упирается снизу в нижний ограничительный стержень 39.

В процессе спуска и подъема присоединительного устройства 6 груз 29, тянущий гибкий участок 5 трубопровода вверх, удерживает до 80% веса гибкого участка 5 трубопровода, снимая при этом значительную часть нагрузки с электродвигателя 23, приводящего во вращение катушку 21. Благодаря указанной разгрузке, существенно снижается номинальная мощность электродвигателя 23, требуемая для подъема присоединительного устройства 6, за счет чего существенно снижаются масса и габариты как самого электродвигателя 23, так и редуктора 22, при одновременном снижении электроэнергии, затрачиваемой на работу электродвигателя 23. В свою очередь, снижение массы и габаритов электродвигателя 23 и редуктора 22 позволяет разместить механизм спуска и подъема присоединительного устройства 6 в непосредственной близости от последнего - на изогнутой части 16 верхнего участка 4 трубопровода, что позволяет упростить конструкцию и повысить надежность работы упомянутого механизма спуска и подъема за счет исключения из него вращающихся блоков и тому подобных передаточных звеньев, имеющих место в прототипе.

Вместе с тем, в предлагаемом устройстве, усилие от веса гибкого участка 5 трубопровода и заполняющей его в процессе налива жидкости передается на подшипники, установленные в корпусах 8 и 11, не консольно, как это имеет место в прототипе (т.е. с большим плечом, равным в прототипе расстоянию от внешнего конца верхнего участка 4 трубопровода до вертикального участка 3 последнего), а на близком от указанных подшипников расстоянии, равном расстоянию от кронштейна 33, на котором закреплен вращающийся блок 32, до оси упомянутых подшипников, совпадающей с осью вертикального участка 3 трубопровода. Благодаря этому значительно снижаются нагрузки на указанные подшипники, в связи с чем увеличивается срок их службы, и, соответственно, исключается необходимость частой разборки и сборки подшипниковых узлов устройства для замены подшипников.

При переходе на налив более тяжелой жидкости увеличивают количество съемных секций 35 на грузе 29, что позволяет компенсировать увеличение веса гибкого участка 5 трубопровода при его заполнении более тяжелой жидкостью и сохранить его пространственную фиксацию. С переходом на налив жидкости с меньшим удельным весом количество съемных секций 35 на грузе 29 и, соответственно, вес последнего уменьшают в связи с уменьшением веса гибкого участка 5 трубопровода, заполняемого более легкой жидкостью.

Представленный пример выполнения предлагаемого устройства показывает, что введение в его конструкцию механизма натяжения гибкого участка 5 трубопровода позволяет повысить надежность работы и долговечность устройства для налива жидкостей в транспортные емкости за счет исключения имеющих место в прототипе недопустимых изгибов на гибком участке 5 трубопровода, способных снизить его прочность и долговечность, и боковых нагрузок в местах крепления гибкого участка 5 трубопровода к верхнему участку 4 последнего и к присоединительному устройству 6, а также за счет исключения консольного приложения усилия от веса гибкого участка 5 трубопровода и заполняющей его в процессе налива жидкости к подшипникам шарниров, обеспечивающих боковой поворот верхнего участка 4 трубопровода. Вместе с тем, обеспечиваемая в предлагаемом устройстве пространственная фиксация гибкого участка 5 трубопровода упрощает установку (позиционирование) присоединительного устройства 6 на горловине транспортной емкости 7. Кроме того, механизм натяжения гибкого участка 5 трубопровода позволяет снизить массу и габариты механизма спуска и подъема присоединительного устройства 6, уменьшить расход электроэнергии на работу электропривода указанного механизма, а также упростить конструкцию и повысить надежность работы указанного механизма спуска и подъема. Расположение в предлагаемом устройстве гибкого участка 5 трубопровода под верхним участком 4 последнего позволяет уменьшить протяженность устройства в направлении верхнего участка 4 его трубопровода.

Claims (15)

