石油产品存储罐及其罐体浮动元件的制作方法

本发明涉及是有产品存储设备技术领域，具体涉及一种石油产品存储罐及其罐体浮动元件。

背景技术：

当前，为了存储石油产品而运营的石油产品存储罐没有配备浮动盖或者浮箱，因此，液体表面石油产品的强烈蒸发会在油罐气体空间内形成易燃易爆水汽混合物。甚至在使用现代雷击保护系统的前提下，我们仍旧不能避免油罐遭受雷击。如果雷电击中了盛满石油产品的任何罐体，那么，所引起的爆炸和火灾不仅会造成重大损失，还会造成人员伤亡。

在已知的众多单盘浮动盖生产方法中，配备了圆形浮箱、径向和圆形浮板或者环形浮箱和点浮板，其中，浮动盖的中央元件作为个体板块被交付到工地，环形浮箱、径向和环形浮标作为个体元件被交付：不透气密封装置(隔间)、形梁或者箱梁、无底箱。径向、圆形和点浮板均匀地分布于整个盖区之上。(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，收集框架和浮动盖浮箱。中央元件的框架层张开，并焊接到一起。在浮动盖张开的中央元件上，焊接径向和圆形或者点浮板。将浮板的中央元件成品焊接到浮箱环上。

这些浮动盖的主要缺陷在于：其建设过程需要消耗重大劳动强度、便携性较差，而且，还存在较大的金属强度。在使用这些浮箱的油罐中，形成易燃易爆水汽混合物的问题会大大减少，但是仍旧存在。在这些罐体中，如果出现雷电或者石油产品出现放电负荷，那么，罐体内的浮箱会出现歪斜，并且不再发挥其防护功能(所谓的僵硬浮箱)。

发明(ep2530032a1,b65d88/34,01.06.2012)包括一个由独立柔软隔间组成的浮顶，其中布置了球形体。指定的球形体可以具有不同的直径，以便通过蒸发到罐体的气体空间，实现液体边缘的密集涂盖。但是，当实践显示：由于重力作用，直径较小的球形体就会出现振动，通常会落入具有较大直径的球形体下方，大直径球形体之间的空间不会出现涂盖。而且，随着隔间无序地填满各种直径的球形体，它们就不会形成具有最小尺寸空单元(在球形体表面形成)整齐结构。然而，穿孔盖隔间会减少，但是不会预防液体蒸发。此外，根据我们的研究，不仅位于液体表面水平面的盖顶形成的液体表面涂盖非常重要，而且液体表面之上的气体空间涂盖也发挥着其自身的作用。但是，在任何液体结构崩溃过程中，在罐体气体空间内最有可能发生爆炸自动灭火系统元件，例如，在发生雷击时，这个盖顶就会浸没水中，在减少罐体气体空间燃烧蒸发过程中不再发挥保护作用。

还知悉：发明(us12533218,b65d88/34,31.07.2008)公开一种可以降低含有横截面多面体形状的液体产品的蒸发作用。此发明如前所述，可以解决减少蒸发的问题，但是不能解决液体和空气混合物中可能燃烧的钝化过程问题。在指定发明中，也不能解决油罐壁液体表面涂盖的问题。在油罐壁中，液体产品的蒸发作用会增加，并且在油罐气体空间会积聚危害性的液体和气体混合物。此外，此发明中为油罐填充的浮动元件较为无序，密集元件安装“边沿到边沿”的正确顺序很有可能受损，必然提高液体蒸发率。

发明(us8616398b2,b65d90/22,25.09.2012)中妨碍液体蒸发的浮动屏障由一套浮动体构成。但是，对于发明(ep2530032a1,b65d88/34,01.06.2012)而言，由于重力作用和振动，通常直径较小的球形体会落入直径较大的球形体的下方，并且不会和直径较大的球形体之间的空间发生涂盖。至于为无序油罐填充的各种直径球形体，它们不会形成有序结构，其上不会在球形体表面形成空单元的最小尺寸。但是，多孔顶隔间会减少，但是不会妨碍液体蒸发。此外，根据我们的研究，不仅位于液体表面水平面的盖顶形成的液体表面涂盖非常重要，而且液体表面之上的气体空间涂盖也发挥着其自身的作用。但是，在任何液体结构崩溃过程中，在罐体气体空间内最有可能发生爆炸自动灭火系统元件，例如，在发生雷击或者释放静电时，甚至是初步顺序安装的球形体也会受损。而且，在液体排出过程中--填充到油罐，球形体不会相互变换，它们会围绕几何轴旋转，进而使得易燃液体粘附到其表面，并增加蒸发作用。此外，在发明(us8616398b2,b65d90/22,25.09.2012)中所述球形体的多层壁中，即便使用了各种塑料和树脂，甚至是涂覆了抗静电涂层，仍旧也不会完全预防积聚静电及其释放的发生，最终可能导致水汽-空气混合物点燃或者爆炸。经由规范性文件的适当修订引言确认：在盛装石油产品的油罐和其他罐体中禁止使用塑料和其他聚合产品。

