Способы слива жидкости в сантехнических устройствах

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Описание метода слива

Способ слива жидкости предназначен для высокопроизводительного слива жидкости при наличии в трубопроводах инородных включений и может быть использован в сантехнических устройствах. Цель изобретения - повышение производительности слива жидкости при наличии в трубопроводе инородных включений за счет создания условий их удаления из зон отложений. Истечение жидкости на поверхность раковины (1) осуществляют под углом к поверхности раковины, прикладывают к жидкости силу закручивания относительно оси симметрии отверстия трубопровода (2) слива, закручивают инородные включения (3) и создают центробежную силу прижатия инородных включений меньше силы их тяжести, за счет чего перемещают инородные включения в область сечения трубопровода слива с большей скоростью течения жидкости, а следовательно, и с большим динамическим давлением на инородные включения. Перемещение инородных включений в плоскости поперечного сечения в область больших динамических давлений на них создает условия для очистки полости трубопровода слива от отложений на их поверхности при течении в трубопроводе слива жидкости слива.

Рис. 1

Предложенное техническое решение относится к области сантехнического оборудования и может быть использовано при организации слива воды, например из раковин и емкостей сантехнических устройств, установленных в производственных и бытовых помещениях. Известен способ слива жидкости путем истечения жидкости в раковину и слива жидкости по трубопроводу, закрепленному в стенке раковины, вертикальным сливом (Патент России на изобретение № 2344092, опубл. 20.01.2009, БИ № 2). Недостатком данного способа слива жидкости является низкая производительность слива и попадание в окружающую среду газовых сред трубопровода. Известен способ слива жидкости путем истечения жидкости в раковину и слива жидкости через трубопровод под внешним давлением (Патент России на изобретение № 2295595, опубл. 20.03.2007, БИ № 8). Недостатком данного способа слива жидкости является возможность свободного выхода, при наличии слива, вредных газовых сред из полости трубопровода в окружающую среду через систему трубопровода для слива. Известен способ слива жидкости путем истечения жидкости на поверхность, слива жидкости через отверстие трубопровода и создание движения жидкости по касательной к поверхности трубопровода (Патент России на изобретение № 2204662, опубл. 20.05.2003, БИ № 19). Недостатком данного способа слива жидкости является низкая производительность слива жидкости за счет увеличения скорости истечения жидкости при росте значения ее трения о поверхность трубопровода. В качестве прототипа принят способ слива жидкости путем создания движения жидкости с инородными включениями с переменной скоростью по сечению трубопровода и выдавливании при сливе жидкости из полости изгиба (сифона) трубопровода (Патент России на полезную модель № 57303, опубл. 10.10.2006, БИ № 28).Недостатком данного способа слива жидкости является возможность снижение производительности слива жидкости при загрязнении полости изгиба (сифона) трубопровода отложениями, что требует периодической профилактической ее чистки. С увеличением степени загрязнения полости изгиба (сифона) трубопровода снижается производительность слива жидкости.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности слива жидкости при наличии в трубопроводе инородных включений за счет создания условий их удаления из зон отложений. Данная цель достигается за счет того, что в способе слива жидкости путем истечения жидкости в раковину, создания движения жидкости с инородными включениями с переменной скоростью по сечению в трубопроводе и выдавливания жидкости из полости изгиба трубопровода слива. При движении жидкости вдоль оси симметрии трубопровода, при закручивании ее относительно оси симметрии, создают центробежную силу прижатия инородных включений, движущихся вместе с жидкостью, к образующей трубопровода меньше их силы тяжести. Перемещают при закручивании вместе с жидкостью инородные включения вдоль образующей трубопровода и под действием силы тяжести инородные включения перемещают в зону сечения трубопровода, с большей скоростью течения жидкости, ось симметрии которого составляет угол, не равный 90° с горизонтальной плоскостью.

Работа технического устройства, реализующего предложенный способ, осуществляется следующим образом:

Поток жидкости, стекающий в раковину 1 со скоростью V1, вектор силового воздействия которого имеет составляющую, касательную к образующей радиального сечения трубопровода слива, закручивает жидкость на входе трубопровода слива 2 с угловой скоростью . В связи с наличием сил трения сливаемой жидкости о внутреннюю поверхность трубопровода слива скорость V течения жидкости по сечению трубопровода слива будет разная. Распределение скорости течения жидкости V по сечению трубопровода слива будет, как показано на рис. 1 и 2. У стенок трубопровода слива скорость течения жидкости слива будет минимальна, вследствие трения жидкости о стенки трубопровода слива, что создает малую силу динамического давления жидкости на загрязнения 3 (см. рис.1), оседающих под действием силы собственной тяжести на нижнюю поверхность полости изгиба трубопровода слива. Часто эта динамическая сила движущейся жидкости, определяемая скоростью V движения жидкости непосредственно вдоль стенок трубопровода слива, недостаточна для отделения загрязнения от стенок трубопровода, особенно в местах ее изгиба, и вымывания в систему слива.

