СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ РАМНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к области транспортирования жидких сред в цистернах на железнодорожном транспорте, в частности к конструкциям сливных устройств для железнодорожных цистерн рамной конструкции.
Известны следующие аналоги полезной модели.
Сливное устройство для железнодорожной цистерны, содержащее корпус с двумя последовательно расположенными и независимо управляемыми затворами: основным, расположенным во внутреннем объеме цистерны, в ее донной части, и дополнительным, размещенным на нижнем конце корпуса сливного устройства (Шадур Л.А. Вагоны. - М.: Транспорт, 1973. - С.368-370; а.с. СССР №616178, МКИ B61D 5/00, 05.01.1977; а.с. СССР №654472, МКИ B64D 5/00, 20.06.1979; Губенко В.К. и др. Цистерны. Устройство, эксплуатация, ремонт.- М.: Транспорт, 1990. - С.14;
7
Донное затворное устройство для железнодорожной цистерны, содержащее корпус, в верхней части которого расположен затвор, а в нижней - тарелка, перемещаемая относительно выпускного отверстия движением рычажного узла (пат. РФ №2161573 С2, МПК B61D 5/00, 10.01.2001).
7
Запорное устройство для железнодорожной цистерны, содержащее корпус с двумя последовательно расположенными затворами: основным, выполненным в виде шарового крана и размещенным в донной части цистерны, и дополнительным, расположенным на конце сливного патрубка и имеющего средства управления (пат. РФ №2185982 С1, МПК B61D 5/00, B65D 90/54, 27.07.2002).
8
Запорно-сливное устройство для железнодорожной цистерны, включающее корпус с последовательно установленными в нем автономно управляемыми дисковым основным поворотным затвором, дисковым дублирующим поворотным затвором и концевой заглушкой (пат. РФ №2281871 С2, МПК B61D 5/00, B65D 90/64, 27.10.2005).
8
Сливное устройство для железнодорожной цистерны, содержащее корпус, окруженный обогревательным кожухом, основной затвор, установленный в донной части котла цистерны, дополнительный затвор, установленный в нижней части корпуса, и промежуточный затвор с ограничителем хода и клапаном, установленный в корпусе между основным и дополнительными затворами (пат. РФ №2267421 С1, МПКB61D 5/00, B67D 5/02, 10.01.2006).
Сливное устройство для железнодорожной цистерны, содержащее корпус с тремя последовательно расположенными и независимо управляемыми затворами: основным в виде трехходового шарового запорного органа, размещенного во внутреннем объеме котла, в его нижней части, дополнительным, размещенным на конце наружной части
7
корпуса и промежуточным, выполненным в виде поворотной заслонки с боковой сферической поверхностью, установленным над дополнительным затвором (пат. РФ №2182091 С1, МПК B61D 5/00, B67D 5/02, 10.05.2002).
Недостатком всех вышеперечисленных аналогов является неудобство слива перевозимой жидкости из-за конструктивных особенностей сливного устройства, а при железнодорожных авариях эти конструктивные особенности приводят к повреждению сливного устройства, что является небезопасным для сохранности и безопасности груза и приводит к выбросу небезопасной жидкости в окружающую среду.
6
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и принятым за прототип полезной модели является сливное устройство, установленное на железнодорожной цистерне (пат. РФ №2116919 С1, МПК B61D 5/00, B65D 88/12, 10.08.1998). Известное сливное устройство содержит корпус, окруженный обогревательным кожухом, основной затвор, включающий клапан, пяту, упорный стакан, седло, стойку, штангу, верхний конец которой снабжен откидным воротком, а нижний конец ввинчен в стойку и соединен с клапаном, имеющим верхние и нижние перья, резиновое кольцо, закрепленное прижимным кольцом и шпильками. В клапане выполнено сквозное отверстие, в которое установлена и жестко закреплена пята, а к штанге жестко присоединен упорный стакан, в который установлена пята, закрепленная в нем болтами, проходящими через ее кольцевую выточку.
Нижняя часть корпуса снабжена дополнительным затвором, имеющим валики, скобы, винт, опору для винта, выполненную в виде откидной скобы, подвешенной на валиках, закрепленных на нижней части корпуса и крышку, снабженную стопорной гайкой с рукояткой, уплотнительным кольцом, закрепленным на крышке кольцом и болтами, при этом крышка прикреплена к корпусу винтом и жестко соединена со скобами, через которые пропущена откидная скоба. На пяту и на соприкасающиеся поверхности верхних и нижних перьев основного затвора нанесено защитное покрытие из электропроводящего материала.
