Установка для механизированного удаления жидкостных остаточных сред различной вязкости

Патент 2107563

Авторы

Реферат

Сущность изобретения: установка для механизированного удаления жидкостных остаточных сред различной вязкости включает средство для разделения сред, воздушный, тангенциально расположенный приемный и сливной патрубки для шлангов, сообщающиеся с соответствующими приемной и сливной магистралями, накопитель, и вакуумный насос с электродвигателем и пультом управления. Средство для разделения сред представляет собой сепаратор, соединенный с накопителем, на приемном патрубке установлена насадка, на воздушном патрубке, размещенном по оси сепаратора, по периметру его конусной части выполнены окна, в сепараторе установлен защитный экран в верхней его части в виде элемента, охватывающего воздушный патрубок и открытого в сторону сливного патрубка, сообщающего сепаратор с накопителем, и поплавок. В накопителе размещены поплавок и трубка, один конец которой сообщается с атмосферой, другой - верхней частью сепаратора, снаружи накопителя смонтирована тяга с рычагами, соединенными с верхней и нижней заслонками накопителя, установленными на сливном патрубке и на выходе из накопителя, и обеспечивающая возможность их синхронного переключения из заданного положения в противоположное с соответствующим открытием и закрытием сливного патрубка и выхода из накопителя посредством выполнения рычагов подпружиненными и с возможностью одновременного и однонаправленного поворота относительно своей оси на угол 90^o 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для удаления различных остаточных сред из труднодоступных или опасных зон оборудования, резервуаров, а также с поверхностей, например воды, технологических загрязнений в энергетических установках, остатков растительных и минеральных масел, разливов нефтепродуктов.

Существующие методы, насосы, используемые для промывки, очистки не обеспечивают полного удаления в указанных случаях.

Известен способ удаления отстоя из резервуара [1], включающий введение в донную часть резервуара полимерного улавливателя с последующим удалением желеобразной массы. При данном способе продукт, среда становятся непригодными для дальнейшего использования, а также остается нерешенной задача непосредственного удаления желеобразной массы.

Согласно [2] очистки емкости производится моющими растворами, подаваемыми в емкость инъектора.

Существует способ промывки внутренней поверхности емкостей, заключающийся в том, что на внутренние поверхности очищаемой емкости подают струи моющей жидкости, а после ее накопления в емкости сообщают последней вертикальные колебания, а затем сливают отработанную жидкость. Способ трудоемок, требует в дальнейшем очистки или утилизации отработанной моющей жидкости, не может быть использован для ряда оборудования, емкостей и резервуаров.

Устройство для мойки емкостей [2] содержит раму (для установки емкости) и вертикально перемещающуюся полую иглу-инъектор для подачи моющей жидкости. Устройство предназначено для обработки тары из-под жидких средств химизации на складах агрохимслужбы. Ограниченные возможности устройства по массогабаритным характеристикам емкостей и принцип работы не позволяют использовать рассматриваемое устройство для удаления остаточных средств из труднодоступных зон крупногабаритного оборудования, стационарных резервуаров.

Известен способ мойки емкостей [3], заключающийся в том, что емкость заслоняют моющим раствором, в который в процессе мойки подают газ посредством пневматических аэраторов. Газ подают снизу вверх в нижнюю часть емкости с кинетической энергией, достаточной для отрыва частиц загрязнений от очищаемой поверхности, после этого раствор сливают. Способ трудоемок, требует в дальнейшем очистки или утилизации отработанной жидкости.

В качестве прототипа выбрана установка для очистки емкостей, преимущественно резервуаров из-под нефтепродуктов [4]. Указанная установка содержит герметичную емкость для моечной жидкости с системой тонкослойного отстаивания, вакуумный и нагнетательный насосы, вакуумные всасывающие и нагнетательные линии трубопроводов, моечную головку, средство для очистки моечной жидкости от механических примесей в виде вакуумного гидроциклона, а также емкость для хранения шлама и собранного нефтепродукта. Данная установка смонтирована на автомашине, сложна по конструкции, ограничена по вариантам применения и техническим характеристикам в случае удаления среды из труднодоступных зон оборудования и резервуаров.

Целью изобретения является создание установки, позволяющей обеспечить полное удаление остаточных сред различной вязкости из труднодоступных или опасных для здоровья зон оборудования, резервуаров, емкостей и с поверхностей, в том числе при малом перепаде уровней сепаратора и слив среды.