При закручивании жидкости слива инородные включения 3, под воздействием перемещающейся жидкости вдоль образующей в плоскости сечения A-A трубопровода слива, закручиваются вместе с жидкостью слива. При центробежной силе Fц прижатия инородных включений 3 к стенке трубопровода слива 2 меньше силы P их тяжести (P>Fц) инородные включения перемещаются вдоль образующей трубопровода слива на угол более 90° в плоскости поперечного сечения трубопровода слива по направлению движения относительно нижней точки полости трубопровода слива, отрываются от поверхности трубопровода слива, перемещаясь по сечению трубопровода слива к нижней стенке полости трубопровода слива, попадают в слои жидкости слива с высокой скоростью V течения (высокое динамическое давление) и вымываются из области изгиба трубопровода слива в общую систему слива.

Такой процесс будет происходить при условии, если угол наклона (см. рис. 2) продольной оси симметрии трубопровода слива к горизонтальной поверхности не будет равен 90°.

В этом случае всегда будет присутствовать составляющая силы тяжести P инородных включений, направленная к продольной оси симметрии трубопровода слива, обеспечивающая перемещение инородных включений в область высоких скоростей движения жидкости. Таким образом, за счет закручивания жидкости слива в полости трубопровода слива обеспечивается перемещение инородных включений из области низких скоростей течения жидкости слива в область сечения трубопровода слива с высокой скоростью течения жидкости, при которой величина динамического давления жидкости слива на инородные включения позволяет их вымывать в область общего слива жидкости. В местах изгиба трубопровода слива создаются условия для удаления отложений, что обеспечивает повышение производительности слива жидкости. Техническая реализация способа требует применение известных технических средств и технологий реализации отдельных операций.

2. Перечень организаций, которые используют изобретение

1. Башнефть.

2. ООО «Сантехмир».

3. ООО «Универсальный бак».

4. ОАО «ВНЗМ.

5. ООО «Санмастер».

3. Конструктивная особенность данного изобретения

1. Способ слива жидкости путем истечения жидкости из раковины, создания движения жидкости с инородными включениями с переменной скоростью по сечению в трубопроводе слива и выдавливания жидкости при сливе из полости изгиба трубопровода слива. Отличающийся тем, что при движении жидкости вдоль оси симметрии трубопровода слива ее закручивают относительно оси симметрии, создают центробежную силу прижатия инородных включений, движущихся вместе с жидкостью, к образующей трубопровода слива меньше их силы тяжести. Перемещают вместе с жидкостью инородные включения вдоль образующей трубопровода слива в плоскости поперечного сечения трубопровода слива и под действием силы тяжести инородные включения перемещают в зону поперечного сечения трубопровода слива с большей скоростью течения жидкости слива вдоль оси продольной симметрии трубопровода слива. Ось продольной симметрии которого составляет угол, не равный 90°, с горизонтальной плоскостью.

2. Способ слива жидкости по п.1, отличающийся тем, что жидкость закручивают путем истечения жидкости в раковину, вектор силового воздействия которого на жидкость имеет составляющую, касательную к образующей радиального сечения трубопровода слива.

3. Способ слива жидкости по п.1, отличающийся тем, что инородные включения перемещаются вдоль образующей трубопровода слива на угол более 90° в плоскости поперечного сечения трубопровода слива по направлению движения относительно нижней точки полости трубопровода слива.

В какой области может использоваться.

Сливоналивные устройства для железнодорожного транспорта. Слив самотёком и герметичный слив вязких нефтепродуктов из цистерн. В практике эксплуатации нефтебаз применяют различные системы слива и налива нефти и нефтепродуктов в железнодорожные цистерны, которые подразделяются на две основные группы. К первой группе относится принудительный способ слива - налива при помощи насосов. Ко второй группе относится самотечный слив - налив. Слив - налив при помощи насосов (рис. 2) применяют, когда по условиям рельефа местности расположения резервуаров и схему коммуникации трубопроводов исключается применение самотечного слива.

сливоналивной трубопровод конструктивный

Рис. 2

На рис. 2 б представлена схема самотечно-герметичного слива, осуществляемого через нижний сливной прибор, и самотечно-сифонного слива, осуществляемого через горловину железнодорожной цистерны. В этом случае резервуар располагают на более низких отметках по отношению к железнодорожной цистерне и слив осуществляют за счет гидростатического напора, т.е. разности уровней жидкости в сливаемой и наливаемой емкостях. Эта схема трубопровода от предыдущей отличается лишь отсутствием насоса.

