RU2131836C1

RU2131836C1 - Reservoir with device for draining storm waters from floating roof

Info

Publication number: RU2131836C1
Application number: RU97113150A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Скобелев; В.И. Трифонов; Г.И. Фролов; П.Я. Нунгейзер; В.В. Васильев
Original assignee: Трифонов Владимир Иванович
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: oil industry; storage of oil, oil products and other liquids. SUBSTANCE: reservoir has housing with bottom and floating roof with intake branch pipe connected with draining system arranged inside reservoir. Draining system consists of flexible section coupled with intake branch pipe and rigid section secured on bottom. Rigid section is made in form of pipe brought out of cylindrical housing. Flexible section is formed by two opposite hoses connected at one side with intake branch flow divider, and at other side, with rigid section pipe header. Each hose is coiled along screw line in opposite directions relative to each other, axes of connecting flanges being arranged in planes parallel to floating roof plane. U-shaped support members can be installed on housing bottom under each hose. Support members are arranged along line of untwisting of hoses in extreme lower position of floating roof. Height of supports in length of hoses decreases from intake branch pipe to header, and width is from five to then outer diameters of hoses. U-shaped limiting members can be installed at lower side of floating roof opposite to each connecting flange of intake branch pipe flow divider. Hoses are placed inside U-shaped members with clearance. Distance from connecting flanges to limiting members is not less than three outer diameters. For each hose one of connecting flanges can be turned relative to other flange through angle equal to half of hose twisting angle at extreme positions of floating roof to side opposite to hose twisting direction at displacement of floating roof. EFFECT: enhanced storage conditions for oil and oil. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к вертикальным цилиндрическим резервуарам для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, а именно к конструкциям, содержащим устройство для отвода ливневых вод с плавающей крыши, и может быть использовано как при разработке и изготовлении новых, так и при модернизации и ремонте существующих объектов и сооружений. The invention relates to vertical cylindrical tanks for storing oil, oil products and other liquids, and in particular to structures containing a device for draining storm water from a floating roof, and can be used both in the design and manufacture of new and in the modernization and repair of existing facilities and facilities.

Известны вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей, оснащенные устройством для отвода ливневых вод, состоящим из соединенных между собой шарнирными уплотняющими узлами водосборника, расположенного на плавающей крыше, поворотных труб, установленных внутри резервуара между плавающей крышей и днищем корпуса, а также отводного коллектора, закрепленного на днище корпуса и сообщенного с канализацией [Патент РФ N 2060917, 1996, БИ N 15] . Known vertical cylindrical tanks with a floating roof, equipped with a device for the removal of storm water, consisting of interconnected hinged sealing nodes of the water collector located on the floating roof, swivel pipes installed inside the tank between the floating roof and the bottom of the housing, as well as a drain manifold mounted on the bottom of the housing and communicated with the sewer [RF Patent N 2060917, 1996, BI N 15].

Недостатками указанных резервуаров являются
низкая надежность, обусловленная вероятностью нарушения герметичности подвижных шарнирных уплотнений жестких трубопроводов, что приводит как к попаданию ливневых вод в резервуар, недопустимому по условиям хранения, так и наоборот к выходу хранящейся в резервуаре жидкости на поверхность плавающей крыши;
конструктивная сложность, связанная с наличием различных по расположению и условием работы участков подвижных трубопроводов и их шарнирных уплотняющих узлов, предусматривающих несколько степеней свободы для обеспечения возможных перемещений плавающей крыши не только в вертикальном направлении, но и в виде крена и углового поворота в пределах зазоров между крышей и корпусом, причем уплотнения могут предусматривать различные компенсирующие, смазочные и т.п. элементы, обслуживание которых повышает стоимость хранения жидкостей;
малая пропускная способность устройства для отвода ливневых вод, обусловленная значительным гидравлическим сопротивлением конструкции при резких поворотах движущихся ливневых водах от участка к участку в шарнирных уплотняющих узлах, что приводит к необходимости увеличения проходного сечения трубопроводов, диаметров уплотнений, повышает массу металлоконструкции, уменьшает полезный объем резервуара и т.д.The disadvantages of these tanks are
low reliability due to the likelihood of a leak in the movable hinge seals of rigid pipelines, which leads to both storm water entering the tank that is unacceptable under storage conditions and vice versa to the exit of the liquid stored in the tank to the surface of the floating roof;
structural complexity associated with the presence of sections of movable pipelines with different arrangement and operating conditions and their hinged sealing units, providing several degrees of freedom to ensure possible movements of the floating roof not only in the vertical direction, but also in the form of a roll and an angular rotation within the gaps between the roof and a housing, and seals may include various compensating, lubricating, etc. items whose maintenance increases the cost of storing liquids;
low throughput of the device for the removal of storm water, due to the significant hydraulic resistance of the structure during sharp turns of moving storm water from section to section in the hinged sealing nodes, which leads to the need to increase the bore of the pipelines, the diameters of the seals, increases the weight of the metal structure, reduces the useful volume of the tank and etc.