Поставленная цель достигается тем, что установка (см. фиг. 1,2) включает вакуумный насос 16, сепаратор 1, воздушный 3, приемный 2, сливной 4 патрубки для шлангов, а также пульт управления (не показан). На приемном шланге установлена насадка 17 (например, в виде трубки), на которой выполнены резьбовой участок и отверстия, расположенные по винтовой линии. Через указанные отверстия осуществляется поступление воздуха в среду, расположенную в насадке 17. Открытие необходимого количества отверстий обеспечивается перемещением резьбовой муфты 18. Воздушный патрубок 3 в сепараторе 1 заглушен с нижнего торца и на его конусной части по периметру выполнены окна 6 для отсоса воздуха вакуумным насосом 16. В верхней части сепаратора 1 с целью исключения прямого попадания среды предусмотрен цилиндрический защитный экран 7. Во избежание переполнения сепаратора и попадания среды в воздушный патрубок в сепараторе 1 установлен поплавок 5 с раструбом, перекрывающим окна 6 в момент максимального подъема, тем самым прекращающим вакуумирование сепаратора 1, приемного шланга 2 и соответственно поступление среды в сепаратор 1.

Накопитель 8 выполнен в виде емкости, внутри которой размещены поплавок 14, перемещающийся по направляющим, верхняя 9 и нижняя 11 заслонки, а также U-образная трубка 19, сообщающаяся одним концом с верхней частью сепаратора 1, а другим - с атмосферой. Снаружи накопителя 8 установлена тяга 12, которая через подпружиненные рычаги 13 соединена с осями заслонок 9, 11 для изменения их положения. В исходном положении заслонка 9 установленная на сливном патрубке 4, открыта, заслонка 11, установленная на выходе из накопителя 8, закрыта, поплавок 14 находится в нижнем положении. При заполнении накопителя 8 средой поплавок 14 всплывает и в верхнем положении через рычаги и тягу переключает синхронно заслонки 9,11: верхнюю на "закрыто", нижнюю - "открыто". При сливе среды из накопителя 8 поплавок 14 опускается в нижнее положение и аналогично переключает заслонки в исходное положение.

Для того чтобы при работающем вакуумном насосе обеспечить гарантированный слив из сепаратора 1 в накопитель 8, из накопителя - в сливной рукав (или емкость) и исключить прорыв воздуха через среду, предусмотрена U-образная трубка 19, с горизонтальной частью и двумя открытыми, обращенными наружу коленами, имеющая на горизонтальной части два конуса 22 с окнами 23 и кулису 21 с раструбами для перекрытия окон в конусах. Внутри трубки 19 между конусами установлена заглушка. Кулиса 21 перемещается рычагом 20, имеющим возможность поворота относительно своей оси на 90^o для перекрытия соответствующих окон.

Сущность изобретения состоит в том, что: 1) для обеспечения засасывания и подъема среды на необходимую высоту предусмотрена насадка 17, позволяющая использовать одновременно локальное вакуумирование и эффект газового эрлифта, заключающийся в поступлении в среду через отверстия насадки 17 необходимого количества воздуха, делающего смесь более легкой и менее вязкой, что позволяет в конечном итоге удалять высоковязкие среды, поднимать и перемещать их на большие расстояния; 2) для гарантированного слива среды при работающем вакуумном насосе и при разнице уровней в сепараторе 1 и сливной емкости менее 9,8 м (осложнен в этом случае слив вакуумированием сверху, а также относительно узким (типа бутылочного горла) сливным патрубком, предусмотрен накопитель 8 с периодическим сливом, вакуумируемый при сливе из сепаратора 1 и соединенный с атмосферой при сливе из накопителя 8; 3) для качественного разделения жидкой и воздушной составляющих в сепараторе 1 нижний торец воздушного патрубка заглушен, окна 5 выполнены в верхней части и защищены от прямого попадания среды цилиндрическим экраном; 4) с целью исключения переполнения сепаратора 1 в конструкции предусмотрен поплавок 5, собранный в один узел с раструбом, перекрывающим на конусе патрубка воздушные окна 6 в момент максимального подъема поплавка.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой установки; на фиг.2 - схема U-образной трубки.

Установка содержит сепаратор 1, тангенциально расположенный приемный 2, воздушный 3, сливной 4 патрубки для шлангов, сообщающиеся с соответствующими магистралями, поплавок 5, окна 6, защитный экран 7, накопитель 8, верхнюю заслонку 9, нижнюю заслонку 11, тягу 12, рычаги 13, поплавок 14 накопителя, направляющие 15, вакуумный насос 16 с электродвигателем и пультом управления, насадку 17, муфту 18, трубку 19 накопителя, рычаг 20, кулису 21, конусы 22, окна 23. Рычаги 13 выполнены подпружиненными и с возможностью одновременного и однонаправленного поворота относительно своей оси на угол 90^o.

Работа установки заключается в следующем.

Насадка 17 приемного шланга 2 опускается в удаляемую среду. При этом в исходном положении верхняя заслонка 9 открыта, нижняя заслонка 11 закрыта, поплавки 5 и 14 находятся в нижнем положении. При включении вакуумного насоса 16 в сепараторе 1, накопителе 8, приемном шланге 2 и насадке 17 создается разрежение, и среда втягивается в насадку, смешивается с воздухом (поступающим через отверстия) и затем смесь по приемному шлангу поступает в сепаратор. При этом количество открытых отверстий (т.е. соответственно количество вводимого в среду воздуха) устанавливается в зависимости от вязкости среды, длины и диаметра приемного шланга до обеспечения засасывания и подъема среды в сепаратор 1.

