本發(fā)明涉及是有產(chǎn)品存儲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石油產(chǎn)品存儲罐及其罐體浮動元件。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，為了存儲石油產(chǎn)品而運(yùn)營的石油產(chǎn)品存儲罐沒有配備浮動蓋或者浮箱，因此，液體表面石油產(chǎn)品的強(qiáng)烈蒸發(fā)會在油罐氣體空間內(nèi)形成易燃易爆水汽混合物。甚至在使用現(xiàn)代雷擊保護(hù)系統(tǒng)的前提下，我們?nèi)耘f不能避免油罐遭受雷擊。如果雷電擊中了盛滿石油產(chǎn)品的任何罐體，那么，所引起的爆炸和火災(zāi)不僅會造成重大損失，還會造成人員傷亡。

在已知的眾多單盤浮動蓋生產(chǎn)方法中，配備了圓形浮箱、徑向和圓形浮板或者環(huán)形浮箱和點(diǎn)浮板，其中，浮動蓋的中央元件作為個(gè)體板塊被交付到工地，環(huán)形浮箱、徑向和環(huán)形浮標(biāo)作為個(gè)體元件被交付：不透氣密封裝置(隔間)、形梁或者箱梁、無底箱。徑向、圓形和點(diǎn)浮板均勻地分布于整個(gè)蓋區(qū)之上。(ru2200120,b65d88/34,10.03.2003；gb1191461a,b65d88/34,13.05.1970,ru2127216c1,b65d88/34,10.03.1999,ru2163559c1,b65d88/34,27.02.2001)在底部之上的支架，收集框架和浮動蓋浮箱。中央元件的框架層張開，并焊接到一起。在浮動蓋張開的中央元件上，焊接徑向和圓形或者點(diǎn)浮板。將浮板的中央元件成品焊接到浮箱環(huán)上。

這些浮動蓋的主要缺陷在于：其建設(shè)過程需要消耗重大勞動強(qiáng)度、便攜性較差，而且，還存在較大的金屬強(qiáng)度。在使用這些浮箱的油罐中，形成易燃易爆水汽混合物的問題會大大減少，但是仍舊存在。在這些罐體中，如果出現(xiàn)雷電或者石油產(chǎn)品出現(xiàn)放電負(fù)荷，那么，罐體內(nèi)的浮箱會出現(xiàn)歪斜，并且不再發(fā)揮其防護(hù)功能(所謂的僵硬浮箱)。

發(fā)明(ep2530032a1,b65d88/34,01.06.2012)包括一個(gè)由獨(dú)立柔軟隔間組成的浮頂，其中布置了球形體。指定的球形體可以具有不同的直徑，以便通過蒸發(fā)到罐體的氣體空間，實(shí)現(xiàn)液體邊緣的密集涂蓋。但是，當(dāng)實(shí)踐顯示：由于重力作用，直徑較小的球形體就會出現(xiàn)振動，通常會落入具有較大直徑的球形體下方，大直徑球形體之間的空間不會出現(xiàn)涂蓋。而且，隨著隔間無序地填滿各種直徑的球形體，它們就不會形成具有最小尺寸空單元(在球形體表面形成)整齊結(jié)構(gòu)。然而，穿孔蓋隔間會減少，但是不會預(yù)防液體蒸發(fā)。此外，根據(jù)我們的研究，不僅位于液體表面水平面的蓋頂形成的液體表面涂蓋非常重要，而且液體表面之上的氣體空間涂蓋也發(fā)揮著其自身的作用。但是，在任何液體結(jié)構(gòu)崩潰過程中，在罐體氣體空間內(nèi)最有可能發(fā)生爆炸自動滅火系統(tǒng)元件，例如，在發(fā)生雷擊時(shí)，這個(gè)蓋頂就會浸沒水中，在減少罐體氣體空間燃燒蒸發(fā)過程中不再發(fā)揮保護(hù)作用。

還知悉：發(fā)明(us12533218,b65d88/34,31.07.2008)公開一種可以降低含有橫截面多面體形狀的液體產(chǎn)品的蒸發(fā)作用。此發(fā)明如前所述，可以解決減少蒸發(fā)的問題，但是不能解決液體和空氣混合物中可能燃燒的鈍化過程問題。在指定發(fā)明中，也不能解決油罐壁液體表面涂蓋的問題。在油罐壁中，液體產(chǎn)品的蒸發(fā)作用會增加，并且在油罐氣體空間會積聚危害性的液體和氣體混合物。此外，此發(fā)明中為油罐填充的浮動元件較為無序，密集元件安裝“邊沿到邊沿”的正確順序很有可能受損，必然提高液體蒸發(fā)率。