К недостаткам прототипа следует отнести трудности подсоединения сливного рукава под донной частью цистерны, что крайне неудобно для обслуживающего персонала при осуществлении слива перевозимой жидкости.
В случае аварийной ситуации есть большая вероятность того, что рама цистерны, жестко соединенная с котлом, перевернется, и выступающая часть сливного устройства подвергается опасным ударным динамическим нагрузкам, способным привести к разрушению материала в месте крепления сливного устройства к обечайке котла в результате возникновения большого изгибающего момента в этом месте. Последнее вызовет разгерметизацию котла цистерны, что приведет к выбросу перевозимой жидкости в окружающую среду.
Таким образом, известное сливное устройство для железнодорожных цистерн не только неудобно в эксплуатации, но и не обеспечивает
безопасность при возникновении аварийных ситуаций в процессе транспортирования жидкостей.
Полезная модель направлена на повышение удобства при осуществлении слива и безопасности при перевозке жидкостей железнодорожными цистернами рамной конструкции, особенно при возникновении аварийных ситуаций.
Поставленная задача достигается тем, что в сливном устройстве для железнодорожной цистерны рамной конструкции, содержащем корпус, окруженный обогревательным кожухом, основной затвор, включающий клапан, пяту, упорный стакан, седло, стойку, штангу, верхний конец которой снабжен откидным воротком, а нижний конец ввинчен в стойку и соединен с клапаном, имеющим верхние и нижние перья, резиновое кольцо, закрепленное прижимным кольцом и шпильками, причем в клапане выполнено сквозное отверстие, в которое установлена и жестко закреплена пята, а к штанге жестко присоединен упорный стакан, в который установлена пята, закрепленная в нем болтами, проходящими через ее кольцевую выточку, при этом нижняя часть корпуса снабжена дополнительным затвором, имеющим валики, скобы, винт, опору для винта, выполненную в виде откидной скобы, подвешенной на валиках, закрепленных на нижней части корпуса и крышку, снабженную стопорной гайкой с рукояткой, уплотнительным кольцом, закрепленным на крышке кольцом и болтами, при этом крышка прикреплена к корпусу винтом и жестко соединена со скобами, через которые пропущена откидная скоба,
при этом на пяту и на соприкасающиеся поверхности верхних и нижних перьев основного затвора нанесено защитное покрытие из электропроводящего материала, корпус сливного устройства выполнен в виде колена и трубы, герметично сочлененных между собой с возможностью разъема посредством патрубка, установленного в центральной части трубы перпендикулярно к ее оси, вертикальный участок колена соединен с седлом основного затвора, а горизонтальный участок колена расположен вдоль цистерны, дополнительный затвор установлен на каждом конце трубы, при этом продольная ось трубы расположена в горизонтальной плоскости перпендикулярно к продольной оси цистерны. Торцы патрубка и горизонтального участка колена снабжены, например, фланцами с уплотнительной прокладкой между ними.
Полезная модель отличается от прототипа тем, что корпус сливного устройства выполнен в виде колена и трубы, герметично сочлененных между собой с возможностью разъема посредством патрубка, установленного в центральной части трубы перпендикулярно к ее оси, вертикальный участок колена соединен с седлом основного затвора, а горизонтальный участок колена расположен вдоль цистерны, дополнительный затвор установлен на каждом конце трубы, при этом продольная ось трубы расположена в горизонтальной плоскости перпендикулярно к продольной оси цистерны., а торцы патрубка и горизонтального участка колена снабжены, например, фланцами с уплотнительной прокладкой между ними.
Отличительные признаки полезной модели влияют на достижение технического результата следующим образом.
Благодаря тому, что труба расположена в горизонтальной плоскости перпендикулярно к продольной оси цистерны появилась возможность осуществлять слив перевозимой жидкости с боковых сторон цистерны, а не с донной ее части, что значительно упрощает механизм слива и делает его более удобным.
В случае аварийной ситуации можно использовать для слива перевозимой жидкости одно из двух противоположно расположенных сливных отверстий трубы, если доступ ко второму отверстию окажется вынужденно затрудненным из-за деформации элементов рамы цистерны.
Наличие трубы с двумя противоположно расположенными отверстиями для слива позволяет использовать в необходимых ситуациях одно из сливных отверстий трубы, если использование второго отверстия окажется затрудненным по условиям эксплуатации.
