СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ЗАПОРНО-ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ ДЛЯ ЦИСТЕРН ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СЖИЖЕННЫЕ ГАЗЫ

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к конструктивным элементам цистерн для перевозки текучих материалов и к составным частям контейнеров.
Известна запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы, установленная на крышку люка цистерны, представляющая собой: предохранительный клапан, смонтированный в центре крышки люка, предназначенный для сброса паров сжиженного газа в атмосферу; два угловых сливо-наливных вентиля, снабженных заглушками, расположенных по обе стороны от предохранительного клапана по продольной оси цистерны; угловой уравнительный вентиль, снабженный заглушкой, предназначенный для отбора из цистерны и подачи в нее паров сжиженного газа; два скоростных клапана, соединяющих угловые сливо-наливные вентили со сливо-наливными трубами, предназначенные для автоматического перекрытия сливо-наливных линий цистерны в случае разрыва соединительных шлангов; скоростной клапан, соединяющий угловой уравнительный вентиль с паровым пространством сосуда цистерны, предназначенный для автоматического перекрытия уравнительной линии цистерны в случае разрыва соединительных шлангов (Инструкция по наливу, сливу и перевозке сжиженных углеводородных газов в железнодорожных вагонах-цистернах. Москва «Недра», 1980 г.).
Однако данная запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы имеет ряд недостатков.
Сливо-наливная линия цистерны состоит из последовательно расположенных сливо-наливных труб, скоростного клапана, углового сливо-наливного вентиля и заглушки, установленной на выходной патрубок вентиля, что представляет собой две степени герметичности цистерны относительно внешней среды (два последовательно расположенных затвора), поскольку герметичность относительно внешней среды обеспечивается угловым сливо-наливным вентилем и заглушкой установленной на его патрубок, а скоростной клапан предназначен только для автоматического перекрытия потока среды при разрыве соединительных шлангов, и в процессе транспортирования находится в открытом положении. Этот же недостаток присущ и уравнительной линии цистерны.
Применяемые скоростные клапаны представляют собой конструкцию поплавкового типа, а это означает, что клапан работоспособен только в вертикальном положении и не способен выполнить свою функцию, например, при аварийном падении цистерны и опрокидывании ее набок, что в свою очередь при срыве угловых вентилей приведет к выбросу продукта в окружающую среду.
Задачей полезной модели является создание запорно-предохранительной арматуры для цистерн, транспортирующих преимущественно сжиженные газы обеспечивающей высокую степень безопасности при транспортировке и хранении продукта в цистерне; простоту использования при управлении запорно-скоростными клапанами жидкой и газообразной фазы при эксплуатации; устранение ряда аварийных ситуаций, возникающих при эксплуатации цистерн, и снижение уровня вредного воздействия на окружающую среду и обслуживающий персонал при их возникновении.
Поставленная задача решается:
- применением запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта пружинного типа, тем самым, обеспечивая три степени герметичности относительно внешней среды при транспортировке и хранении продукта и соответственно повышая безопасность использования цистерн;
- расположением рукояток запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта таким образом, что они перемещаются в одной плоскости и соединены между собой гибким тросиком (или жесткой планкой, или пружинами растяжения), что приводит к упрощению операции открытия (или закрытия) запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта при эксплуатации, за счет одновременного управления ими, из чего также вытекает сокращение времени проведения подготовительных операций перед осуществлением работ по наливу (или сливу) продукта в цистерну;
- применением для управления запорно-скоростными клапанами слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростным клапаном отбора и подачи газообразной фазы продукта, гибкого тросика управления, закрепленного одним концом к рукоятке одного из запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта, вторым к сливо-наливной эстакаде, и как вариант изготовленного из легкоплавкого материала или негорючего материала с легкоплавкой вставкой, что позволяет:
1) исключить возможность попадания продукта в окружающую среду в процессе налива (или слива) цистерны в случае непредусмотренного перемещения цистерны относительно сливо-наливной эстакады, за счет обрыва гибкого тросика управления и автоматического закрытия запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта;
2) исключить возможность попадания продукта в открытое пламя и тем самым снизить тяжесть возможных последствий аварии в случае возникновения пожара на сливо-наливной эстакаде, за счет перегорания гибкого тросика управления из легкоплавкого материала или перегорания легкоплавкой вставки в гибком тросике управления из негорючего материала и автоматического закрытия запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта.
Полезная модель поясняется фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, где на:
фиг.1 - показана запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы (вид сверху);
фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид A-A;
фиг.3 - упрощенная схема крепления рукояток запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и рукоятки запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта при осуществлении операций налива (или слива) продукта при помощи гибкого тросика;
фиг.4 - то же, что на фиг.3, при помощи жесткой планки;
фиг.5 - то же, что на фиг.3, при помощи пружин растяжения;
фиг.6 - упрощенная схема крепления рукояток запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и рукоятки запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта при осуществлении операций налива (или слива) с применением гибкого тросика управления из негорячего материала с легкоплавкой вставкой.
Запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы, установленная на крышку люка цистерны представлена на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 где:
1 - кран шаровой угловой отбора и подачи газообразной фазы продукта, 2 - предохранительный клапан, 3 и 4 - краны шаровые угловые слива и налива жидкой фазы продукта, 5 и 7 - запорно-скоростные клапаны слива и налива жидкой фазы продукта, 6 - запорно-скоростной клапан отбора и подачи газообразной фазы продукта, 8 - крышка люка, 9 - труба отбора и подачи газообразной фазы продукта, 10 - трубы слива и налива жидкой фазы продукта, 11, 12, 13 - заглушки, 14, 15, 16 - рукоятки запорно-скоростных клапанов, 17 - гибкий тросик, 18 - жесткая планка, 19 - пружины растяжения, 20 - гибкий тросик управления, 21 - гибкий тросик управления из легкоплавкого материала, 22 - гибкий тросик управления из негорячего материала с легкоплавкой вставкой, 23 - легкоплавкая вставка, 24 - устройство натяжения, 25 - рукоятка, 26 - плоскость перемещения рукояток, 27 - поперечная ось цистерны, 28 - продольная ось цистерны, 29 - эстакада.
Запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы, расположена следующим образом.
В центр крышки люка 8 устанавливается предохранительный клапан 2, предназначенный для сброса газообразной фазы продукта в атмосферу при давлении в цистерне, превышающем рабочее давление цистерны. По обе стороны от предохранительного клапана 2 по поперечной оси цистерны 27 монтируются запорно-скоростные клапаны слива и налива жидкой фазы продукта 5 и 7, при этом они состоят из двух частей - верхней, предназначенной для открытия (или закрытия) затвора запорно-скоростного клапана и закрепленной на наружной поверхности крышки люка 8, и нижней, включающей в свой состав запорный элемент и выполняющей функцию перекрытия потока жидкой фазы продукта, закрепленной на внутренней поверхности крышки люка 8. С одной из сторон от предохранительного клапана 2 по продольной оси цистерны 28 монтируется запорно-скоростной клапан отбора и подачи газообразной фазы продукта 6, который также как запорно-скоростные клапаны слива и налива жидкой фазы продукта, состоит из двух частей, и монтируется по тому же принципу. При монтаже запорно-скоростные клапаны слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростной клапан отбора и подачи газообразной фазы продукта ориентируют таким образом, чтобы их рукоятки 17, 18, 19 располагались в одной плоскости перемещения рукояток 26.
К патрубкам запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта 5 и 7 присоединены трубы слива и налива жидкой фазы продукта 10, к патрубку запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 присоединена труба отбора и подачи газообразной фазы продукта 9. Сверху на запорно-скоростные клапаны слива и налива жидкой фазы продукта 5 и 7 монтируются краны шаровые угловые слива и налива жидкой фазы продукта 3 и 4, сверху на запорно-скоростной клапан отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 монтируется кран шаровой угловой отбора и подачи газообразной фазы продукта 1. Для обеспечения дополнительной степени герметичности относительно внешней среды на выходные патрубки кранов шаровых угловых слива и налива жидкой фазы продукта 3 и 4 и крана шарового углового отбора и подачи газообразной фазы продукта 1 устанавливаются заглушки 11, 12, 13 соответственно.
Таким образом, запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих преимущественно сжиженные газы, имеет три последовательно расположенных герметичных затвора, роль третьей степени герметичности относительно внешней среды при транспортировке и хранении продукта выполняют запорно-скоростные клапаны пружинного типа.
Рукоятки 14, 15, 16 запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта в положении «закрыто» расположены вертикально и позволяют переводить запорно-скоростные клапаны в положение «открыто» поворотом, как по часовой стрелке, так и против. В конструкции запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 5, 6, 7 имеется пружинный механизм, предназначенный для автоматического перевода запорно-скоростных клапанов в положение «закрыто» при отсутствии усилия на их рукоятках 14, 15, 16. Рукоятки 14, 15, 16 запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта соединяются между собой гибким тросиком 17 (фиг.3), или жесткой планкой 18 (фиг.4), или пружинами растяжения 19 (фиг.5), что обеспечивает открытие (или закрытие) запорно-скоростных клапанов одновременно, что упрощает операцию открытия (или закрытия), и на ряду с этим сокращает время проведения подготовительных операций перед осуществлением работ по наливу (или сливу) продукта в цистерну.
Процесс налива продукта в цистерну осуществляется следующим образом.