Известны также резервуары для нефтепродуктов, содержащие корпус и плавающую крышу с водоотводящим шлангом между ними, который снабжен равномерно размещенными по его длине насадками, выполненными из закрытопористого материала с удельным весом меньше удельного веса нефтепродуктов, что благодаря всплытию шланга исключает его примерзание к днищу при низких температурах окружающей среды и обеспечивает полноту его опорожнения от ливневых вод. [Авторское свидетельство СССР N 880891, 1981, БИ N 42]. Tanks for petroleum products are also known, containing a housing and a floating roof with a drainage hose between them, which is equipped with nozzles evenly spaced along its length, made of closed-porous material with a specific gravity less than the specific gravity of petroleum products, which, thanks to the ascent of the hose, prevents it from freezing to the bottom at low temperatures environment and ensures the completeness of its discharge from storm water. [USSR author's certificate N 880891, 1981, BI N 42].

Недостатком таких резервуаров является конструктивная сложность гибкого шланга, обусловленная необходимостью выполнения по его длине насадков из пористого материала, которые повышают жесткость шланга, увеличивая габаритные размеры дренажного устройства при перемещениях плавающей крыши, и возникающие в шланге напряжения, снижая ресурс работы гибкого шланга в составе устройства для отвода ливневых вод. The disadvantage of such reservoirs is the structural complexity of the flexible hose, due to the need to make nozzles of porous material along its length, which increase the stiffness of the hose, increasing the overall dimensions of the drainage device when the floating roof moves, and the stresses arising in the hose, reducing the life of the flexible hose in the device for storm water drainage.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятому в качестве прототипа является резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и плавающую крышу с приемными патрубком, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой, состоящей из связанного с приемным патрубком гибкого и закрепленного на днище жесткого участков, последний из которых выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса, причем резервуар снабжен обогревателем, а соединение гибкого и жесткого участков дренажной системы расположено на оси приемного патрубка [А.С. СССР, N 1406067, 1988, БИ N 24]. Closest to the proposed technical solution and adopted as a prototype is a tank with a device for draining storm water from a floating roof, comprising a vertical cylindrical body with a bottom and a floating roof with a receiving pipe connected to a drainage system located inside the tank, which consists of a pipe connected to the receiving pipe flexible and fixed on the bottom of the hard sections, the last of which is made in the form of a pipe brought out the cylindrical body, and the tank is equipped with a heater, and the connection of the flexible and rigid sections of the drainage system is located on the axis of the receiving pipe [A.S. USSR, N 1406067, 1988, BI N 24].

Недостатком данного резервуара, кроме конструктивной сложности, связанной с применением обогревателя, является низкая надежность устройства для отвода ливневых вод, обусловленная тем, что гибкий участок дренажной системы предусматривает собой шланг из армированной бензостойкой резины большого диаметра и в связи с этим значительной жесткости, а это при перемещениях плавающей крыши и изгибных деформациях приводит к преждевременному разрушению шланга. Соединение жесткого и гибкого участков дренажной системы по оси приемного патрубка усугубляет этот процесс. The disadvantage of this tank, in addition to the structural complexity associated with the use of a heater, is the low reliability of the device for storm water drainage, due to the fact that the flexible section of the drainage system includes a hose made of reinforced petrol-resistant rubber of large diameter and therefore significant rigidity, and this at movements of the floating roof and bending deformations leads to premature destruction of the hose. The connection of the rigid and flexible sections of the drainage system along the axis of the receiving pipe aggravates this process.

