DK171445B1 - Sikkerhedsudstyr til en tank, der har et system til opsamling af den gas, der uddrives af tanken ved lastning - Google Patents

Description

i DK 171445 B1

Opfindelsen angår et sikkerhedsudstyr til en tank, der har et system til opsamling af den gas, der uddrives af tanken ved lastning.

Når der ved lastning af en tank påfyldes en vis volumetrisk pro-5 duktmængde pr. tidsenhed, f.eks. målt i m3/h, skal der fra tanken uddrives en volumetrisk mængde gas pr. tidsenhed svarende til den pr. tidsenhed påfyldte vol umetriske produktmængde med eventuelt tillæg for fordampning eller anden gasudvikling fra væskeoverfladen 1 tanken.

10

Det traditionelle middel til kontrol af dette gasudslip er en på tanken monteret trykaflastningsventil, gennem hvilken gassen udblæses i den omgivende atmosfære.

15 Man er imidlertid i stadigt stigende grad blevet opmærksom på, at de i den omgivende atmosfære udblæste gasser kan medføre miljøforurening eller endog kan være direkte giftige og skadelige for betjeningspersonalet eller andre, der opholder sig i området. På mange lastestationer kræves det derfor i dag, at den under lastning 20 uddrevne gas ikke må udblæses i den omgivende atmosfære, men skal opsamles for at tilbageføres til lastestationen, hvor den kan genindføres i den lagertank, fra hvilken lastningen sker, eller ledes til et system til destruktion, f.eks. ved forbrænding, eller til fordråbning, regenerering eller anden behandling, eller i nogle 25 tilfælde til en atmosfærisk afgang, der opfylder strenge officielle krav i henseende til beliggenhed og udblæsningskarakteristik.

For at blive godkendt til lastning på en lastestation, der har sådanne faciliteter til behandling af gas, skal et tankskib have et 30 gasopsamlingssystem med en afgang, der kan forbindes med en gasmodtagende tilgang på lastestationen, f.eks. ved hjælp af en slange.

Den nævnte afgang og tilgang må have hver sin stopventil, der skal åbnes, før lastningen påbegyndes, og lukkes, når lastningen er afsluttet.

35

Hvis det imidlertid på grund af en menneskelig fejl eller forsømmelighed glemmes at åbne enten en af stopventilerne eller dem begge, før lastningen påbegyndes, kan der opstå fare for, at lastningen fortsætter, efter at tanktrykket er steget op over den maksimalt DK 171445 B1 2 tilladelige værdi, for hvilken tanken er dimensioneret. Dette kan føre til eksplosion af tanken.

Opfindelsen går ud på at tilvejebringe et sikkerhedsudstyr, der er 5 egnet til at hindre en sådan katastrofe.

Med henblik herpå omfatter et sikkerhedsudstyr ifølge opfindelsen en trykaflastningsventil, som er tilsluttet parallelt med gasopsamlingssystemet og er udstyret med et frontkammer, der kommunikerer 10 med trykaflastningsventilens udblæsningsafgang og er lukket ved hjælp af en sprængplade og er forbundet med trykaflastningsventilens indre gennem en omløbsledning.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning 15 til tegningen, hvor fig. 1 er en skematisk illustration af en tank i et tankskib, som er i færd med at blive lastet fra en lagertank på en lastestation i land, 20 fig. 2 et lodret snit gennem en udførelsesform for et sikkerhedsudstyr ifølge opfindelsen, bestående af en trykaflastningsventil og en vakuumaflastningsventil med hver sit påsatte frontkammer, 25 fig. 3 viser trykaflastningsdelen af det i fig. 2 viste udstyr, set fra venstre i fig. 2, og fig. 4 vakuumaflastningsdelen af det i fig. 2 viste udstyr, set 30 fra venstre i fig. 2.

I fig. 1 er 1 en tank i et tankskib under lastning af tanken fra en lagertank 2 på en lastestation i land.

35 Tanken 1 har et tilgangsrør 3, der fra tankens top strækker sig omtrent ned til dens bund og over tankens top er forsynet med en stopventil 4. Lastestationen har et påfyldningsrør 5,6, der strækker sig fra tanken 2's bund til en stopventil 7 gennem en lastepumpe 8 over terrænhøjde. For at påbegynde lastningen forbindes rørene 3 og DK 171445 B1 3 6 med hinanden ved hjælp af en slange 9 mellem ventilerne 4 og 7, disse ventiler åbnes, og pumpen 8 startes.

Ved sin top har tanken 1 et standrør 10, fra hvilket der er afgrenet 5 et gasopsamlingsrør 11. Røret 11 er forsynet med en stopventil 12. Lastestationen har et gasmodtagende rør 13, der strækker sig fra en modtageposition ved en stopventil 14 gennem en sugeblæser 16 til tanken 2's top. Rørene 11 og 13 er forbundet med hinanden gennem en slange 15 mellem ventilerne 12 og 14.