發(fā)明(us8616398b2,b65d90/22,25.09.2012)中妨礙液體蒸發(fā)的浮動屏障由一套浮動體構(gòu)成。但是，對于發(fā)明(ep2530032a1,b65d88/34,01.06.2012)而言，由于重力作用和振動，通常直徑較小的球形體會落入直徑較大的球形體的下方，并且不會和直徑較大的球形體之間的空間發(fā)生涂蓋。至于為無序油罐填充的各種直徑球形體，它們不會形成有序結(jié)構(gòu)，其上不會在球形體表面形成空單元的最小尺寸。但是，多孔頂隔間會減少，但是不會妨礙液體蒸發(fā)。此外，根據(jù)我們的研究，不僅位于液體表面水平面的蓋頂形成的液體表面涂蓋非常重要，而且液體表面之上的氣體空間涂蓋也發(fā)揮著其自身的作用。但是，在任何液體結(jié)構(gòu)崩潰過程中，在罐體氣體空間內(nèi)最有可能發(fā)生爆炸自動滅火系統(tǒng)元件，例如，在發(fā)生雷擊或者釋放靜電時(shí)，甚至是初步順序安裝的球形體也會受損。而且，在液體排出過程中--填充到油罐，球形體不會相互變換，它們會圍繞幾何軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得易燃液體粘附到其表面，并增加蒸發(fā)作用。此外，在發(fā)明(us8616398b2,b65d90/22,25.09.2012)中所述球形體的多層壁中，即便使用了各種塑料和樹脂，甚至是涂覆了抗靜電涂層，仍舊也不會完全預(yù)防積聚靜電及其釋放的發(fā)生，最終可能導(dǎo)致水汽-空氣混合物點(diǎn)燃或者爆炸。經(jīng)由規(guī)范性文件的適當(dāng)修訂引言確認(rèn)：在盛裝石油產(chǎn)品的油罐和其他罐體中禁止使用塑料和其他聚合產(chǎn)品。

因此，本發(fā)明的目標(biāo)是消除石油產(chǎn)品存儲罐中存在的缺陷，以期能夠得到如下技術(shù)效果：

1)減少石油產(chǎn)品蒸發(fā)作用形成的水汽混合物含量，即：減少油罐氣體空間內(nèi)的液體水汽濃度；

2)如果出現(xiàn)火災(zāi)和雷擊，提供燃燒過程鈍化劑；

3)防止浮動體之間靜電釋放的潛在積聚以及火花放電的出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種石油產(chǎn)品存儲罐，包括罐體、外殼和浮動防護(hù)涂層，所述浮動防護(hù)涂層包括多個(gè)具有同樣形狀轉(zhuǎn)體的浮動元件，所述浮動元件之中的若干層位于氣體空間內(nèi)，其余若干層所述浮動元件位于液體空間中，各所述浮動元件之間的相互尺寸差異不超過5％，且其浮選中心從其幾何中心得到補(bǔ)償，并且浮動防護(hù)涂層的所有元件都由非燃燒金屬制作而成。

進(jìn)一步地，位于氣體空間內(nèi)的浮動元件不超過四層。

進(jìn)一步地，位于液體空間內(nèi)的浮動元件不超過1.5層。

進(jìn)一步地，在所述罐體的上部安裝網(wǎng)格，所述網(wǎng)格位于所述浮動防護(hù)涂層的上方，且所述網(wǎng)格的直徑小于浮動元件的直徑。

進(jìn)一步地，在高于填充和排泄液體水平面的下部安裝網(wǎng)格，該網(wǎng)格所帶有的單元直徑小于浮動元件的直徑。

進(jìn)一步地，所述罐體的上部設(shè)置有內(nèi)部密封圈。

本發(fā)明還提供一種罐體浮動元件，用于如上所述的石油產(chǎn)品存儲罐中，作為轉(zhuǎn)體的浮動元件是由鋁或鋁合金制成的。

進(jìn)一步地，作為轉(zhuǎn)體的浮動元件的外層覆蓋有氧化鋁或者不銹鋼陶瓷涂層。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)體的最大直徑與其壁厚之間的比值大于或者等于50。

