УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ ЕМКОСТИ С КРИОГЕННЫМ ГАЗОВЫМ ТОПЛИВОМ НА ЛОКОМОТИВАХ

Полезная модель относится к весоизмерительным устройствам транспортных средств, в частности, к устройствам для взвешивания емкостей с криогенным газовым топливом - сжиженным природным газом (СПГ) на локомотивах (газотурбовозах, газотепловозах).
Известна конструкция газотепловоза, использующего дизельное и газообразное топливо, который снабжен топливным баком для дизельного и газообразного топлива, который прикреплен к главной раме газотепловоза. (RU, патент №2316439 С1, МПК В61С 5/00, В60К 15/073, 2008 г.).
Недостатком конструкции является невозможность взвешивания топливного бака для измерения количества содержащегося в нем топлива при экипировке и работе локомотива.
Известна конструкция двухсекционного газотурбовоза большой мощности, в секции - тендере которого установлена и закреплена на четырех опорах главной рамы секции емкость для хранения сжиженного природного газа (СПГ), выполненная в виде криогенной емкости с тепловой изоляцией стенок (RU, патент №2352484 С2, МПК В61С 5/00, 2009 г.).
Недостатком является отсутствие возможности взвешивания емкости криогенного топлива при экипировке и поездной работе газотурбовоза для измерения количества топлива.
Известно устройство для взвешивания объектов широкого класса (вагонов, автомобилей, контейнеров, цистерн и т.д.), принятое за прототип, которое содержит фундаментное основание, грузоприемную платформу с растяжками, тензодатчики (весоизмерительные модули), узлы встройки тензодатчиков, которые размещены под грузоприемной платформой и выполнены в виде П-образных вилок с осями, между которыми посредством узлов сочленения закреплены тензодатчики.
Электрический сигнал, пропорциональный усилию, воспринимаемому узлом встройки тензодатчиков, передается по кабельным трассам во вторичную аппаратуру с целью определения массы взвешиваемого объекта. (RU, патент №2037789, МПК G01G 19/02, 19/04, 1995 г.).
Недостатком указанного устройства для взвешивания является невозможность его использования для взвешивания емкости с криогенным газовым топливом на локомотивах ввиду конструктивной несовместимости фундаментного основания, грузоприемной платформы с растяжками и узлов встройки тензодатчиков устройства с узлами газотурбовозов и газотепловозов.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение измерений массы топлива, содержащегося в емкости с криогенным газовым топливом локомотива, как при экипировке, так и в процессе поездной работы путем взвешивания емкости с топливом, исключение затрат на оборудование весовыми устройствами заправочных терминалов на участках эксплуатации локомотивов, снижение трудоемкости экипировки локомотива сжиженным природным газом.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для взвешивания емкости с криогенным газовым топливом на локомотиве, содержащем основание устройства, грузоприемную платформу, фитинги для фиксации грузоприемной платформы в горизонтальной плоскости относительно основания устройства, весоизмерительные модули, узлы встройки весоизмерительных модулей, аппаратуру для суммирования, визуализации и регистрации электрических сигналов весоизмерительных модулей в качестве основания устройства использована главная рама локомотива, в качестве грузоприемной платформы использована рама емкости с криогенным газовым топливом, которая оперта на главную раму локомотива не менее чем через четыре весоизмерительных модуля, установленных на главной раме локомотива посредством узлов встройки, которые выполнены в виде полых цилиндрических корпусов с фланцами, опертыми на верхний лист главной рамы локомотива, во внутренней полости цилиндрических корпусов размещены с опорой на дно корпусов весоизмерительные модули, на верхнюю часть весоизмерительных модулей оперты нижние части фитингов, причем наружная цилиндрическая поверхность нижней части фитингов установлена с минимальным зазором во внутреннюю полость цилиндрических корпусов, опорные поверхности весоизмерительных модулей расположены так, что между опорными поверхностями цилиндрических корпусов и их фланцев и торцевыми поверхностями фитингов обеспечен гарантированный зазор.