В отдельных случаях (при низковязкой среде, небольших высоте подъема среды и длине подъемного рукава) установка может обеспечить удаление остаточных продуктов при полностью закрытых отверстиях в насадке, т.е. только за счет локального вакуумирования.

В сепараторе 1 происходит разделение удаляемой среды и воздуха. Тангенциально влетающие в сепаратор 1 более тяжелые, чем воздух, частицы среды отбрасываются на внутреннюю стенку и по ней опускаются, стекают вниз в коническую часть сепаратора 1, а затем через патрубок 4 - в накопитель 8. Воздух, концентрирующийся в центральной части сепаратора 1, отсасывается вакуумным насосом 16 через окна 6 воздушного патрубка 3. При этом защитный экран 7 исключает прямое попадание среды в окна воздушного патрубка и открыт в сторону воздушного патрубка 3.

При заполнении сепаратора 1 средой поплавок 5 всплывает и в своем верхнем положении раструбом перекрывает окна воздушного патрубка 3. В результате уменьшается величина вакуума в сепараторе 1 и приемном шланге 2, насадке 17 и прекращается поступление среды в сепаратор 1 до тех пор, пока среда не сольется в накопитель 8 и поплавок 5 соответственно не опустится вниз, откроет окна воздушного патрубка 3 и соответственно увеличится величина вакуума.

При сливе среды из сепаратора 1 в накопитель 8 открыты окна на конусах колена трубки 19 накопителя 8, связанного с верхней частью сепаратора 1, в результате чего дополнительно вакуумируется полость накопителя 8 и усиливается слив среды из сепаратора 1. По мере наполнения накопителя 8 средой поплавок 14 поднимается и в своем верхнем положении через подпружиненные рычаги 13 и тягу 12 переключает верхнюю заслонку 9 в положение "закрыто", нижнюю 11 - "открыто", а кулису 21 перемещают, открывая сообщающиеся с атмосферой (и соответственно, закрывая сообщающиеся с сепаратором 1). При этом закрытие верхней заслонки 9 и соединение верхней части накопителя 8 через отверстия в насадке 17 с атмосферой снимает вакуумирование в накопителе 8, тем самым улучшает слив среды и исключается возможность прорыва воздуха снизу через среду. При сливе среды из накопителя 8 поплавок 14 опускается вниз и в крайнем нижнем положении переключает заслонки 9,11 в исходное положение. Затем процесс поступления среды в накопитель и слива из него повторяется.

Использование предлагаемой установки позволяет выполнять удаление остаточных жидких полидисперсных сред различной вязкости (в том числе высоковязких остаточных продуктов растительных минеральных масел и нефтепродуктов) из труднодоступных, опасных для здоровья зон, поверхностей оборудования, резервуаров, емкостей, а также разливов указанных сред на различных поверхностях.

Формула изобретения

1. Установка для механизированного удаления жидкостных остаточных сред различной вязкости, включающая средство для разделения сред, воздушный, тангенциально расположенный приемный и сливной патрубки для шлангов, сообщающиеся с соответствующими приемной и сливной магистралями, накопитель и вакуумный насос с электродвигателем и пультом управления, отличающаяся тем, что средство для разделения сред представляет собой сепаратор, соединенный с накопителем, при этом на приемном патрубке установлена насадка, на воздушном патрубке, размещенном по оси сепаратора, по периметру его конусной части выполнены окна, в сепараторе установлен защитный экран в верхней его части в виде элемента, охватывающего воздушный патрубок и открытого в сторону сливного патрубка, сообщающего сепаратор с накопителем, и попавок, а в накопителе размещены поплавок и трубка, один конец трубки сообщается с атмосферой, другой конец - с верхней частью сепаратора, снаружи накопителя смонтирована тяга с рычагами, соединенными с верхней и нижней заслонками накопителя, установленными на сливном патрубке и на выходе из накопителя, и обеспечивающая возможность их синхронного переключения из заданного положения в противоположное с соответствующим открытием и закрытием сливного патрубка и выхода из накопителя посредством выполнения рычагов подпружиненными и с возможностью одновременного и однонаправленного поворота относительно своей оси на угол 90^o.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубка имеет форму U-образной скобы с горизонтальной частью и двумя открытыми коленами, обращенными наружу, на горизонтальной ее части имеются два конуса с окнами, надета кулиса с раструбами для перекрытия окон в конусах, а внутри трубки размещена заглушка, при этом кулиса соединена с рычагом, установленным на оси и имеющим возможность поворота относительно своей оси на 90^o для перекрытия той или иной части окон.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что насадка представляет собой трубку с размещенными на ее поверхности резьбовым участком и отверстиями, выполненными по винтовой линии, при этом резьбовая часть насадки служит для возможности продольного перемещения по ней муфты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2