10 Før lastningen påbegyndes, må begge ventilerne 12 og 14 åbnes. Hvis dette ikke sker, er gasretursystemet spærret, og der opstår fare for, at trykket i tanken 1 kan stige over det maksimalt tilladelige tryk, for hvilket tanken er dimensioneret. Dette kan føre til en katastrofal eksplosion af tanken.

For at forebygge eksplosionsfaren er der på toppen af standrøret 10 monteret et sikkerhedsudstyr 17 ifølge opfindelsen. Dette sikkerhedsudstyr skal i det følgende beskrives under henvisning til fig.

20 2-4.

Pilen 20 henviser til en trykaflastningsventil af den i dansk patentansøgning nr. 0817/94 beskrevne art. Den har et lodret orienteret ventil hus 21, der ved sin nederste ende har en flange 22, der 25 er boltet til en flange 23 på en rørsokkel 24, som forneden har en flange 25, der kan boltes til den øverste ende af standrøret 10.

Ventilhuset har forneden en cylindrisk vægdel 28, der i retning opad efterfølges af en konvergerende vægdel 29 og derefter en cylindrisk 30 vægdel 30. Ved sin top er ventilhuset afsluttet med en udblæsningsåbning 31, der er omgivet af en frontflange 31a.

I udblæsningsåbningen 31 er der monteret en mundingsring 32, på hvis inderside der er tildannet et konisk ventilsæde 33. I udblæsnings-35 åbningen 31 er der anbragt et dråbeformet legeme 34, på hvis underside der er tildannet en konisk ventilflade 35, som i ventilens lukkestilling ligger tætnende an mod ventilsædet 33.

Til det dråbeformede legeme 34 er der fastgjort en spindel 38, som DK 171445 B1 4 strækker sig ned gennem ventil huset og er styret i et øvre spindelstyr 39 i ventil huset og et nedre spindelstyr 40 i rørsoklen 24.

På spindelen 38 sidder der en løfteskive 41, som i ventilens lukkede stilling er beliggende i den cylindriske vægdel 28's inderrum og har 5 en lidt mindre diameter end dette, så at der omkring løfteskiven fremkommer en fri gennemstrømningsspalte 42. Spindelen 38 bærer en vægtbelastning 43, der sammen med vægten af det dråbeformede legeme 34, spindelen 38 og løfteskiven 41 udøver en lukkekraft, der søger at holde ventilen lukket.

10

Foran frontflangen 31a er der anbragt et frontkammer 44, der dannes af en hætte 45, der er indrettet til at fastspændes tætnende mod flangen 31a ved hjælp af spændeorganer, der skal beskrives nedenfor.

Ved sin forende er hætten 45 lukket ved hjælp af en sprængplade 46, 15 der er dimensioneret til at briste, når trykket i frontkammeret stiger over det maksimalt tilladelige tryk, for hvilket tanken 1 er dimensioneret.

Hvis der for nærværende ses bort fra en omløbsledning, der skal 20 beskrives nedenfor, ville ventilens funktion være som følger:

Hvis der gøres et forsøg på at laste tanken 1 ved hjælp af lastepumpen 8, medens i det mindste en af ventilerne 12 og 14 er i lukkestilling, vil trykket i tanken 1, og dermed i ventilhuset 21, 25 gradvis stige, og når det overskrider en lukketrykværdi svarende til den ovenfor nævnte lukkekraft, vil det af det dråbeformede legeme 34 dannede ventillegeme blive løftet fra side sæde 33, hvorved der gives adgang for gas til frontkammeret 44. Da dette er lukket, vil trykket i dette kammer hurtigt stige til samme værdi som tanktryk-30 ket, og som følge heraf falder ventillegemet 34 tilbage til sin lukkestilling. Når tanktrykket vedbliver at stige, vil ventillegemet 34 fortsat skiftevis blive åbnet og lukket med det resultat, at trykket i frontkammeret først når op på det maksimalt tilladelige tanktryk, når trykket i ventilhuset, og dermed i tanken, er kommet 35 0p p| <jen maksimalt tilladelige værdi + lukketrykkets værdi.

Der vil derfor være en nærliggende fare for eksplosion af tanken.

Da dette er i direkte modstrid med hensigten med udstyret, er DK 171445 B1 5 frontkammeret forbundet med ventilens indre gennem en omløbsledning 47, hvorved trykket i frontkammeret til stadighed holdes på samme niveau som tanktrykket.