Задачей изобретения является улучшение условий эксплуатации и повышение надежности работы гибкого участка устройства отвода ливневых вод и за счет этого увеличение эффективности использования резервуаров, обеспечиваемой уменьшением вероятности загрязнения посторонними жидкостями и частицами состава сохраняемого продукта и его потерь вследствие выхода на поверхность плавающей крыши. The objective of the invention is to improve operating conditions and increase the reliability of a flexible section of a storm water drainage device and thereby increase the efficiency of using tanks, which reduces the likelihood of contamination by foreign liquids and particles of the composition of the stored product and its losses due to the emergence of a floating roof on the surface.

Поставленная задача решается за счет того, что гибкий участок дренажной системы образован двумя оппозитно установленными шлангами, соединенными с одной стороны с делителем потока приемного патрубка, а с другой стороны - с коллектором трубы жесткого участка, причем каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, а оси подсоединительных фланцев делителя потока и коллектора расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши. Под каждым из шлангов на днище корпуса могут быть установлены П-образные опорные элементы, расположенные по линии развертывания шлангов в крайнем нижнем положении плавающей крыши, причем их высота по длине шлангов уменьшается от приемного патрубка к коллектору, а ширина составляет от пяти до десяти наружных диаметров шланга. С нижней стороны плавающей крыши напротив каждого из подсоединительных фланцев делителя потока приемного патрубка могут быть также установлены U-образные ограничивающие элементы, внутри которых с зазорами размещены шланги, причем расстояние от подсоединительных фланцев до ограничивающих элементов не менее их трех наружных диаметров. Для каждого шланга один из подсоединительных фланцев может быть повернут вокруг оси относительно другого фланца на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши, в сторону, противоположную скручиванию шланга при перемещении плавающей крыши. The problem is solved due to the fact that the flexible section of the drainage system is formed by two oppositely installed hoses connected on one side to the flow divider of the receiving pipe, and on the other hand, to the pipe manifold of the rigid section, each of the hoses being rolled in a helical line in opposite directions relative to each other, and the axis of the connecting flanges of the flow divider and the manifold are located in planes parallel to the plane of the floating roof. Under each of the hoses on the bottom of the body U-shaped support elements can be installed, located along the deployment line of the hoses in the lowest position of the floating roof, and their height along the length of the hoses decreases from the inlet to the manifold, and the width is from five to ten outer diameters hose. On the lower side of the floating roof opposite each of the connecting flanges of the flow divider of the receiving pipe, U-shaped restrictive elements can also be installed, inside which hoses are placed with gaps, and the distance from the connecting flanges to the limiting elements is not less than their three outer diameters. For each hose, one of the connecting flanges can be rotated around an axis relative to the other flange by an angle equal to half the twist angle of the hose at the extreme positions of the floating roof, in the direction opposite to the twisting of the hose when moving the floating roof.

На фигуре 1 изображен общий вид резервуара с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши, поперечный разрез. На фигуре 2 показан вид А фигуры 1 (вид сверху). На фигуре 3 изображено сечение Б-Б фигуры 2. На фигуре 4 показано место 1 фигуры 1, а на фигуре 5 изображено сечение В-В фигуры 4. The figure 1 shows a General view of the tank with a device for the removal of storm water from a floating roof, cross section. Figure 2 shows a view A of figure 1 (top view). Figure 3 shows a section BB of Figure 2. Figure 4 shows the location 1 of Figure 1, and Figure 5 shows a section B-B of Figure 4.

Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши (фигура 1) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и плавающую крышу 3 с приемным патрубком 4, соединенным с расположенной внутри резервуара дренажной системой, состоящей из связанного с приемным патрубком 4 гибкого 5 и закрепленного на днище 2 жесткого 6 участков, последний из которых выполнен в виде трубы, выведенной наружу цилиндрического корпуса 1. Гибкий участок 5 образован двумя оппозитно установленными шлангами 7 (фигура 2), соединенными с одной стороны с делителем потока 8 приемного патрубка 4, а с другой стороны - с коллектором 9 трубы жесткого участка 6, причем каждый из шлангов свернут по винтовой линии в противоположных направлениях друг относительно друга, и оси подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 и фланцев 11 коллектора 9 расположены в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши 3. Под каждым из шлангов 7 на днище 2 корпуса 1 установлены П-образные опорные элементы 12 (фигура 3), расположенные по линии 13 (фигура 2) развертывания шлангов 7 в крайнем нижнем положении плавающей крыши 3, причем их высота "h" по длине шлангов 7 уменьшается от приемного патрубка 4 к коллектору 9, а ширина "В" составляет от пяти до десяти наружных диаметров Д_н шлангов 7. С нижней стороны плавающей крыши 3 (фигура 4) напротив каждого из подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 приемного патрубка 4 установлены U-образные ограничивающие элементы 14, внутри которых (фигура 5) с зазорами размещены шланги 7, причем расстояние "l" (фигура 4) от подсоединительных фланцев 10 до ограничивающих элементов 14 не менее их трех наружных диаметров Д_н. Для каждого шланга 7 один из подсоединительных фланцев, со стороны фланца 10 делителя потока 8, повернут вокруг оси относительно другого фланца шланга со стороны фланца 11 коллектора 9 на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши 3 (фигура 1), в сторону, противоположную скручиванию шланга 7 при перемещении плавающей крыши 3.The tank with a device for draining storm water from a floating roof (Figure 1) comprises a vertical cylindrical body 1 with a bottom 2 and a floating roof 3 with a receiving pipe 4 connected to a drainage system located inside the tank, consisting of a flexible 5 connected to the receiving pipe 4 and fixed on the bottom 2 of the rigid 6 sections, the last of which is made in the form of a pipe brought out of the cylindrical body 1. The flexible section 5 is formed by two opposite installed hoses 7 (figure 2), connected on one side to the flow nozzle 8 of the receiving pipe 4, and on the other hand, with the manifold 9 of the pipe of the hard section 6, each of the hoses being rolled along a helical line in opposite directions relative to each other, and the axis of the connecting flanges 10 of the flow divider 8 and the flanges 11 of the manifold 9 are located in planes parallel to the plane of the floating roof 3. Under each of the hoses 7 on the bottom 2 of the housing 1 there are U-shaped support elements 12 (figure 3) located along line 13 (figure 2) of the deployment of hoses 7 in the lowermost position of the floating roof and 3, and their height "h" along the length of the hoses 7 decreases from the inlet 4 to the manifold 9, and the width "B" is from five to ten external diameters D _{n of the} hoses 7. On the underside of the floating roof 3 (figure 4) opposite each of the connecting flanges 10 of the flow divider 8 of the receiving pipe 4 has U-shaped limiting elements 14, inside of which (figure 5) hoses 7 are placed with gaps, and the distance "l" (figure 4) from the connecting flanges 10 to the limiting elements 14 is not less their three outer diameters D _n . For each hose 7, one of the connecting flanges, on the side of the flange 10 of the flow divider 8, is rotated around an axis relative to the other flange of the hose on the side of the flange 11 of the manifold 9 by an angle equal to half the angle of twist of the hose at the extreme positions of the floating roof 3 (figure 1), the side opposite to the twisting of the hose 7 when moving the floating roof 3.

Резервуар с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши эксплуатируется следующим образом. The tank with a device for draining storm water from a floating roof is operated as follows.

