RU2107563C1

RU2107563C1 - Unit for mechanized removal of liquid residual media of various viscosity

Info

Publication number: RU2107563C1
Application number: RU95114430/12A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Герасимов; А.А. Ива; Д.Н. Канаев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: unit includes device for separation of media, tangential air intake branch pipe and drain branch pipe for hoses which are brought in communication with intake and drain mains; unit includes also accumulator and vacuum pump with electric motor and control panel. Device for separation of media is made in form of separator connected with accumulator. Intake branch pipe is provided with head; air branch pipe located along axis of separator is provided with ports over perimeter of its taper portion. Separator is provided with protective shield mounted in its upper portion. Protective shield is made in form of member embracing the air branch pipe; it is open towards drain branch pipe which brings separator is communication with accumulator. Separator is also provided with float. Located in accumulator are float and tube whose one end is brought in communication with atmosphere and other end is brought in communication with upper portion of separator. Mounted on the outside of accumulator is rod provided with levers connected with upper and lower dampers of accumulator fitted on drain branch pipe and at accumulator outlet. This rod is used for synchronous change-over of dampers from preset position to opposite position at respective opening and closing of drain branch pipe and extension from accumulator due to spring-loaded levers for simultaneous and unidirectional turn relative to their axes through angle of 90 deg. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

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. The invention is intended to remove various residual media from hard-to-reach or hazardous areas of equipment, tanks, as well as from surfaces, such as water, process contaminants in power plants, residues of vegetable and mineral oils, oil spills.

Существующие методы, насосы, используемые для промывки, очистки не обеспечивают полного удаления в указанных случаях. Existing methods, pumps used for washing, cleaning do not provide complete removal in these cases.

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. A known method of removing sludge from the tank [1], comprising introducing into the bottom of the tank a polymer trap with subsequent removal of the jelly-like mass. With this method, the product, the environment becomes unsuitable for further use, and the problem of the direct removal of the jelly-like mass remains unsolved.

Согласно [2] очистки емкости производится моющими растворами, подаваемыми в емкость инъектора. According to [2], the containers are cleaned with detergent solutions supplied to the injector tank.

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. There is a method of washing the inner surface of the tanks, which consists in the fact that on the inner surface of the tank being cleaned, jets of washing liquid are supplied, and after its accumulation, vertical oscillations are reported in the tank and then the waste liquid is drained. The method is time-consuming, requires further cleaning or disposal of the used washing liquid, cannot be used for a number of equipment, containers and tanks.

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. A device for washing containers [2] contains a frame (for installing containers) and a vertically moving hollow needle-injector for supplying washing liquid. The device is intended for the processing of containers from under liquid chemicals in the warehouses of the agricultural chemical service. The limited capabilities of the device for the overall dimensions of the containers and the principle of operation do not allow the use of the device in question to remove residual funds from hard-to-reach areas of large equipment, stationary tanks.

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. A known method of washing containers [3], which consists in the fact that the container is screened with a washing solution, into which gas is supplied by means of pneumatic aerators during the washing process. Gas is supplied from bottom to top in the lower part of the vessel with kinetic energy sufficient to detach contaminant particles from the surface being cleaned, after which the solution is drained. The method is time-consuming, requires further cleaning or disposal of waste liquid.

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. As a prototype, an installation was selected for cleaning containers, mainly reservoirs from under oil products [4]. The specified installation contains a sealed container for washing liquid with a system of thin-layer sedimentation, vacuum and pressure pumps, vacuum suction and discharge lines of pipelines, a washing head, a tool for cleaning the washing liquid from mechanical impurities in the form of a vacuum hydrocyclone, as well as a tank for storing sludge and collected oil . This installation is mounted on a car, complicated in design, limited by the options for use and technical characteristics in case of removal of the medium from hard-to-reach areas of equipment and tanks.

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. The aim of the invention is the creation of an installation that allows for the complete removal of residual media of various viscosities from hard-to-reach or hazardous areas of equipment, tanks, containers and surfaces, including with a small difference in separator levels and discharge of the medium.

