ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНАЯ ЦИСТЕРНА
RAILWAY EXPLOSION-PROOF TANK

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается цистерн для транспортировки застывающих и кристаллизующихся продуктов, в частности для перевозки карбамидоформальдегидной смолы, карбамидоформальдегидного концентрата, а также для перевозки легко воспламеняющихся, токсичных и едких жидкостей.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является железнодорожная цистерна (патент РФ №2581115 - прототип), содержащая котел, выполненный из цилиндрической обечайки и двух торцевых днищ, люк, предохранительно-впускной клапан, сливное устройство, расположенное в нижней части цилиндрической обечайки, подогревательный кожух, расположенный в нижней части котла, отличающаяся тем, что цилиндрическая обечайка котла снабжена теневой защитой, которая расположена и жестко закреплена по обе стороны от люка, а угол охвата теневой защитой цилиндрической обечайки котла составляет 150-160°, а зазор между ними выполнен равным 50-60 мм, при этом теневая защита выполнена съемной.
Недостатком прототипа является отсутствие системы взрывобезопасности на железнодорожной цистерне.
Технически достижимый результат - повышение взрывобезопасности железнодорожной цистерны при перевозках легковоспламеняющихся, взрывоопасных жидкостей.
Это достигается тем, что в железнодорожной взрывобезопасной цистерне, содержащей котел, выполненный из цилиндрической обечайки и двух торцевых днищ, люк, предохранительно-впускной клапан, сливное устройство, расположенное в нижней части цилиндрической обечайки, подогревательный кожух, расположенный в нижней части котла, отличающаяся тем, что цилиндрическая обечайка котла снабжена теневой защитой, которая расположена и жестко закреплена по обе стороны от люка, угол охвата теневой защитой цилиндрической обечайки котла составляет 150-160°, а зазор между ними выполнен равным 50-60 мм, при этом теневая защита выполнена съемной, дополнительно снабжена взрывозащитным устройством с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации, монтируемым в люке-лазе цистерны, и содержащим корпус клапана, футерованный грузовой затвор, подвижно соединяют с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, а разрывной элемент выполняют в виде мембранного предохранительного устройства, в корпусе клапана, в его цилиндрической части, граничащей с конической частью клапана, устанавливают круглую диафрагму с центральным отверстием, и с, по крайней мере, тремя отверстиями, расположенными в ее периферийной части, при этом в верхней части, покрытой бронированным слоем, футерованного грузового затвора, осесимметрично корпусу клапана, закрепляют, своей нижней частью, стержень, верхнюю часть которого располагают в центральном отверстии диафрагмы, а между нижней частью круглой диафрагмы и верхней частью футерованного грузового затвора, на опорном стержне, коаксиально ему устанавливают втулку из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», прочность которой рассчитывают на определенное избыточное давление в клапане, причем на боковой поверхности быстроразрушающейся втулки закрепляют дополнительный индикатор безопасности в виде тензорезистора, сигнал с которого по линии связи направляют на тензоусилитель, а с него в блок системы оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации, а устройство оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации выполнено многофункциональным, и помимо звуковой «громкоговорящей» системы, находящейся непосредственно на аварийной объекте, оно дополнительно снабжено системой оповещения по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Глонасс» для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации.
На фиг. 1 изображен общий вид железнодорожной взрывобезопасной цистерны; на фиг. 2 - взрывозащитное устройство с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации.
Железнодорожная взрывобезопасная цистерна (фиг. 1), установленная на платформе 1, содержит котел 2, который выполнен из цилиндрической обечайки 3 и двух закрытых торцевых днищ 4, люк-лаз 5, предохранительно-впускной клапан 6, сливное устройство 7, расположенное в нижней части цилиндрической обечайки 3 между торцевыми днищами 4. Цилиндрическая обечайка 3 котла снабжена теневой защитой 8, которая расположена и жестко закреплена по обе стороны от люка-лаза 5, при этом угол охвата теневой защитой 8 цилиндрической обечайки 3 котла 2 составляет 150-160°. Причем зазор между теневой защитой 8 и цилиндрической обечайкой 3 котла 2 выполнен равным 50-60 мм. Теневая защита 8 выполнена съемной, что обеспечивается за счет крепления уголков через платик 10 к цилиндрической обечайки 3. Вокруг люка-лаза 5 установлены помосты и наружная лестница 9 по обе стороны котла 2.