При заполнении и опорожнении резервуара и перемещениях плавающей крыши 3 от нижнего до верхнего положения (фигура 1) шланги 7, обладающие оптимальными упругими и весовыми характеристиками, развертываются и свертываются по винтовым линиям, при этом их оппозитное расположение, а также то, что они свернуты по винтовой линии в противоположных направлениях, компенсируют усилия, направленные на поворот плавающей крыши 7 в корпус 1. Расположение подсоединительных фланцев 10 делителя потока и фланцев 11 коллектора 9 в плоскостях, параллельных плоскости плавающей крыши 3, уменьшает возникающие изгибные деформации шлангов 7. When filling and emptying the tank and moving the floating roof 3 from the lower to the upper position (Figure 1), the hoses 7, which have optimal elastic and weight characteristics, are deployed and curled along helical lines, while their opposite arrangement, as well as the fact that they are folded along helical lines in opposite directions, compensate for the efforts aimed at turning the floating roof 7 into the housing 1. The location of the connecting flanges 10 of the flow divider and the flanges 11 of the manifold 9 in planes parallel to the plane sti floating roof 3, reduces the resulting bending deformation of the hoses 7.

Ливневые воды, при их возникновении, с плавающей крыши 3 через приемный патрубок 4, делитель потока 8, шланги 7, коллектор 9 и жесткий участок 6 дренажной системы, выполненный в виде трубы, отводятся наружу цилиндрического корпуса 1 в канализацию. Storm water, when they occur, from a floating roof 3 through a receiving pipe 4, a flow divider 8, hoses 7, a manifold 9 and a rigid section 6 of the drainage system, made in the form of a pipe, are discharged outside the cylindrical body 1 into the sewer.

В нижнем положении плавающей крыши 3 (фигура 1) при незаполненном резервуаре шланги 7 находятся в развернутом по линии 13 (фигура 2) положении и лежат на П-образных опорных элементах 12, обеспечивающих их разгрузку от напряжений. Высота h опорных элементов 12, уменьшающаяся от приемного патрубка 4 к коллектору 9, обеспечивает полное опорожнение шлангов 7 от ливневых вод. Ширина опорных элементов 12, выполненная в диапазоне от пяти до десяти наружных диаметров D_н шлангов, позволяет компенсировать неточности, связанные с погрешностями расположения плавающей крыши 3 в корпус 1 резервуара в пределах имеющихся зазоров, длин шлангов 7, их других деформаций и т.п. Расположение шлангов 7 внутри U-образных ограничивающих элементов 14, установленных напротив каждого из подсоединительных фланцев 10 делителя потока 8 приемного патрубка 4, позволяет за счет выбора допустимых зазоров исключить недопустимые перегибы шлангов при перемещениях плавающей крыши 3. При этом при верхнем расположении крыши 3, а также, когда по шлангам 7 идут потоки ливневых вод и они имеют увеличенную массу, ограничивающие элементы 14 выполняют роль подвески.In the lower position of the floating roof 3 (figure 1) with an empty tank, the hoses 7 are in the deployed position along the line 13 (figure 2) and lie on the U-shaped support elements 12, providing their unloading from stresses. The height h of the support elements 12, decreasing from the inlet pipe 4 to the manifold 9, provides complete emptying of the hoses 7 from storm water. The width of the supporting elements 12, made in the range from five to ten outer diameters D _{n of the} hoses, allows to compensate for inaccuracies associated with the errors in the location of the floating roof 3 in the tank body 1 within the existing gaps, the lengths of the hoses 7, their other deformations, etc. The location of the hoses 7 inside the U-shaped limiting elements 14, installed opposite each of the connecting flanges 10 of the flow divider 8 of the receiving pipe 4, allows, due to the selection of acceptable clearances, to eliminate unacceptable kinks of the hoses when moving the floating roof 3. In this case, with the upper roof 3, a also, when the stormwater flows through the hoses 7 and they have an increased mass, the limiting elements 14 act as a suspension.