Выполнение корпуса сливного устройства в виде колена и трубы, герметично соединенных между собой, и расположение продольной оси трубы в горизонтальной плоскости позволяет избежать вертикального выступания корпуса за нижний край рамы цистерны и тем самым защитить корпус сливного устройства от возможных ударов при аварийной ситуации.
Соединение вертикального участка колена с седлом основного затвора, расположение горизонтального участка колена вдоль цистерны и
установка патрубка в центральной части трубы перпендикулярно ее оси дает возможность равномерно распределить нагрузку, действующую на котел со стороны сливного устройства, и тем самым сохранить устойчивость цистерны в плоскости, перпендикулярной продольной оси цистерны, от чего зависит безопасность движения.
Разъемное соединение колена и трубы необходимо для установки полезной модели на железнодорожную цистерну рамной конструкции.
Полезная модель поясняется чертежами: где на фиг.1 изображен общий вид сливного устройства, на фиг.2 - продольный разрез сливного устройства, на фиг.3 - основной затвор, вид А на фиг.2; на фиг.4 - основной затвор, разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - сливное устройство, разрез Б-Б на фиг.2, на фиг.6 - дополнительный затвор, вид Г на фиг.5.
Полезная модель содержит корпус, выполненный в виде герметично соединенных между собой колена 1 и трубы 2 с возможностью разъема, обогревательный кожух 3, расположенный вокруг вертикального участка колена 1, основной и дополнительный затворы.
Основной затвор включает штангу 4, стойку 5, упорный стакан 6, клапан 7, пяту 8, седло 9. Верхняя часть штанги 4 снабжена откидным воротком 10, а нижняя имеет резьбу и ввинчена в стойку 5, при чем нижняя часть штанги 4 жестко соединена с упорным стаканом 6.
Клапан 7 имеет верхние перья 11, прилегающие к стойке 5 и предназначенные для того, чтобы клапан 7 не поворачивался при вращении штанги 4, а также нижние перья 12, для центрирования клапана
7 в седле 9. Для обеспечения плотности основного затвора на клапане 7 предусмотрено резиновое кольцо 13, закрепленное на клапане 7 прижимным кольцом 14 и шпильками 15. В клапане 7 выполнено сквозное отверстие, в которое установлена и жестко закреплена пята 8. Пята 8 установлена в упорный стакан 6 и закреплена в нем болтами 16, проходящими через ее кольцевую выточку 17.
Вертикальный участок колена 1 соединен с седлом 9 основного затвора, а горизонтальный участок расположен вдоль цистерны и имеет фланец 18. В центральной части трубы 2 перпендикулярно к ее оси выполнен патрубок 19, имеющий фланец 20. Продольная ось трубы 2 расположена в горизонтальной плоскости перпендикулярно к продольной оси цистерны. Фланцы 18 и 20 соединены между собой болтами 21. Для обеспечения герметичности между фланцами 18 и 20 расположена кольцевая уплотнительная прокладка 22.
На каждом из двух концов трубы 2 расположено кольцевое заплечико 23 для удобства присоединения сливных рукавов, а также дополнительный затвор для предотвращения утечки перевозимой жидкости в случае отказа основного затвора. Дополнительный затвор имеет валики 24, крышку 25, скобы 26, винт 27 и опору для винта 27. Валики 24 закреплены на конце трубы 2. Крышка 25 снабжена уплотнительным кольцом 28 и жестко соединена со скобами 26. Крышка 25 также соединена с винтом 27 болтами 29, проходящими через кольцевую выточку 30 винта 27, чем исключается поворот крышки 25 при вращении винта 27. Уплотнительное
кольцо 28 закреплено на крышке 25 кольцом 31 и болтами 32. На винте 27 установлена стопорная гайка 33 с рукояткой 34 для предотвращения самопроизвольного открывания крышки 25. Опора винта выполнена в виде откидной скобы 35, имеющей ребра жесткости 36, которые предотвращают деформацию откидной скобы 35 при затягивании стопорной гайки 33. Откидная скоба 35 подвешена на валиках 24 и пропущена через скобы 26. На пяту 8 и на соприкасающиеся поверхности верхних 11 и нижних 12 перьев основного затвора нанесено защитное покрытие из электропроводящего материала.