Схема открытого самотечного слива (рис. 2 в) отличается тем, то слив из железнодорожной цистерны осуществляют через сливной прибор по переносным лоткам, откуда нефтепродукт поступает в желоб и далее по отводной трубе в сливной («нулевой») резервуар, из которого он перекачивается в основные резервуары нефтебазы. В связи с тем, что система эта является негерметичной и представляет известную пожарную опасность, её применяют в основном для слива мазута. Закрытый самотечный слив (рис. 2 г) проводят также через нижний сливной прибор и герметичное устройство, присоединяемое к закрытому межрельсовому желобу из которого нефтепродукт откачивается насосом в резервуары нефтебазы. Известны и другие способы слива, например самотечный слив под давлением, когда для ускорения слива в цистерне создается повышенное давление путем подачи сжатого воздуха, пара или инертного газа, а также принудительный слив при помощи погружного насоса, опускаемого внутрь цистерны. При открытом самотечном сливе высоковязких и высокозастывающих нефтепродуктов используются сливные лотки. Лоток имеет наружную стенку 4 и внутреннюю стенку 3, которые образуют паровую рубашку. При межрельсовом сливе высоковязких нефтепродуктов используются установки нижнего слива СПГ-200. В нерабочем состоянии присоединительная головка 4 находится внутри обоймы 7. При присоединении к сливному прибору головка 4 поднимается вместе с гофрированным рукавом 8 и патрубком 10, после чего фиксируется с помощью зажимов 5.

Рис. 3. Установка нижнего слива СПГ - 200: 1 - обратный клапан с противовесом; 2 - уплотнительное кольцо; 3 - крышка; 4 - присоединительная головка; 5 - зажим; 6 - перекрытие сливного желоба; 8 -гофрированный рукав; 9 - гибкий корпус; 10 - алюминиевый патрубок; 11 - сливная труба

Принципиальные схемы исполнения сливного желоба приведены на рис. 4. При двустороннем открытом самотечном сливе желоб 6 расположен между путями. При сливе нескольких сортов высоковязких нефтепродуктов он делится на ряд отсеков, от каждого из которых идут трубопровода 3 к «нулевым» резервуарам 1, имеющим фильтр. Вдоль эстакады 4 проходит паропровода 5, от которого отходят пароразводящие трубы 7.

При межрельсовом сливе из желоба 6 нефтепродукт попадает в сборный колодец и, пройдя решетку, поступает по сливному желобу 3 в «нулевой» резервуар 1.

В обоих случаях целесообразно применение желобов-коллекторов, снабженных паровой рубашкой: подогретые высоковязкие нефтепродукты не образуют все увеличивающейся корки на стенках коллекторов.

Рис. 4. Принципиальные схемы исполнения сливного желоба: а - при двустороннем сливе; б - при межрельсовом сливе; 1 - резервуар; 2 - фильтр; 3 - сливной желоб; 4 - эстакада; 5 - паропровод; 6 - желоб; 7 - пароразводящие трубы

Для герметизированного слива-налива высоковязких нефтепродуктов используют установку АСН-8Б с шарнирно-сочлененным соединением труб, оборудованные пароподогревом и наличием паровой рубашки, с помощью которой можно подогревать сливаемый нефтепродукт и пропаривать внутреннюю полость сливного прибора цистерны в зимнее время.

Рис. 5. Принципиальная схема установки АСН - 8Б: 1 - основание; 2 - труба коренная; 3 - шарнир горизонтальный; 4 - пружинное устройство; 5 - труба концевая; 6 - присоединительная головка; 7 - кран - конденсатоотводник; 8 - трехходовый кран; 9 - паровая рубашка; 10 - рукава паропровода; 11 - шарнир вертикальный. Для верхнего слива и налива одиночных цистерн применяется сливоналивные стояки с ручным насосами. Такие стояки устанавливают главным образом на небольших распределительных нефтебазах. Расстояние между отдельными стояками должно быть равным 4 м, что обеспечивает обслуживание цистерн разных типов без переформирования составов. Слив и налив железнодорожных цистерн стремятся осуществлять в возможно короткое время, чтобы не задерживать подвижной состав. Предельные сроки слива и налива, установленные «Правилами сроки слива и налива, установленные «Правилами перевозок грузов Министерства путей сообщения СССР» для цистерн грузоподъемностью 20 т, составляют 2 ч.

Однако при сливе вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов из цистерн, которые требуется разогревать в холодный период года, отводиться дополнительное время на разогрев, т.е. 2-10 ч.

Для слива и налива одиночных железнодорожных цистерн (до трех цистерн) сооружают одиночные стояки, а для слива партий и целых маршрутов - односторонние (для 3-6 цистерн) и двусторонние (более 6 цистерн) сливно-наливные эстакады. Железнодорожные эстакады сооружают для нефти, светлых и темных нефтепродуктов и масел, конструктивно различающихся в связи с особенностями слива этих нефтепродуктов. По характеру проводимых операций эстакады бывают сливными, наливными или комбинированными, т.е. когда они предназначены как для слива, так и для налива нефти и нефтепродукта.

Список литературы

1. Коршак А.А., Коробков Г.Е., Муфтахов Е.М. - Нефтебазы и АЗС: Учебное пособие - Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. - 416с.

2. Бунчук В.А. - Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа. М., «Недра», 1977, 366с.

Размещено на Allbest.ru