Устройство для испытания уплотняющего затвора и его функциональных элементов для плавающих крыш резервуаров

Относится к стальным вертикальным резервуарам с плавающей крышей. Устройство предназначено для испытания уплотняющего затвора и его функциональных элементов для плавающей крыши. Новым является наличие у устройства портала, состоящего из двух стоек и связывающей их сверху балки, на которой установлены две тали и динамометр. К стойкам портала присоединена вертикальная передняя рама, к которой неподвижно прикреплен стальной лист, с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения посредством гидроцилиндра. Устройство имеет внутреннюю вертикальную раму, состоящую из нескольких вертикальных секций, установленных на стойках из квадратного профиля с возможностью горизонтального перемещения и фиксации в нужном положении.

Полезная модель относится к резервуарам для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидкостей и может быть использована для испытания уплотняющих затворов плавающих крыш резервуаров.

В источниках патентной и научно-технической информации, доступных заявителю, аналогов полезной модели не обнаружено.

Отсутствие специальных устройств тормозит и замедляет разработку и внедрении более эффективных и надежных конструкций уплотняющих затворов, а их испытание на действующих и строящихся резервуарах - дело дорогостоящее, занимает много времени.

Задачей разработчиков предлагаемой полезной модели является создание специального устройства для испытания существующих и вновь разрабатываемых уплотняющих затворов и их функциональных элементов в условиях, приближенных к условиям эксплуатации резервуаров с плавающей крышей.

Поставленную задачу решает предлагаемое устройство (стенд), включающее портал, состоящий из двух стоек круглого сечения, соединенных сверху балкой, на стойках установлена передняя рама с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения по стойкам с помощью гидроцилиндра, причем, к этой раме неподвижно

прикреплен стальной лист, имеющий кривизну, соответствующую радиусу кривизны стенки резервуара, для плавающей крыши которого предназначен испытуемый уплотняющий затвор, кроме того, устройство включает внутреннюю раму, состоящую из нескольких секций, установленных на стойках квадратного сечения с возможностью горизонтального перемещения и фиксации в нужном положении. Подвижное соединение передней рамы со стойками портала выполнено посредством ползунов, неподвижно прикрепленных к передней раме на двух уровнях, причем, ползуны снабжены, по крайней мере, тремя центрирующими язычками из жесткого полимерного материала (например, резины). На балке портала установлены две тали и динамометр. Секции внутренней рамы к стойкам квадратного сечения соединены посредством коробов квадратного сечения, приваренных к стойкам, и консолям квадратного сечения, приваренных к секциям внутренней рамы, причем, для фиксации их в нужном положении предусмотрены сквозные отверстия в коробах и консолях, и болты. Радиус кривизны внутренней рамы соответствует радиусу кривизны понтонного короба плавающей крыши резервуара, к которому относится испытуемый уплотняющий затвор. Стальной лист, имитирующий стенку резервуара, с тыльной стороны снабжен холодильно-тепловой камерой.

Вертикальное возвратно-поступательное перемещение передней рамы с прикрепленным к ней листом, имитирующим стенку резервуара, упрощает технологию проведения испытаний уплотняющего затвора и его функциональных элементов (скользящий лист, пружины, уплотнители,

скребок, защитный козырек, рычажно-шарнирные системы, вторичное уплотнение и т.д.) [1], так как уплотняющий затвор неподвижен и его функциональные элементы находятся на, доступной для монтажа, наблюдения обслуживания и демонтажа, высоте.

Выполнение привода передней рамы, с прикрепленным к ней листом, в виде гидроцилиндра, упрощает конструкцию устройства и позволяет регулировать скорость их вертикального перемещения в заданных (нормируемых техническими условиями) пределах.

Выполнение внутренней рамы из нескольких секций позволяет одновременно испытывать несколько уплотняющих затворов или их функциональных элементов при разных зазорах между стенкой резервуара и бортом понтонного кольца плавающей крыши.

Выполнение коробов и консолей внутренней рамы (при ее горизонтальном перемещении) из квадратного профиля обеспечивает устойчивость внутренней рамы, с прикрепленным к ней уплотняющим затвором или его функциональными элементами, при проведении испытаний.

Центрирование передних стоек портала в отверстиях направляющих кронштейнов передней рамы язычками из жесткого полимерного материала (например, резины) устраняет вероятность перекоса передней рамы при ее вертикальном перемещении по стойкам, при этом отпадает необходимость обработки наружной поверхности стоек по всей длине и их смазки.

Снабжение листа с тыльной стороны холодильно-тепловой камерой обеспечивает охлаждение или нагревание слоя отложений на рабочей поверхности листа.

Наличие двух ограничителей хода стального листа, закрепленных вверху и внизу на одной из стоек портала, позволяет избежать, при вертикальном перемещении листа, выход листа выше и ниже предусмотренной безопасной высоты. Применены ограничители рычажного типа. Соприкосновение упоров листа с ограничителями сопровождается отключением электропитания гидропресса, что приводит к остановке перемещения листа.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства, вид со стороны передних стоек (лист, имитирующий стенку резервуара, условно не показан); на фиг.2 - то же, вид сверху (в плане); на фиг.3 - гидроцилиндр; на фиг.4 - схема центрирования стоек круглого сечения в отверстиях кронштейнов передней рамы.