С кранов шаровых угловых слива и налива жидкой фазы продукта 3, 4 и с крана шарового углового отбора и подачи газообразной фазы продукта 1 снимаются заглушки 11, 12, 13 соответственно. К кранам шаровым угловым слива и налива жидкой фазы продукта 3, 4 присоединяются трубопроводы жидкой фазы, а к крану шаровому угловому отбора и подачи газообразной фазы продукта 1 трубопровод газообразной фазы. В зависимости от расположения цистерны относительно сливо-наливной эстакады к одной из рукояток 14 или 16 запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта (ближней к эстакаде) подсоединяется гибкий тросик управления 20 (или гибкий тросик управления из легкоплавкого материала 21, или гибкий тросик управления с легкоплавкой вставкой 22). Гибкий тросик управления 20, гибкий тросик управления из легкоплавкого материала 21 и гибкий тросик управления с легкоплавкой вставкой 22 снабжены устройством натяжения 24. Свободный конец гибкого тросика управления 20 (или 21, или 22) крепится к сливо-наливной эстакаде. Рукояткой 25 устройства натяжения 24 производится одновременное открытие двух запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта 5, 7 и одного запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 6. Краны шаровые угловые слива и налива жидкой фазы продукта 3, 4 и кран шаровой угловой отбора и подачи газообразной фазы продукта 1 переводятся в положение «открыто», после чего производится процесс налива продукта в цистерну.
Процесс слива продукта из цистерны осуществляется аналогично.
Запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих сжиженные газы, не только имеет высокую степень безопасности при транспортировке и хранении продукта в цистерне, но также направлена на устранение ряда аварийных ситуаций возникающих при эксплуатации цистерн и снижение уровня вредного воздействия на окружающую среду и обслуживающий персонал при их возникновении.
В случае возникновения обрыва трубопровода жидкой фазы или трубопровода газообразной фазы при осуществлении налива (или слива) продукта, резко возрастает значение расхода продукта через запорно-скоростной клапан слива и налива жидкой фазы продукта 5, 7 или запорно-скоростной клапаны отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 соответственно, и он закрывается, тем самым предотвращая выброс продукта в окружающую среду.
В случае возникновения аварийной ситуации, непредусмотренного перемещения цистерны относительно сливо-наливной эстакады, гибкий тросик управления 20 (или 21, или 22) обрывается и перестает удерживать рукоятки 14, 15, 16 запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта 5, 7 или запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 в положении «открыто» и последние под действием пружинного механизма расположенного внутри запорно-скоростных клапанов переходят в положение «закрыто», прерывая процесс налива (или слива) цистерны, тем самым, исключая возможность попадания продукта в окружающую среду.
В случае возникновения пожара на сливо-наливной эстакаде гибкий тросик управления из легкоплавкого материала 21 перегорает и перестает удерживать рукоятки 14, 15, 16 запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта 5, 7 или запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 в положении «открыто» и последние под действием пружинного механизма расположенного внутри запорно-скоростных клапанов переходят в положение «закрыто», исключая возможность попадания продукта в открытое пламя, тем самым, снижая тяжесть возможных последствий аварии. Соответственно, если используется гибкий тросик управления из негорячего материала с легкоплавкой вставкой 22, перегорает только легкоплавкая вставка 23 (фиг.6) и запорно-скоростные клапаны переходят в положение «закрыто».
В случае аварийного падения цистерны и срыве кранов шаровых угловых слива и налива жидкой фазы продукта 3, 4 или крана шарового углового отбора и подачи газообразной фазы продукта 1 выброса продукта в окружающую среду не произойдет, так как затворы запорно-скоростных клапанов слива и налива жидкой фазы продукта 5, 7 и запорно-скоростного клапана отбора и подачи газообразной фазы продукта 6 расположены изнутри цистерны и находятся в положении «закрыто».
Предложенная запорно-предохранительная арматура для цистерн, транспортирующих преимущественно сжиженные газы, позволяет за счет применения запорно-скоростных клапанов для слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростного клапана для газообразной фазы продукта пружинного типа обеспечить три степени герметичности относительно внешней среды, тем самым повысить безопасность перевозки продукта.
Запорно-скоростные клапана жидкой и газообразной фазы расположены таким образом, что их рукоятки при открытии (или закрытии) перемещаются в одной плоскости и соединение их между собой гибким тросиком (или жесткой планкой, или пружинами растяжения) позволяет производить управление клапанами одним действием одновременно, облегчая эксплуатацию при проведении работ по наливу (или сливу) продукта, за счет сокращения количества производимых операций.
Применение гибкого тросика управления запорно-скоростными клапанами позволяет избежать выброса продукта в окружающую среду при непредусмотренном перемещении цистерны относительно сливо-наливной эстакады.
Использование гибкого тросика управления из легкоплавкого материала (или гибкого тросика управления из негорючего материала с легкоплавкой вставкой) позволяет избежать тяжелых последствий (возгорания продукта) при возникновении аварийной ситуации - охват цистерны огнем.
Применение в конструкции гибкого тросика управления запорно-скоростными клапанами слива и налива жидкой фазы продукта и запорно-скоростным клапаном отбора и подачи газообразной фазы продукта устройства натяжения, что снижает усилие необходимое для перевода запорно-скоростных клапанов в положение «открыто», тем самым, обеспечивая возможность управления ими одним человеком.