1. Устройство для налива жидкостей в транспортные емкости, содержащее опорную стойку и трубопровод для подачи жидкости с присоединительным устройством для соединения с транспортной емкостью, имеющий верхний жесткий участок, консольно и шарнирно закрепленный относительно опорной стойки с возможностью бокового поворота, и гибкий участок, соединяющий верхний участок трубопровода с присоединительным устройством, которое подвешено на тросе и снабжено механизмом спуска и подъема, отличающееся тем, что гибкий участок трубопровода расположен под верхним участком последнего и плавно изогнут в виде дуги, направленной в сторону опорной стойки, а конец жесткого участка трубопровода, соединенный с гибким участком последнего, выполнен с U-образным изгибом, направленным в обратную сторону, при этом гибкий участок трубопровода снабжен механизмом натяжения, выполненным с возможностью приложения предпочтительно к средней или нижней части гибкого участка трубопровода усилия натяжения, направленного вверх и предпочтительно с наклоном в сторону опорной стойки, причем место приложения указанного усилия натяжения на гибком участке трубопровода, а также его величина и направление действия подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний и гибкий участки трубопровода расположены в одной вертикальной плоскости, а механизм натяжения гибкого участка трубопровода выполнен в виде груза, подвешенного на тросе, закрепленном своим вторым концом на гибком участке трубопровода предпочтительно в средней или нижней части последнего и опирающемся на расположенный в указанной вертикальной плоскости вращающийся блок, закрепленный относительно верхнего участка трубопровода и расположенный относительно гибкого участка трубопровода таким образом, что усилие, прикладываемое к гибкому участку трубопровода со стороны указанного механизма натяжения, направлено вверх с наклоном в сторону опорной стойки, при этом место крепления троса указанного механизма натяжения на гибком участке трубопровода, а также вес упомянутого груза и взаимное расположение гибкого участка трубопровода и вращающегося блока подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода исключается возможность его изгиба со снижением величины кривизны гибкого участка трубопровода ниже допустимого значения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что концевая часть жесткого участка трубопровода с U-образным изгибом выполнена в виде U-образного патрубка, соединенного с остальной частью жесткого участка трубопровода посредством фланцевого соединения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм спуска и подъема присоединительного устройства прикреплен снизу к U-образно изогнутой части жесткого участка трубопровода и включает вращающуюся катушку и ее электропривод, при этом верхняя часть троса, на котором подвешено присоединительное устройство, намотана на указанную катушку.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод для подачи жидкости выполнен с вертикальным жестким участком, расположенным вблизи опорной стойки и шарнирно закрепленным относительно нее нижним концом с возможностью поворота вокруг своей оси, и соединенным верхним концом со входом верхнего жесткого участка трубопровода посредством фланцевого соединения, при этом упомянутые жесткие участки трубопровода расположены в одной вертикальной плоскости.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что верхний участок трубопровода снабжен наклонной опорой, выполненной в виде двух предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней, расположенных параллельно друг другу в одной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, в которой расположены упомянутые жесткие участки трубопровода, и прикрепленных верхним концом предпочтительно к концевой или средней части верхнего участка трубопровода, а нижним концом - предпочтительно к нижней половине вертикального участка трубопровода, при этом расстояние между указанными стержнями составляет 1,1-1,3 наружного диаметра гибкого участка трубопровода, а поверхность указанных стержней выполнена гладкой, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в механизме натяжения гибкого участка трубопровода вращающийся блок закреплен с помощью кронштейна на верхнем участке трубопровода вблизи вертикального участка последнего, а груз размещен в вертикально расположенном и жестко закрепленном на указанном кронштейне трубчатом кожухе с возможностью свободного вертикального перемещения в последнем.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый груз выполнен с возможностью регулировки его веса.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что гибкий участок трубопровода снабжен боковыми фиксаторами, препятствующими его боковым перемещениям в сторону от верхнего участка трубопровода и выполненными в виде двух П-образно изогнутых предпочтительно трубчатых цилиндрических стержней, расположенных по бокам гибкого участка трубопровода с возможностью свободного прохода последнего между ними, при этом П-образно изогнутые стержни расположены параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости, в которой расположены стержни наклонной опоры верхнего участка трубопровода, прикреплены своими концами снизу к стержням указанной наклонной опоры напротив друг друга и имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода, а габаритные размеры П-образно изогнутых стержней и места их крепления к стержням указанной наклонной опоры подобраны таким образом, что в любом положении гибкого участка трубопровода длина его части, находящейся между П-образно изогнутыми стержнями, составляет не менее 0,25 всей длины гибкого участка трубопровода.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что П-образно изогнутые стержни соединены друг с другом при помощи верхнего и нижнего ограничительных цилиндрических стержней, расположенных перпендикулярно П-образно изогнутым стержням, при этом ограничительные стержни имеют гладкую поверхность, по крайней мере, в местах их возможного контакта с гибким участком трубопровода, а места крепления ограничительных стержней к П-образно изогнутым стержням подобраны таким образом, что в процессе спуска присоединительного устройства при его подходе к горловине транспортной емкости верхняя часть гибкого участка трубопровода садится сверху на верхний ограничительный стержень, а в процессе подъема присоединительного устройства при его подходе к своему крайнему верхнему положению нижняя часть гибкого участка трубопровода упирается снизу в нижний ограничительный стержень.

11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в механизме спуска и подъема присоединительного устройства электропривод выполнен в виде электродвигателя, имеющего рабочий вал с двусторонним выходом, при этом один конец указанного вала соединен через редуктор с вращающейся катушкой, а на второй конец указанного вала насажен маховик, служащий для ручного спуска и подъема присоединительного устройства при внезапном прекращении электроснабжения указанного электропривода или при отказе последнего в работе.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения возможности его применения для налива жидкостей, выделяющих взрывоопасные и/или пожароопасные, и/или вредные для здоровья человека пары, присоединительное устройство выполнено с возможностью герметичного соединения гибкого участка трубопровода с транспортной емкостью, а внутри гибкого и верхнего участков трубопровода проложен трубопровод для отвода паров, сообщающийся через присоединительное устройство с внутренней полостью транспортной емкости.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения возможности его применения для налива вязких и/или замерзающих, и/или твердеющих при своем остывании жидкостей, по меньшей мере, верхний и вертикальный участки трубопровода закрыты наружными греющими секциями, снабженными внутренними электронагревателями.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что на верхнем участке трубопровода в его верхней части установлен клапан, обеспечивающий возможность сообщения внутренней полости трубопровода для подачи жидкости с атмосферой.

15. Устройство по п.4, отличающееся тем, что для обеспечения возможности его эксплуатации при низкой температуре окружающей среды, преимущественно ниже -50°С, электропривод механизма спуска и подъема присоединительного устройства снабжен наружной греющей системой с внутренним электронагревателем.