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. This goal is achieved by the fact that the installation (see Fig. 1,2) includes a vacuum pump 16, a separator 1, air 3, receiving 2, drain 4 nozzles for hoses, as well as a control panel (not shown). A nozzle 17 (for example, in the form of a tube) is mounted on the receiving hose, on which a threaded section and holes located along a helical line are made. Through these openings, air enters the medium located in the nozzle 17. The opening of the required number of holes is provided by moving the threaded sleeve 18. The air pipe 3 in the separator 1 is muffled from the lower end and windows 6 are made around its perimeter for the suction of air by a vacuum pump 16 . In the upper part of the separator 1, in order to prevent direct ingress of the medium, a cylindrical protective screen is provided 7. In order to avoid overflow of the separator and the medium getting into the air pipe in sep In stator 1, a float 5 is installed with a bell covering the windows 6 at the time of maximum rise, thereby stopping the evacuation of the separator 1, the receiving hose 2 and, accordingly, the flow of medium into the separator 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. The drive 8 is made in the form of a container, inside of which there is a float 14 moving along the guides, the upper 9 and lower 11 of the shutter, as well as a U-shaped tube 19 communicating at one end with the upper part of the separator 1, and the other with the atmosphere. Outside the drive 8, a thrust 12 is installed, which is connected through the spring levers 13 to the axes of the shutters 9, 11 to change their position. In the initial position, the shutter 9 installed on the drain pipe 4 is open, the shutter 11 installed at the outlet of the accumulator 8 is closed, the float 14 is in the lower position. When the drive 8 is filled with medium, the float 14 pops up and in the upper position through the levers and thrust switches the shutters 9.11 synchronously: the upper one is “closed” and the lower one is “open”. When the medium is drained from the accumulator 8, the float 14 lowers to the lower position and similarly switches the flaps to their original position.

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.In order to ensure guaranteed drainage from the separator 1 to the accumulator 8 while the vacuum pump is operating, from the accumulator to the drain sleeve (or container) and to prevent air from breaking through the medium, a U-shaped tube 19 is provided, with a horizontal part and two open, facing out elbows, having on the horizontal part two cones 22 with windows 23 and a wings 21 with sockets for overlapping windows in the cones. Inside the tube 19 between the cones, a plug is installed. The link 21 is moved by a lever 20, which has the ability to rotate about its axis by 90 ^o to block the corresponding windows.

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.The invention consists in that:
1) to ensure the suction and lifting of the medium to the required height, a nozzle 17 is provided, which allows simultaneous local evacuation and the gas airlift effect, which consists in entering the medium through the openings of the nozzle 17 of the required amount of air, which makes the mixture lighter and less viscous, which allows as a result, remove highly viscous media, lift and move them over long distances;
2) for guaranteed discharge of the medium when the vacuum pump is running and when the level difference in the separator 1 and the drain tank is less than 9.8 m (it is complicated in this case by vacuum drainage from above, as well as a relatively narrow (like a bottleneck) drain pipe, an 8-sec storage tank is provided periodic discharge, evacuated when draining from the separator 1 and connected to the atmosphere when draining from the accumulator 8;
3) for high-quality separation of the liquid and air components in the separator 1, the lower end of the air pipe is muffled, the windows 5 are made in the upper part and are protected from direct impact of the medium by a cylindrical screen;
4) in order to avoid overflow of the separator 1, the design provides for a float 5 assembled in one unit with a socket that overlaps the air windows 6 on the cone of the nozzle at the time of the maximum rise of the float.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой установки; на фиг.2 - схема U-образной трубки. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed installation; figure 2 - diagram of a U-shaped tube.

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.The installation comprises a separator 1, a tangentially located receiving 2, air 3, drain 4 nozzles for hoses that communicate with the corresponding lines, a float 5, windows 6, a protective screen 7, a drive 8, an upper shutter 9, a lower shutter 11, a rod 12, levers 13 , drive float 14, guides 15, vacuum pump 16 with an electric motor and control panel, nozzle 17, clutch 18, drive tube 19, lever 20, link 21, cones 22, windows 23. The levers 13 are spring-loaded and can be simultaneously and unidirectionally rotated relative but its axis at an angle of 90 ^o.

Работа установки заключается в следующем. The operation of the installation is as follows.