進(jìn)一步地，所述浮動元件的最小直徑大于或等于10毫米。

進(jìn)一步地，所述浮動元件的最大直徑小于或等于60毫米。

進(jìn)一步地，所述浮動元件為球體或橢圓體。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的石油產(chǎn)品存儲罐一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1--油罐，2--蓋頂，3--浮動防護(hù)涂層，4、5--液體(石油產(chǎn)品)，

6--液體表面，7--氣體空間，8-網(wǎng)格，9-項(xiàng)圈，12--底部網(wǎng)格；

圖2-圖3為圖1中a部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-圖7為本發(fā)明所提供的浮動元件的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

10--浮動元件的浮選中心，

11--浮動元件的幾何中心，

圖8為蒸發(fā)率圖表。

13--沒有浮動元件的油罐曲線，14--剛性浮箱油罐曲線，15--從許多浮動元件中帶有浮動防護(hù)涂層的曲線。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明所提供的石油產(chǎn)品存儲罐1包含蓋頂2，浮動防護(hù)涂層3由眾多浮動元件4構(gòu)成，其中有些元件位于液體5中，即：在液體表面6之下，有些元件則位于液體表面6之上，即：氣體空間7內(nèi)(如圖1)。在油罐上部安裝網(wǎng)格8(如圖2)或者項(xiàng)圈(如圖3)。從其幾何中心11補(bǔ)償浮動元件4的浮選中心10(如圖4,5,6,7,8)。在排泄-填充水平面之上油罐下部，網(wǎng)格5由多孔單元制作而成，其直徑小于浮動元件直徑4。

帶有蓋頂2的油罐1和浮動防護(hù)涂層3按照如下方式發(fā)揮作用：

當(dāng)將浮動元件4填充到盛放液體5(石油產(chǎn)品)的油罐1中，并填充并排泄5液體時(shí)，它們會在油罐中無序分布，并置于形成密集包裝的浮動防護(hù)涂層的若干層內(nèi)。

如果填充、排泄或者爆炸時(shí)造成液體表面6出現(xiàn)振動，那么，由眾多浮動元件4構(gòu)成的浮動防護(hù)涂層3就會作為同樣形狀的轉(zhuǎn)體，通過油罐浮萍原理發(fā)揮其功能。如果在油罐1中的蓋頂結(jié)構(gòu)可能遭受雷擊或者崩塌，那么，浮動元件4就會發(fā)散，甚至從油罐1中飛離。但是，在隨后的無序返回過程中，可以將它們置于帶有密集包裝的結(jié)構(gòu)上(浮動防護(hù)涂層3)，由此，它們就可以在火災(zāi)場所消滅蒸發(fā)作用，并且可以大大鈍化其燃燒過程。如果發(fā)生爆炸，為了防止將浮動元件4排泄到油罐1之外，應(yīng)當(dāng)在其上部安裝網(wǎng)格8或者項(xiàng)圈9。網(wǎng)格8具有直徑小于浮動元件直徑4的一個(gè)單元。如圖3所示，通過油罐1上部外圍安裝項(xiàng)圈9。它可以快速確定火災(zāi)位置并予以撲滅，不會產(chǎn)生新的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。為了降低浮動元件滲透到排泄孔的風(fēng)險(xiǎn)，在液體排泄--填充之上油罐下部，網(wǎng)格5由直徑小于浮動元件直徑的多孔單元制作而成。

為了降低油罐1中氣體空間7的液體水汽濃度，提供防護(hù)涂層3來鈍化其燃燒過程，所使用的浮動元件4可以做成轉(zhuǎn)體，并且可以從其幾何中心11補(bǔ)償浮選中心10。例如，如果圖4,5,6,7,8所示，浮動元件4可以是球形、橢圓形或者雞蛋形。還要進(jìn)一步考慮球形浮動元件4。但是，應(yīng)當(dāng)理解：這些考慮還包含其他轉(zhuǎn)體。在油罐排泄和填充過程中，球形浮動元件4會相互觸碰并旋轉(zhuǎn)其幾何中心，接觸液體5，并在其表面形成液膜。此液膜可以蒸發(fā)，所形成的蒸汽會滲透到油罐7的氣體空間。為了預(yù)防這種情況，應(yīng)當(dāng)制作球形浮動元件4，以便從其幾何中心11(圖片4-8)中補(bǔ)償其重心10。因此，如果油罐的排泄-填充只能就其位置產(chǎn)生輕微波動的話，球形浮動元件4就會就其液體表面6持續(xù)定向。因此，球形浮動元件4的干燥表面不會浸沒到液體5之中，并且具有液膜。此外，可以在浮動元件4的表面涂覆疏水性涂層，從而防止表面張力效應(yīng)。這樣會大大降低其蒸發(fā)作用。