5 Sprængpladen 46 er dimensioneret til at briste ved det maksimalt tilladelige tanktryk. Sker dette, vil det være en indtrængende advarsel til alle vedkommende om, at lastningen øjeblikkelig må stoppes og ikke må genoptages, før begge ventiler 12 og 14 er åbnet, og en ny sprængplade 46 er monteret.

10 I det øjeblik da sprængpladen 46 brister, falder trykket i frontkammeret 44 øjeblikkeligt til atmosfæretrykket, og trykaflastningsventilen vil derfor øjeblikkelig blive åbnet og give adgang for gasudblæsning på samme måde som en sædvanlig trykaflastningsventil, *5 indtil lastningen er blevet stoppet. Hvis trykaflastningsventilen er af en type, der opfylder de internationale sikkerhedsforskrifter, og hvis standsningen af lastpumpen sker ufortøvet, må det kortvarige udslip af gas gennem trykaflastningsventilen betragtes som et mindre uheld.

20

Under den kortvarige kritiske periode vil også omløbsledningen 47 være åben mod atmosfæren, og det er derfor tilrådeligt at udstyre omløbsledningen med en flammespærreindretning for at hindre flammeindtrængning fra omgivelserne. Flammespærreindretningen 25 behøver ikke at være en særskilt konstruktionsdel, men kan dannes af omløbsledningen selv ved passende dimensionering af dens passage gennem ventil huset l's frontflange 31a.

Hvis begge ventiler 12 og 14 åbnes i den hensigt at påbegynde 30 lastning, men ved en fejltagelse kun blæseren 16, men derimod ikke lastepumpen 8 startes, eller hvis kun lastepumpen 8, men ikke blæseren 16 stoppes, når lastningen er afsluttet, kan der opstå fare for, at tanken 1 kan blive evakueret ned til et tryk under det minimalt tilladelige tryk, for hvilken tanken er dimensioneret. Dette kan 35 medføre en katastrofal kollaps af tanken.

For at forebygge denne fare omfatter den viste udførelsesform for sikkerhedsudstyret tillige en vakuumaflastningsventil 50.

DK 171445 B1 6

Vakuumaflastningsventilen 50 er af konventionel konstruktion. Den har et ventil huse 51, der ved sin højre ende er udført med en forbindelsesdel 52, der er forbundet med rørsoklen 24.

5 Ventilhuset 51 har en bundåbning, i hvilken der er monteret et ventilsæde 53, der bærer et venti Ispi ndel styr 54. Ventilsædet 53 samvirker med et venti 11 egerne 55, der ved hjælp af en spindel 56 er styret i spindel styret 54. Ventil huset er foroven lukket ved hjælp af et dæksel 57.

10

Ved sin bund har vakuumaflastningsventilen på velkendt måde en netring 58, der bærer et dobbelt flammespærrenet, og et skjold 60 med et nav 61, hvori der er monteret en checkløfteknap 62.

Omkring bundåbningen har ventilhuset en frontflange 63, foran hvilken der er anbragt et frontkammer 64, der dannes af en hætte 65, der kan spændes tætnende mod frontflangen 63 ved hjælp af organer, der skal beskrives nedenfor. Ved sin frontende er frontkammeret 64 lukket ved hjælp af en sprængplade 66. Frontkammeret 64 er gennem en 20 omløbsledning 67 forbundet med ventil huset 51's indre, hvorved trykket i frontkammeret holdes på niveau med tanktrykket.

Sprængpladen 66 er dimensioneret til at briste ved en trykforskel svarende til det minimalt tilladelige tanktryk.

25

Hvis der indtræder en situation, hvor blæseren 16 er i gang, medens lastepumpen 8 står stille, som tidligere beskrevet, vil sprængpladen 66 følgelig briste, når tanktrykket er kommet ned på den minimalt tilladelige værdi, og dette er en indtrængende advarsel om, at 30 blæseren 16 må stoppes, og at lastning derefter ikke er tilladt, før der er monteret en ny sprængplade.

I det øjeblik da sprængpladen 66 brister, vil trykket i frontkammeret 64 øjeblikkelig stige til atmosfæretrykket, og ventilen vil 35 derefter fungere som en sædvanlig vakuumaflastningsventil, der sikrer tanken 1 mod kollaps.

Ligesom trykaflastningsventilens omløbsledning 47 bør vakuumaflastningsventilens omløbsledning 67 fortrinsvis være udstyret med en DK 171445 Bl 7 f1ammespærrei ndretn i ng.

Idet der nu atter skal ses på udstyrets trykaflastningsdel, er hætten 45 forbundet med frontflangen 31a ved hjælp af et hængsel 71, 5 omkring hvilket hætten 45 kan svinges fra den på tegningen viste aktive stilling til en inaktiv stilling ved siden af ventilhuset 21.