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. The nozzle 17 of the intake hose 2 is lowered into the removable medium. At the same time, in the initial position, the upper shutter 9 is open, the lower shutter 11 is closed, the floats 5 and 14 are in the lower position. When you turn on the vacuum pump 16 in the separator 1, the accumulator 8, the receiving hose 2 and the nozzle 17, a vacuum is created, and the medium is drawn into the nozzle, mixed with air (coming through the holes) and then the mixture enters the separator through the receiving hose. The number of openings (i.e., respectively, the amount of air introduced into the medium) is set depending on the viscosity of the medium, the length and diameter of the receiving hose to ensure suction and lifting of the medium into the separator 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. In some cases (with a low-viscosity medium, a small height of the lifting medium and the length of the lifting sleeve), the installation can ensure the removal of residual products with completely closed openings in the nozzle, i.e. only due to local evacuation.

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. In the separator 1 is the separation of the removed medium and air. The particles of the medium tangentially flying into the separator 1, which are heavier than air, are discarded onto the inner wall and are lowered along it, flow down into the conical part of the separator 1, and then through the pipe 4 to the accumulator 8. The air concentrating in the central part of the separator 1 is sucked a vacuum pump 16 through the windows 6 of the air pipe 3. At the same time, the protective screen 7 eliminates direct ingress of medium into the windows of the air pipe and is open towards the air pipe 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. When the separator 1 is filled with medium, the float 5 pops up and, in its upper position, closes the windows of the air nozzle 3 with a socket. As a result, the vacuum in the separator 1 and the receiving hose 2, nozzle 17 decreases and the medium flows into the separator 1 until the medium merges in the drive 8 and the float 5, respectively, will not go down, will open the windows of the air pipe 3 and the vacuum will increase accordingly.

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. When the medium is drained from the separator 1 to the accumulator 8, windows are opened on the bend cones of the tube 19 of the accumulator 8 connected to the upper part of the separator 1, as a result of which the cavity of the accumulator 8 is further evacuated and the medium is drained from the separator 1. As the accumulator 8 is filled with medium, the float 14 rises and in its upper position through the spring-loaded levers 13 and the thrust 12 switches the upper damper 9 to the closed position, the lower 11 - “open”, and the link 21 is moved, opening communicating with the atmosphere (and, accordingly, closing informing Esja with separator 1). At the same time, closing the upper damper 9 and connecting the upper part of the accumulator 8 through the openings in the nozzle 17 with the atmosphere removes the vacuum in the accumulator 8, thereby improving the discharge of the medium and eliminating the possibility of air breakthrough from below through the medium. When the medium is drained from the accumulator 8, the float 14 lowers down and switches the shutters 9.11 to the initial position in the lowermost position. Then the process of entering the medium into the drive and draining from it is repeated.

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. Using the proposed installation allows you to remove residual liquid polydisperse media of various viscosities (including high viscosity residual products of vegetable mineral oils and oil products) from hard-to-reach, hazardous areas, equipment surfaces, tanks, containers, as well as spills of these media on various surfaces.

Claims

1. Installation for the mechanized removal of liquid residual media of various viscosities, including means for separating media, air, tangentially located inlet and outlet nozzles for hoses in communication with the respective inlet and outlet lines, a reservoir and a vacuum pump with an electric motor and a control panel, characterized in that the means for separating the media is a separator connected to the drive, while the nozzle is installed on the receiving nozzle, placed on the air nozzle On the axis of the separator, along the perimeter of its conical part, windows are made, in the separator a protective screen is installed in its upper part in the form of an element covering the air pipe and open towards the drain pipe connecting the separator with the accumulator, and populations, and a float and the tube, one end of the tube communicates with the atmosphere, the other end - with the upper part of the separator, a rod is mounted outside the drive with levers connected to the upper and lower flaps of the drive installed on the drain pipe and Exit from the accumulator, and which enable their synchronous shift from a predetermined position to the opposite to the corresponding opening and closing of the spout and exit the accumulator by performing spring-loaded arm and with the possibility of simultaneous and unidirectional rotation about its axis through an angle of 90 ^o.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the tube has the shape of a U-shaped bracket with a horizontal part and two open elbows facing outward, on its horizontal part there are two cones with windows, a curtain is worn with sockets to overlap the windows in the cones, and a plug is placed inside the tube, while the link is connected to a lever mounted on an axis and having the ability to rotate 90 ^° about its axis to block one or another part of the windows.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the nozzle is a tube with a threaded section and holes made on a helical line located on its surface, while the threaded part of the nozzle serves to enable the longitudinal movement of the coupling along it.