Предлагаемое устройство для испытания уплотняющих затворов и их функциональных элементов для плавающих крыш резервуаров состоит из следующих элементов и узлов:

- передних стоек 1 и 2, выполненных из стальных труб, которые сверху связаны металлической балкой 3, на последней подвешены тали 4 и 5 - для подъема функциональных элементов испытуемого уплотняющего затвора 6 (на фиг.2 уплотняющий затвор 6 показан условно), динамометр 7; стойки 1, 2 и балка 3 образуют портал 8 (фиг.1);

- передней рамы 9, выполненной в виде прямоугольника (фиг.2), к которой неподвижно прикреплен лист 10, имитирующий стенку резервуара. Лист 10 к раме 9 прикреплен неподвижно посредством кронштейнов 11. Кронштейны 11 имеют отверстия для прохода стоек 1 и 2 и язычки 25 из жесткой резины (фиг.4). К верхней образующей 12 передней рамы 8 приварен кронштейн 13 для крепления шарового верхнего гнезда 14 под шаровой толкатель 15 штока 16 гидроцилиндра 17. Кроме того, гидроцилиндр 17 снабжен нижней шаровой опорой 18 (фиг.3);

- внутренней рамы 19, состоящей из секций 20. Секции внутренней рамы 19 расположены по кривой, соответствующей радиусу кривизны понтонного кольца плавающей крыши, для которой предназначен испытуемый уплотняющий затвор. Секции 20 внутренней рамы 19 установлены на стойках 21 при помощи коробов 22, приваренных к стойкам 21, и консолей 23, приваренных к внутренней раме 19.

Для обеспечения устойчивости секций 20 внутренней рамы 19, короба 22 и консоли 23 выполнены из квадратного профиля. В нужном положении консоли 23 фиксируются болтами 24, установленными в сквозных отверстиях в коробах и консолях (фиг.2).

Пример 1. При разработке и внедрении новой конструкции затвора плавающей крыши резервуара (по патенту РФ №2307777 [2]), при проверке работоспособности и надежности существующих затворов [1, 3], испытание всех функциональных элементов уплотняющих затворов производили на указанном (заявляемом) устройстве.. Вносились существенные

конструктивные изменения в конструкцию элементов уплотняющих затворов, повышающие надежность их работы.

Предлагаемым устройством пользуются следующим образом. К передней раме 9 неподвижно крепят лист 10, имитирующий стенку резервуара, и имеющую кривизну, соответствующую радиусу кривизны резервуара, для которого предназначен испытуемый уплотняющий затвор (фиг.1 и 2). К секциям 20 внутренней рамы 19 крепят функциональные элементы уплотняющего затвора 6. Монтаж листа 10 и функциональных элементов уплотняющего затвора 6 осуществляют с помощью талей 4 и 5. Динамометром 7 измеряют нагрузку на подвесках. Устанавливают нормируемое расстояние (145, 275 или 405 мм) между секциями 20 внутренней рамы 19 и стальным листом 10, фиксируют секции в нужном положении с помощью болтов 24, вставленных в сквозные отверстия в коробах 22 и консолях 23. После проверки правильности установки всех элементов затвора, включают гидростанцию и подают масло в гидроцилиндр 1 7, что приводит в движение вверх передней рамы 9 и, прикрепленный к ней, лист 10. Передвижение рамы 9 с листом 10 вниз происходит, после выключения концевого переключателя 26 (с одновременным отключением электропитания гидростанции), за счет перепуска масла из гидроцилиндра 17 в бак гидростанции. Скорость перемещения системы рама + лист регулируют изменением расхода масла, поступающего из гидроцилиндра 17 в бак. При опускании рамы 9 с листом 10 вниз, после достижения ими нижнего предельного уровня, происходит также отключение питания гидростанции.

Для повторного подъема рамы 9 с листом. 10, перекрывают перепуск масла из гидроцилиндра 17 в бак, включают гидростанцию и подают масло в гидроцилиндр 17. Передвижение рамы 9 с листом 10 внизу ограничивается выключением концевого переключателя 27. Рама 9 с листом 10 перемещается вверх при подаче масла в гидроцилиндр 17.

Источники информации

1. Оборудование резервуаров: Учеб. Пособие для вузов / Н.И.Коновалов, Ф.М.Мустафин, Г.Е.Коробков и др. - Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2005. - 214 с.

2. Патент РФ №2307777.

3. Каравайченко М.Г., Бабин Л.А., Усманов Р.М. Резервуары с плавающими крышами. М.: Недра, 1992. - 236 с.

1. Устройство для испытания уплотняющего затвора и его функциональных элементов для плавающей крыши резервуара, включающее портал, состоящий из двух стоек круглого сечения, соединенных сверху балкой, на стойках которого установлена передняя рама с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения по ним посредством гидроцилиндра, причем к раме неподвижно прикреплен стальной лист с кривизной, соответствующей радиусу кривизны стенки резервуара, для плавающей крыши которого предназначен испытуемый уплотняющий затвор, кроме того, устройство включает внутреннюю раму, состоящую из нескольких секций, установленных на стойках квадратного сечения с возможностью горизонтального перемещения и фиксации в нужном положении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижное соединение передней рамы со стойками портала выполнено посредством ползунов, неподвижно прикрепленных к передней раме на двух уровнях, причем ползуны снабжены, по крайней мере, тремя центрирующими язычками из жесткого полимерного материала (например, резины).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на балке портала установлены две тали и динамометр.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции внутренней рамы присоединены к стойкам квадратного сечения посредством коробов квадратного сечения, приваренных к стойкам, и консолей квадратного сечения, приваренных к секциям внутренней рамы, причем для фиксации их в нужном положении предусмотрены сквозные отверстия в коробах и болты.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус кривизны внутренней рамы устройства соответствует радиусу кривизны понтонного короба плавающей крыши резервуара, к которому относится испытуемый уплотняющий затвор.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стальной лист имеет с тыльной стороны холодильно-тепловую камеру.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стальной лист при вертикальном перемещении имеет верхний и нижний ограничители хода листа, закрепленные вверху и внизу на одной из стоек портала.