Обогревательный кожух 3 используется для разогрева зоны клапана 7 при замерзании воды, иногда имеющейся на дне цистерны, и подогрева перевозимого продукта в холодное время года, для чего оборудован патрубками 37 и 38, через которые может соответственно подаваться и отводиться пар.
Для установки полезной модели на железнодорожную цистерну рамной конструкции, включающую котел 39, закрепленный на раме, включающей хребтовую балку, состоящую из двух швеллеров 40, в боковой стенке каждого швеллера 40 выполняют сквозное отверстие, соответствующего размера, в которое устанавливают трубу 2 с кольцевыми заплечиками 23, патрубком 19 и дополнительными затворами. На котле 39 устанавливают основной затвор, обогревательный кожух 3 и колено 1. В сквозные отверстия, выполненные в швеллерах 40, вставляют трубу 2 с кольцевыми заплечиками 23, патрубком 19 и дополнительными
затворами таким образом, чтобы фланец 20 патрубка 19 был ориентирован к фланцу 18 горизонтального участка колена 1, а дополнительные затворы трубы 2 располагались с внешней стороны хребтовой балки по разные ее стороны. Между фланцами 18 и 20 размещают кольцевую уплотнительную прокладку 22. В таком положении фланцы 18 и 20 соединяют друг с другом болтами 21. Для предотвращения колебаний трубы 2 и возникновения в колене 1 изгибающих моментов трубу 2 сверху и снизу обжимают четырьмя колодками 41, имеющими резиновые накладки 42. Колодки 41 закрепляют на швеллерах 40 с внутренней стороны хребтовой балки болтами 43, при чем на каждом швеллере 40 закрепляют по две колодки 41: одну над, а вторую под сквозным отверстием, выполненным в швеллере 40.
Сквозные отверстия, выполненные в швеллерах 40, не снижают конструктивную прочность цистерны, так как хребтовая балка почти не участвует в восприятии поперечных нагрузок из-за большой жесткости котла 39 цистерны (Шадур Л.А. Вагоны. - М.: Транспорт, 1973. - С.355). Кроме того, прочность швеллеров 40 на участках, где в них выполнены сквозные отверстия, увеличена колодками 41.
Конструкция герметичного и разъемного соединения горизонтального участка колена 1 и трубы 2 может быть выполнена и по другому принципу. Например, патрубок 19 может соединяться с коленом 1 и трубой 2 посредством резьбового соединения.
Полезная модель работает следующим образом. Чтобы осуществить слив жидкости из цистерны необходимо открыть один из двух дополнительных затворов сливного устройства в зависимости от условий эксплуатации. Для этого отворачивают стопорную гайку 33 с помощью рукоятки 34 и отворачивают винт 27. Откидная скоба 35 вместе с крышкой 25 и винтом 27 под действием силы тяжести самопроизвольно поворачивается вокруг валиков 24 и отвисает, открывая дополнительный затвор. Затем открывают основной затвор. Для этого посредством откидного воротка 10 вращают штангу 4, которая за счет резьбы вывинчивается из стойки 5 и поднимается вверх, увлекая за собой упорный стакан 6, пяту 8 и клапан 7, который отходит от седла 9 и открывает основной затвор. Жидкость из котла 39 поступает в колено 1, перемещается по его горизонтальному участку вдоль цистерны, затем через патрубок 19 поступает в трубу 2, где разделяется на два потока, движущихся в горизонтальной плоскости по трубе 2 перпендикулярно к продольной оси цистерны по направлению к дополнительным затворам. После этого жидкость выливается из сливного устройства через открытое сливное отверстие трубы 2. Закрывают сливное устройство в обратной последовательности. При возникновении аварийной ситуации и переворачивании котла с рамой колено 1, труба 2, патрубок 19 и оба дополнительных затвора находятся выше нижнего края рамы цистерны. Таким образом, рама цистерны защищает корпус сливного устройства от повреждения.
Совокупность отличительных существенных признаков приводит к повышению удобства при осуществлении слива и безопасности при перевозке жидкостей железнодорожными цистернами рамной конструкции. При возникновении аварийных ситуаций уменьшается вероятность разгерметизации котла и выброса перевозимой жидкости в окружающую среду, что снижает неблагоприятное влияние на окружающую природную среду. Разгерметизация котла цистерны в аварийных условиях приводит к экономическому ущербу как от потери груза, так и от загрязнения и повреждения технических средств в результате пожара разлившейся огнеопасной жидкости.