Дифференциальный газовый отражатель

Полезная модель относится к резервуарному оборудованию, в частности к средствам для уменьшения образования испарений в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов. Подвешенный под монтажным патрубком дыхательного клапана отражатель при "вдохе" резервуара препятствует распространению струи входящего в резервуар воздуха вглубь газового пространства, изменяя ее направление с вертикального на почти горизонтальное. Вследствие этого наиболее насыщенные слои паровоздушной смеси в газовом пространстве, находящиеся у поверхности продукта, не перемешиваются входящей струей воздуха. Перемешивание локализуется в слоях, примыкающих к кровле резервуара. Такой механизм перемешивания уменьшает концентрацию паров продукта в паровоздушной смеси, вытесняемой в атмосферу при последующем "выдохе" или заполнении резервуара, т.е. уменьшает потери от испарения. Применение отражателей, устанавливаемых под монтажным патрубком дыхательного клапана, является эффективным средством снижения выбросов углеводородов в воздушный бассейн. Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы известного устройства изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана при заполнении и опорожнении резервуара. С целью решения указанной задачи предлагается отверстия для слива конденсата выполнить в виде расположенных в нижней части конуса отражателя отогнутых П-образных разрезов, образующих клапаны, перекрывающие прямой ход воздуху, но не препятствующие сливу концентрата. Наибольший эффект проявляется при отгибе клапана под углом 20 градусов к образующей конуса, то есть для конуса с углом при вершине 140-150 градусов клапан располагается горизонтально. Использование новых элементов дает возможность дополнительно по отношению к известным аналогичным техническим решениям снизить потери нефти и нефтепродуктов из резервуаров от испарения, сократить объемы вредных выбросов в атмосферу, уменьшить загазованность резервуарных парков, повысить пожаробезопасность промышленных объектов. Кроме того, получение отверстий для слива конденсата путем отгиба П-образного надреза в нижней части отражателя более технологично сверления отверстия в вершине конуса.

Полезная модель относится к резервуарному оборудованию, в частности к средствам для уменьшения образования испарений в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов.

Известен резервуар с установленным под дыхательным клапаном диском-отражателем (Мацкин Л.А. и др. Эксплуатация нефтебаз, М. Недра, 1975 г. с.337-338. Арбузова Ф.Ф. и др. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении, М. Недра, 1981 г. с.98-99).

Подвешенный под монтажным патрубком дыхательного клапана отражатель при вдохе резервуара препятствует распространению струи входящего в резервуар воздуха вглубь газового пространства, изменяя ее направление с вертикального на почти горизонтальное. Вследствие этого наиболее насыщенные слои паровоздушной смеси в газовом пространстве, находящиеся у поверхности продукта, не перемешиваются входящей струей воздуха. Перемешивание локализуется в слоях, примыкающих к кровле резервуара. Такой механизм перемешивания уменьшает концентрацию паров продукта в паровоздушной смеси, вытесняемой в атмосферу при последующем выдохе или заполнении резервуара, т.е. уменьшает потери от испарения. Применение отражателей, устанавливаемых под монтажным патрубком дыхательного клапана, является эффективным средством снижения выбросов углеводородов в воздушный бассейн.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана резервуара для нефти и нефтепродуктов, имеющее держатель с газовым отражателем в виде конуса с углом при вершине 140-150 градусов, обращенного вверх основанием, с центральным отверстием на вершине для слива конденсата, при этом держатель выполнен в виде вертикального патрубка с щелевым вырезом в нижней его части перед газовым отражателем таким образом, что отношение высоты щелевого выреза в каждой точке по окружности патрубка к длине отрезка, преходящего через ось патрубка от этой точки до стенки резервуара, равно постоянной величине (см. описание к патенту RU 2078722, B65D 90/38, опубликовано 10.05.1997 г).

Одним из недостатков прототипа является наличие открытого отверстия для слива конденсата, расположенного на вершине конуса газового отражателя по оси патрубка, снижающее эффективность устройства изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана при заполнении и опорожнении резервуара.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы известного устройства изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана при заполнении и опорожнении резервуара.

С целью решения указанной задачи предлагается отверстия для слива конденсата выполнить в виде расположенных в нижней части конуса отражателя отогнутых П-образных разрезов, образующих клапаны, перекрывающие прямой ход воздуху, но не препятствующие сливу концентрата.

На фиг.1 изображен вертикальный разрез заявляемого устройства, на фиг.2 - вид сверху.