I sin aktive stilling kan hætten 45 spændes tætnende mod frontflangen 31a ved hjælp af bolte 72, der ved hængsellejer 73 er svingbart forbundet med ventil huset 21 og kan svinges i indgreb med slidser i 10 spændestykker 74 på hætten 45, hvorefter møtrikker 75 på boltene 72 kan spændes mod spændestykkerne 74.

I omløbsledningen 74 er der anbragt en ventil 76, som har en aktiveringsarm 77, som er koblet til en fjederbelastet trykstang 78, der 15 strækker sig gennem en fra frontflangen 31a fremstående lap 79 og i hætten 45's aktive stilling ligger an mod et anslag 80 på hætten under indvirkning af fjederbelastningen. I denne stilling af stangen 78 er ventilen 76 åben.

20 Når hætten 45 frigives og svinges til sin inaktive stilling, skydes trykstangen opad af fjederspændingen og svinger via armen 77 ventilen 76's ventillegeme til lukkestillingen.

Vakuumventilen 50 har nøjagtigt tilsvarende konstruktionsdele: 25 Hængsel 81, bolte 82, hængsellejer 83, spændestykker 84, møtrikker 85, ventil 86, ventilarm 87, fjederbelastet trykstang 88, lap 89 og anslag 90.

Når hætten 65 er i sin aktive stilling, er ventilen 86 i omløbsled- 30 ningen 67 følgelig åben, men når hætten 65 løsnes og svinges til sin inaktive stilling, bliver ventilen 86 lukket.

Det vil således forstås, at når hætterne 45 og 65 efter afslutning af lastningen svinges bort fra frontfladerne på tryk- og vakuumaf-35 lastningsventilerne henholdsvis 20 og 50, vil disse fungere som normale tryk- og vakuumaflastningsventiler og tjene som sådanne under tankskibets sejlads til at kompensere for termiske trykvariationer, og tillige ved losning, eller ved lastning på lastestationer, der ikke har faciliteter til behandling af opsamlede gasser.

8 DK 171445 B1

Som trykaflastningsventil anvendes der fortrinsvis en højhastighedsventil, i sær af den beskrevne type eller lignende type, men det ligger indenfor opfindelsens rammer at anvende en hvilken som helst trykaflastningsventil, der opfylder de internationale forskrifter.

5

Det ligger ligeledes indenfor opfindelsens ramme at anvende sikkerhedsudstyret til tankskibe, der har et eget anerkendt system til behandling af gasser, der opsamles under lastning.

10 15 20 25 1 35

Claims (6)

1. Sikkerhedsudstyr (17) til en tank, der har et system til opsamling af den gas, der uddrives fra tanken ved lastning, kende- 5 tegnet ved, at sikkerhedsudstyret omfatter en trykaflastningsventil (20), som er tilsluttet parallelt med gasopsamlingssystemet (11) og er udstyret med et frontkammer (44), der kommunikerer med trykaflastningsventilens (20) udløb (31) og er lukket ved hjælp af en sprængplade (46) og er forbundet med trykaflastningsventilens (20) 10 indre gennem en omløbsledning (47).

2. Sikkerhedsudstyr ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omløbsledningen (47) er udført med en flammespærreindretning.

3. Sikkerhedsudstyr ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at frontkammeret (44) omfatter en hætte (45), som er indrettet til at spændes fast mod en frontflade på trykaflastningsventilen (20) og at fjernes fra denne, og at omløbsledningen (47) er forsynet med en stopventil (76), som åbnes automatisk i hættens (45) fastspændte 20 stilling og lukkes automatisk ved fjernelse af hætten (45) fra trykaflastningsventilens (20) frontflade.

4. Sikkerhedsudstyr ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det tillige omfatter en vakuumaflast- 25 ningsventil (50), som er tilsluttet parallelt med gasopsamlingssy stemet (11) og er udstyret med et frontkammer (64), der kommunikerer med vakuumaflastningsventilens indløb og er lukket ved hjælp af en sprængplade (66) og er forbundet med vakuumaflastningsventilens (50) indre gennem en omløbsledning (67). 30

5. Sikkerhedsudstyr ifølge krav 4, kendetegnet ved, at omløbsledningen (67) er udført med en flammespærreindretning.

6. Sikkerhedsudstyr ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at 35 frontkammeret (64) omfatter en hætte (65), som er indrettet til at spændes fast mod en frontflade på vakuumaflastningsventilen (50) og at fjernes fra denne, og at omløbsledningen (67) er forsynet med en stopventil (86), som åbnes automatisk i hættens (65) fastspændte stilling og lukkes automatisk ved fjernelse af hætten (65) fra 5 10 DK 171445 B1 vakuumventilens (50) frontflade. 10 15 20 25 30 35