Перемещение плавающей крыши 3 из одного крайнего положения в другое приводит к скручиванию шлангов 7 в поперечном сечении. Для минимизации напряжений скручивания в шлангах 7 один из подсоединительных фланцев со стороны фланца 10 делителя потока во время монтажа резервуара поворачивают вокруг оси относительно другого фланца со стороны фланца 11 коллектора 9 на угол, равный половине угла скручивания шланга при крайних положениях плавающей крыши 3, в сторону, противоположную скручиванию шланга 7 при перемещении крыши 3. Это позволяет установить изменение напряжений скручивания в шлангах 7 в диапазон от минус половины через ноль до плюс половины максимально возможных напряжений, имеющих место при монтаже шлангов без предварительного натяга. В связи с тем, что наиболее вероятная величина наполнения резервуара равна половине его объема эксплуатация шлангов 7, будет осуществляться при напряжениях скручивания, близких к нулю. Moving the floating roof 3 from one extreme position to another leads to twisting of the hoses 7 in cross section. To minimize the torsional stresses in the hoses 7, one of the connecting flanges on the side of the flange 10 of the flow divider during installation of the tank is rotated around an axis relative to the other flange on the side of the flange 11 of the manifold 9 by an angle equal to half the torsion angle of the hose at the extreme positions of the floating roof 3, to the side opposite to the twisting of the hose 7 when moving the roof 3. This allows you to set the change in the torsion stresses in the hoses 7 in the range from minus half through zero to plus half as much as possible stresses occurring during the installation of hoses without preload. Due to the fact that the most probable value of filling the tank is equal to half of its volume, the operation of the hoses 7 will be carried out at torsion stresses close to zero.

Анализ технических решений, известных из патентной и технической литературы, позволяет сделать вывод, что заявленные отличительные признаки резервуара с устройством для отвода ливневых вод с плавающей крыши обладают новизной и при их использовании приводят к положительному техническому результату. An analysis of the technical solutions known from the patent and technical literature allows us to conclude that the claimed distinguishing features of a tank with a device for draining storm water from a floating roof are novel and, when used, lead to a positive technical result.

Такое выполнение резервуара позволяет улучшить условия эксплуатации и повысить надежность работы гибкого участка устройства отвода ливневых вод за счет установления оптимальной жесткости шлангов при сохранении пропускной способности конструкции в целом и уменьшения напряжений в материале шлангов при перемещениях плавающей крыши, а также увеличить эффективность использования резервуаров путем снижения затрат на очистку продуктов хранения от загрязнений, связанных с попаданием в них ливневых вод, и сокращение потерь вследствие выхода сохраняемой жидкости на поверхность плавающей крыши. This design of the tank allows to improve operating conditions and increase the reliability of the flexible section of the storm water drainage device by establishing the optimum stiffness of the hoses while maintaining the throughput of the structure as a whole and reducing stresses in the material of the hoses when moving the floating roof, as well as increasing the efficiency of using tanks by reducing costs to clean storage products from contaminants associated with the ingress of storm water into them, and reduce losses due to yes stored liquid on the surface of the floating roof.

Claims

1. A tank with a device for draining storm water from a floating roof, comprising a vertical cylindrical body with a bottom and a floating roof with a receiving pipe connected to a drainage system located inside the tank, consisting of flexible sections connected to the receiving pipe and fixed to the bottom, the last of which is made in the form of a pipe brought out of the cylindrical body, characterized in that the flexible section is formed by two opposite installed hoses connected on one side with Lemma stream receiving nozzle, and on the other hand - to the collector of the rigid portion of the pipe, each of the hoses is minimized by the helix in opposite directions relative to each other, and flanges for connection to the axis of the flow divider and the collector are arranged in planes parallel to the plane of the floating roof.

2. The tank according to claim 1, characterized in that under each of the hoses on the bottom of the body there are U-shaped support elements located along the deployment line of the hoses in the lowest position of the floating roof, and their height along the length of the hoses decreases from the inlet to the manifold and the width is from five to ten outside diameters of the hoses.

3. The tank according to claim 1, characterized in that on the lower side of the floating roof opposite each of the connecting flanges of the flow divider of the receiving pipe, U-shaped limiting elements are installed, inside of which hoses are placed with gaps, and the distance from the connecting flanges to the limiting elements is not less than their three outer diameters.

4. The tank according to claim 1, characterized in that for each hose one of the connecting flanges is rotated around an axis relative to the other flange by an angle equal to half the twisting angle of the hose at the extreme positions of the floating roof, in the opposite direction to the twisting of the hose when moving the floating roof.