Заявляемая полезная модель содержит вертикальный патрубок 1, закрепленный на крыше резервуара 2, имеющий щелевой вырез 3. К патрубку 1 с помощью ребер 4 прикреплен отражатель 5, имеющий отверстия для слива конденсата 6, образованные отгибом части 7 стенки отражателя 5 по месту П-образного разреза. Наибольший эффект проявляется при отгибе клапана 7 под углом 20 градусов к образующей конуса, то есть для конуса с углом при вершине 140-150 градусов клапан 7 располагается горизонтально.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При опорожнении резервуара (входе) через дыхательный клапан (не показан) по вертикальному патрубку 1 в резервуар 2 начинает поступать воздух. При своем движении воздушная струя встречает препятствие в виде конического отражателя 5 и изменяет свое направление на радиальное. Ввиду того, что отношение высоты щелевого выреза 3 в каждой точке по окружности вертикального патрубка 1 к длине отрезка, проходящего от этой точки через ось патрубка до стенки резервуара 2, имеет постоянную величину, то на каждую единицу площади подкровельного газового пространства распределяется одинаковое количество засасываемого воздуха. Так как плотность воздуха меньше плотности паров нефти и нефтепродуктов, воздух накапливается в верхней части резервуара равномерно по всей площади. Газовый отражатель 5, выполненный в виде конической поверхности с углом при вершине 140-150°, позволяет перевести нижнюю границу воздушной струи в горизонтальную или близкую к горизонтальной плоскость, так как отклонение турбулентной воздушной струи после отрыва от конической поверхности составляет величину порядка 12-16° (Чугаев P.P. Гидравлика, Л. Энергия, 1975 г. с.348.349). Отверстия 6, предназначенные для слива конденсата, прикрыты горизонтальными клапанами 7. Благодаря этому верхние слои воздуха не перемешиваются с газами, находящимися у поверхности жидкости даже при высоких взливах резервуара. Площадь канала, образованного поверхностью щелевого выреза 3 в вертикальном патрубке 1 и поверхностью отражателя 5, равная площади поперечного сечения патрубка 1, позволяет обеспечить плавное изменение скорости воздушной струи и более эффективно повлиять на ее распределение. Формированию потока в определенной степени способствуют и соединительные ребра 4. При наличии конденсата в газовом потоке и его осаждения на газовом отражателе он стекает через отверстия 6.

При заполнении резервуара (выходе) из его газового пространства через дыхательный клапан (не показан) по вертикальному патрубку 1 в первую очередь вытесняется равномерно распределенный под кровлей резервуара воздух, причем его приток к клапану с разных радиальных направлений происходит в объемах, соответствующих высоте щелевого выреза 3. В этом случае клапаны 7 также препятствуют прямому проходу паров нефти и нефтепродуктов через отверстия 6. Это обеспечивает равномерный отбор воздуха со всего подкровельного пространства резервуара. Испарение жидкого продукта становится несущественным вследствие сохранения над ним насыщенного парами продукта слоя.

Использование новых элементов в резервуаре дифференциального узла изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана позволяет мягко при высокой степени однородности удельной загрузки сосредоточить поступающий в резервуар при вдохе воздух по всему сечению резервуара в его верхней части и при выдохе в первую очередь вывести воздух без смешения с парами жидкого продукта, не нарушая насыщенного парами продукта слоя. Это дает возможность дополнительно по отношению к известным аналогичным техническим решениям снизить потери нефти и нефтепродуктов из резервуаров от испарения, сократить объемы вредных выбросов в атмосферу, уменьшить загазованность резервуарных парков, повысить пожаробезопасность промышленных объектов. Кроме того, получение отверстий для слива конденсата путем отгиба П-образного надреза в нижней части отражателя более технологично, чем сверление отверстия в вершине конуса.

1. Дифференциальный газовый отражатель резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов, содержащий держатель с отражателем в виде конуса с углом при вершине 140-150°, обращенного вверх основанием, имеющего отверстия для слива конденсата, при этом держатель выполнен в виде вертикального патрубка с щелевым вырезом в нижней его части перед газовым отражателем таким образом, что отношение высоты щелевого выреза в каждой точке по окружности патрубка к длине отрезка, преходящего через ось патрубка от этой точки до стенки резервуара, равно постоянной величине, отличающийся тем, что отверстия для слива конденсата выполнены в виде расположенных в нижней части конуса отражателя отогнутых П-образных разрезов, образующих клапаны.

2. Дифференциальный газовый отражатель резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов по п.1, отличающийся тем, что угол отгиба клапанов отверстий для слива конденсата составляет 20° к поверхности конуса.