為了避免在球形浮動元件4質(zhì)量范圍內(nèi)釋放靜電和潛在火花，這些元件應(yīng)當(dāng)由非燃燒金屬制作而成，主要是鋁材或者鋁合金。在這種情況下，可以為浮動防護(hù)涂層3的元件4提供必要浮力。浮動元件尺寸4的選擇標(biāo)準(zhǔn)比率如下：

n＝d/t,

其中d為球形浮動元件4的外部直徑，

t為球形浮動元件4的壁寬。

浮動元件直徑nd和其壁厚t之間的比率應(yīng)當(dāng)至少為50。首選比率為n＝80…110。當(dāng)浮動壁元件4過薄，不足以抵抗機(jī)械暴露時(shí)，其比率無需過大。出于同樣的原因，浮動直徑d的最小直徑應(yīng)當(dāng)至少為10毫米。浮動元件d的最大直徑不得超過60毫米。在這種情況下，密集定位的浮動元件4表面形成元件的尺寸應(yīng)當(dāng)小于其臨界值，即：足以破壞石油產(chǎn)品和空氣混合物(參考西莫諾夫n.n，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，m，努卡，1986)化學(xué)當(dāng)量的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(爆炸)。換句話說，如果暴露于任何著火源中(靜電火花、雷擊、明火暴露等等)，這個(gè)單元內(nèi)的蒸汽-空氣混合物則不會爆炸。

我們的研究已經(jīng)表明：位于氣體空間內(nèi)的最少層數(shù)的浮動元件4可以大大減少易燃液體的蒸發(fā)5，液體進(jìn)入油罐1氣體空間7的進(jìn)入層至少為四層。因此，即使由于任何原因?qū)е氯紵?，油?氣體空間7內(nèi)的燃燒也會被鈍化。以下事實(shí)對此做出了解釋：由于液體表面6和氣體空間7在帶有若干層浮動元件4的表面6之上發(fā)生涂蓋，液體蒸發(fā)率5就會被降低到最小范圍。

我們所做的計(jì)算和檢測已經(jīng)表明：位于液體5內(nèi)的浮動元件4的層數(shù)同樣重要。在氣體空間7發(fā)生爆炸以及位于氣體空間7內(nèi)的浮動元件4展開之后，它們首先會被浮現(xiàn)出來，并涂蓋液體表面6，從而鈍化燃燒過程。如檢測所示，散布于油罐1內(nèi)的浮動元件4會完全恢復(fù)浮動保護(hù)涂層3。液體5中浮動元件4的層數(shù)至少為一層半。

油罐1過壓水平和完成時(shí)間之間的關(guān)系圖對蒸發(fā)率減少情況進(jìn)行了很好的說明，其中壓力會被釋放(圖9)，13--沒有浮動元件的油罐曲線，14--剛性浮箱曲線，15--眾多浮動元件4形成的浮動防護(hù)涂層油罐曲線。圖片9中的圖表顯示了浮動防護(hù)涂層3的存在，其中，浮動元件4被置于若干層，在較長時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)過壓。

為了避免浮動元件4表面發(fā)生腐蝕，應(yīng)當(dāng)在其表面涂覆鋁層或者鋁合金層。浮動元件首選涂層成分為氧化鋁(al2o3)。我們的研究已經(jīng)表明：對于大部分原產(chǎn)石油產(chǎn)品以及添加各種不同的添加劑的石油產(chǎn)品而言，浮動元件4的陶瓷表面涂層可以對金屬表面形成有效的腐蝕防護(hù)。研究表明：對于各種不同的易燃液體而言，這種涂層具有較高的抗腐蝕性，對于苯而言，它可以完全保護(hù)浮動鋁元件4的表面免遭腐蝕。

為了避免對浮動元件4表面形成表面張力效應(yīng)，硬度涂覆疏水性涂層。

因此，可以實(shí)現(xiàn)指定的目標(biāo)和技術(shù)效果。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

專利文獻(xiàn)

引用專利文獻(xiàn)1：ru2200120

引用專利文獻(xiàn)2：ru2127216

引用專利文獻(xiàn)2：ep2530032a1

引用專利文獻(xiàn)2：us12533218

引用專利文獻(xiàn)2：us8616398b2