因此，本发明的目标是消除石油产品存储罐中存在的缺陷，以期能够得到如下技术效果：

1)减少石油产品蒸发作用形成的水汽混合物含量，即：减少油罐气体空间内的液体水汽浓度；

2)如果出现火灾和雷击，提供燃烧过程钝化剂；

3)防止浮动体之间静电释放的潜在积聚以及火花放电的出现。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供一种石油产品存储罐，包括罐体、外壳和浮动防护涂层，所述浮动防护涂层包括多个具有同样形状转体的浮动元件，所述浮动元件之中的若干层位于气体空间内，其余若干层所述浮动元件位于液体空间中，各所述浮动元件之间的相互尺寸差异不超过5％，且其浮选中心从其几何中心得到补偿，并且浮动防护涂层的所有元件都由非燃烧金属制作而成。

进一步地，位于气体空间内的浮动元件不超过四层。

进一步地，位于液体空间内的浮动元件不超过1.5层。

进一步地，在所述罐体的上部安装网格，所述网格位于所述浮动防护涂层的上方，且所述网格的直径小于浮动元件的直径。

进一步地，在高于填充和排泄液体水平面的下部安装网格，该网格所带有的单元直径小于浮动元件的直径。

进一步地，所述罐体的上部设置有内部密封圈。

本发明还提供一种罐体浮动元件，用于如上所述的石油产品存储罐中，作为转体的浮动元件是由铝或铝合金制成的。

进一步地，作为转体的浮动元件的外层覆盖有氧化铝或者不锈钢陶瓷涂层。

进一步地，所述转体的最大直径与其壁厚之间的比值大于或者等于50。

进一步地，所述浮动元件的最小直径大于或等于10毫米。

进一步地，所述浮动元件的最大直径小于或等于60毫米。

进一步地，所述浮动元件为球体或椭圆体。

附图说明

图1为本发明所提供的石油产品存储罐一种具体实施方式的结构示意图；

附图标记说明：

1--油罐，2--盖顶，3--浮动防护涂层，4、5--液体(石油产品)，

6--液体表面，7--气体空间，8-网格，9-项圈，12--底部网格；

图2-图3为图1中a部分的局部结构示意图；

图4-图7为本发明所提供的浮动元件的横截面结构示意图；

10--浮动元件的浮选中心，

11--浮动元件的几何中心，

图8为蒸发率图表。

13--没有浮动元件的油罐曲线，14--刚性浮箱油罐曲线，15--从许多浮动元件中带有浮动防护涂层的曲线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明所提供的石油产品存储罐1包含盖顶2，浮动防护涂层3由众多浮动元件4构成，其中有些元件位于液体5中，即：在液体表面6之下，有些元件则位于液体表面6之上，即：气体空间7内(如图1)。在油罐上部安装网格8(如图2)或者项圈(如图3)。从其几何中心11补偿浮动元件4的浮选中心10(如图4,5,6,7,8)。在排泄-填充水平面之上油罐下部，网格5由多孔单元制作而成，其直径小于浮动元件直径4。

带有盖顶2的油罐1和浮动防护涂层3按照如下方式发挥作用：

当将浮动元件4填充到盛放液体5(石油产品)的油罐1中，并填充并排泄5液体时，它们会在油罐中无序分布，并置于形成密集包装的浮动防护涂层的若干层内。

如果填充、排泄或者爆炸时造成液体表面6出现振动，那么，由众多浮动元件4构成的浮动防护涂层3就会作为同样形状的转体，通过油罐浮萍原理发挥其功能。如果在油罐1中的盖顶结构可能遭受雷击或者崩塌，那么，浮动元件4就会发散，甚至从油罐1中飞离。但是，在随后的无序返回过程中，可以将它们置于带有密集包装的结构上(浮动防护涂层3)，由此，它们就可以在火灾场所消灭蒸发作用，并且可以大大钝化其燃烧过程。如果发生爆炸，为了防止将浮动元件4排泄到油罐1之外，应当在其上部安装网格8或者项圈9。网格8具有直径小于浮动元件直径4的一个单元。如图3所示，通过油罐1上部外围安装项圈9。它可以快速确定火灾位置并予以扑灭，不会产生新的爆炸风险。为了降低浮动元件渗透到排泄孔的风险，在液体排泄--填充之上油罐下部，网格5由直径小于浮动元件直径的多孔单元制作而成。