Предлагаемая конструкция цистерны с теневой защитой и подогревательным кожухом позволяет более эффективно использовать подвижной состав, сокращая время простоев при разгрузке цистерны и, соответственно, обеспечивает экономию тепло и энергоносителей за счет уменьшения времени разогрева перевозимых грузов, и одним из важных моментов является сохранение качества груза при транспортировке в летний период.
Предложенная конструкция железнодорожной цистерны позволила решить основные проблемы, связанные с транспортировкой карбамидоформальдегидной смолы, карбамидоформальдегидного концентрата и сохранением их качества.
Для повышения безопасности перевозок она снабжена взрывозащитным устройством с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации (фиг. 2), которое размещается в люке-лазе 5 цистерны.
Взрывозащитное устройство с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации содержит соединенный с ним элемент корпуса 11 защищаемого технологического оборудования с отверстием диаметром Dy, корпус 13 взрывозащитного устройства, выполненного в виде взрывозащитного клапана с футерованным грузовым затвором 12, подвижно соединенный с корпусом 13 клапана посредством не менее трех гибких связей, например в виде цепей 19, один конец которых шарнирно соединен с корпусом 13 клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором 12. Корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической части 13, диаметром D, средней конической части 14 и верхней цилиндрической части 15, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор 12, перекрывающий отверстие диаметром Dy в корпусе 11 люка-лаза 5 цистерны. К верхней цилиндрической части 15 корпуса клапана крепится узел 16 разрывной мембраны 17 посредством крепежных элементов 18. Разрывные мембраны 17 мембранного предохранительного устройства изготавливают обычно из тонколистового проката пластичных металлов, таких как алюминий, никель, нержавеющая сталь, латунь, медь, титан. Затвор 12 не обеспечивает герметичного перекрытия люка-лаза 5 цистерны, он свободно лежит на нем, а слегка прослабленные цепи 19 служат лишь для центровки затвора 12, причем футерованный грузовой затвор 12 защищает корпус клапана 13 от прогорания в случае высокой температуры в защищаемом оборудовании. Для получения наибольшей эффективности взрывозащиты защищаемого оборудования взрывозащитный клапан имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: а=D/Dy=1,5÷2,0; где Dy - диаметр верхней цилиндрической части 15 корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 11 люка-лаза 5 цистерны; D - диаметр нижней цилиндрической части 3 корпуса клапана.
В цилиндрической части корпуса 13 клапана, граничащей с конической частью 14 клапана, установлена круглая диафрагма 20 с центральным отверстием 22, и с, по крайней мере, тремя отверстиями 21, расположенными в ее периферийной части. В верхней части футерованного грузового затвора 12, покрытой бронированным слоем 26, осесимметрично корпусу 13 клапана, закреплен, своей нижней частью, стержень 23, верхняя часть которого расположена в центральном отверстии 22 диафрагмы 20.
Между нижней частью круглой диафрагмы 20 и верхней частью футерованного грузового затвора 12, на опорном стержне 23, коаксиально ему установлена втулка 24 из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», прочность которой рассчитана на определенное избыточное давление в клапане. На боковой поверхности быстроразрушающейся втулки 24 закреплен индикатор безопасности 25 в виде тензорезистора, сигнал с которого по линии связи 27 поступает на тензоусилитель 28, а с него одновременно в два блока: блок 29 системы оповещения об аварийном режиме технологического оборудования защищаемого объекта, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения возникновения чрезвычайной ситуации непосредственно на защищаемом объекте (предприятии); и дополнительно в блок 30 системы оповещения по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Глонасс» для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации на защищаемом объекте (предприятии).
Взрывозащитное устройство с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации работает следующим образом.
При превышении избыточного давления в корпусе 11 защищаемого технологического оборудования, втулка 24 теряет устойчивость, распадаясь на отдельные части, и стержень 23 упирается, через центральное отверстие 22 в диафрагме 20, в индикатор безопасности 25, сигнал с которого по линии связи 27 поступает в тензоусилитель 28, а с него одновременно в два блока: блок 29 системы оповещения об аварийном режиме технологического оборудования защищаемого объекта, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения возникновения чрезвычайной ситуации непосредственно на защищаемом объекте (предприятии); и дополнительно в блок 30 системы оповещения по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Глонасс» для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации на защищаемом объекте (предприятии).
Устройство оповещения персонала об аварийной ситуации выполнено многофункциональным, и помимо звуковой «громкоговорящей» системы, находящейся непосредственно на аварийной объекте (предприятии), оно дополнительно снабжено системой оповещения 30 по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Глонас» для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации (на чертеже не показано).