为了降低油罐1中气体空间7的液体水汽浓度，提供防护涂层3来钝化其燃烧过程，所使用的浮动元件4可以做成转体，并且可以从其几何中心11补偿浮选中心10。例如，如果图4,5,6,7,8所示，浮动元件4可以是球形、椭圆形或者鸡蛋形。还要进一步考虑球形浮动元件4。但是，应当理解：这些考虑还包含其他转体。在油罐排泄和填充过程中，球形浮动元件4会相互触碰并旋转其几何中心，接触液体5，并在其表面形成液膜。此液膜可以蒸发，所形成的蒸汽会渗透到油罐7的气体空间。为了预防这种情况，应当制作球形浮动元件4，以便从其几何中心11(图片4-8)中补偿其重心10。因此，如果油罐的排泄-填充只能就其位置产生轻微波动的话，球形浮动元件4就会就其液体表面6持续定向。因此，球形浮动元件4的干燥表面不会浸没到液体5之中，并且具有液膜。此外，可以在浮动元件4的表面涂覆疏水性涂层，从而防止表面张力效应。这样会大大降低其蒸发作用。

为了避免在球形浮动元件4质量范围内释放静电和潜在火花，这些元件应当由非燃烧金属制作而成，主要是铝材或者铝合金。在这种情况下，可以为浮动防护涂层3的元件4提供必要浮力。浮动元件尺寸4的选择标准比率如下：

n＝d/t,

其中d为球形浮动元件4的外部直径，

t为球形浮动元件4的壁宽。

浮动元件直径nd和其壁厚t之间的比率应当至少为50。首选比率为n＝80…110。当浮动壁元件4过薄，不足以抵抗机械暴露时，其比率无需过大。出于同样的原因，浮动直径d的最小直径应当至少为10毫米。浮动元件d的最大直径不得超过60毫米。在这种情况下，密集定位的浮动元件4表面形成元件的尺寸应当小于其临界值，即：足以破坏石油产品和空气混合物(参考西莫诺夫n.n，链式反应，m，努卡，1986)化学当量的链式反应(爆炸)。换句话说，如果暴露于任何着火源中(静电火花、雷击、明火暴露等等)，这个单元内的蒸汽-空气混合物则不会爆炸。

我们的研究已经表明：位于气体空间内的最少层数的浮动元件4可以大大减少易燃液体的蒸发5，液体进入油罐1气体空间7的进入层至少为四层。因此，即使由于任何原因导致燃烧，油罐1气体空间7内的燃烧也会被钝化。以下事实对此做出了解释：由于液体表面6和气体空间7在带有若干层浮动元件4的表面6之上发生涂盖，液体蒸发率5就会被降低到最小范围。

我们所做的计算和检测已经表明：位于液体5内的浮动元件4的层数同样重要。在气体空间7发生爆炸以及位于气体空间7内的浮动元件4展开之后，它们首先会被浮现出来，并涂盖液体表面6，从而钝化燃烧过程。如检测所示，散布于油罐1内的浮动元件4会完全恢复浮动保护涂层3。液体5中浮动元件4的层数至少为一层半。

油罐1过压水平和完成时间之间的关系图对蒸发率减少情况进行了很好的说明，其中压力会被释放(图9)，13--没有浮动元件的油罐曲线，14--刚性浮箱曲线，15--众多浮动元件4形成的浮动防护涂层油罐曲线。图片9中的图表显示了浮动防护涂层3的存在，其中，浮动元件4被置于若干层，在较长时间内实现过压。

为了避免浮动元件4表面发生腐蚀，应当在其表面涂覆铝层或者铝合金层。浮动元件首选涂层成分为氧化铝(al2o3)。我们的研究已经表明：对于大部分原产石油产品以及添加各种不同的添加剂的石油产品而言，浮动元件4的陶瓷表面涂层可以对金属表面形成有效的腐蚀防护。研究表明：对于各种不同的易燃液体而言，这种涂层具有较高的抗腐蚀性，对于苯而言，它可以完全保护浮动铝元件4的表面免遭腐蚀。

为了避免对浮动元件4表面形成表面张力效应，硬度涂覆疏水性涂层。

因此，可以实现指定的目标和技术效果。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

专利文献

引用专利文献1：ru2200120

引用专利文献2：ru2127216

引用专利文献2：ep2530032a1

引用专利文献2：us12533218

引用专利文献2：us8616398b2