Аппаратура для суммирования, визуализации и регистрации электрических сигналов весоизмерительных модулей дополнительно снабжена блоком беспроводной связи локомотивов с заправочными терминалами участка эксплуатации локомотивов.
На фиг.1 схематически показано размещение на локомотиве устройства для взвешивания емкости с криогенным газовым топливом с четырьмя весоизмерительными модулями на локомотиве, вид сбоку.
На фиг.2 показан узел А (фиг.1) встройки весоизмерительного модуля, на главной раме локомотива, вид сбоку.
Устройство для взвешивания емкости с криогенным газовым топливом на локомотиве (фиг.1, 2) размещено на секции 1 локомотива с кабиной 2, содержит основание устройства в виде главной рамы 3 секции 1 локомотива, емкость 4 с криогенным газовым топливом и грузоприемное устройство в виде рамы 5 емкости 4, узлы встройки 6 весоизмерительных модулей 7 с полыми цилиндрическими корпусами 8 с фланцами 9, фитинги 10 для фиксации рамы 5 емкости 4 относительно главной рамы 3 секции 1 в горизонтальной плоскости. Рама 5 емкости 4 оперта на главную раму 3 секции 1 локомотива через весоизмерительные модули 7, установленные внутри полых цилиндрических корпусов 8 с фланцами 9, опертыми на верхний лист 11 главной рамы 3 секции 1 локомотива, во внутренней полости цилиндрических корпусов 8 размещены с опорой на дно корпусов весоизмерительные модули 7, на верхнюю часть весоизмерительных модулей 7 оперты нижние части фитингов 10, причем наружная цилиндрическая поверхность нижней части фитингов 10 установлена с минимальным зазором во внутренней цилиндрической полости корпусов 8, опорные торцевые поверхности весоизмерительных модулей 7 расположены так, что между опорными торцевыми поверхностями цилиндрических корпусов 8 и их фланцев 9 и торцевыми поверхностями фитингов 10 обеспечен гарантированный зазор  (фиг.2).
Весоизмерительные модули 7 электрически соединены (на чертеже на показано) с сумматором 11 показаний весоизмерительных модулей 7, показывающими и регистрирующими приборами 12 в кабине машиниста 2. Аппаратура для суммирования, визуализации и регистрации электрических сигналов весоизмерительных модулей 7 дополнительно снабжена блоком 13 беспроводной связи локомотива с заправочными терминалами участка эксплуатации локомотивов.
Устройство для взвешивания емкости с криогенным газовым топливом на локомотивах используется следующим способом.
В главную раму 3 секции 1 локомотива встраивают и закрепляют узлы встройки 6 весоизмерительных модулей, во внутреннюю цилиндрическую полость корпусов 8 помещают весоизмерительные модули 7, и вставляют нижние цилиндрические части фитингов 10, провода электрической измерительной системы весоизмерительных модулей 7 выводят из цилиндрических корпусов 8 (на чертеже не показано) и соединяют с вторичной аппаратурой - сумматором 11 показаний, показывающими и регистрирующими приборами 12 и блоком беспроводной связи 13 в кабине управления 2 локомотива. Опорные поверхности весоизмерительных модулей 7 располагают с применением прокладок (на чертеже не показано) на уровне, обеспечивающем гарантированный зазор h между торцевыми поверхностями фитингов 10 и встречными торцевыми поверхностями цилиндрических корпусов 8 и их фланцев 9 (фиг.2).
Производят тарирование тензометрических весоизмерительных модулей 7 с фиксацией показаний показывающих и регистрирующих приборов 12 при нагружении каждого из модулей весом от 4 до 15 тонн, полученные данные регистрируются.
Устанавливают на главную раму 3 секции 1 локомотива раму 5 с емкостью 4, проверяют опору рамы 5 емкости 4 на каждый из тензометрических весоизмерительных модулей 7 и наличие зазоров между торцевыми поверхностями фитингов 10 и встречными поверхностями фланцев 9 цилиндрических корпусов 8. При необходимости выполняют тарирование весоизмерительных модулей 7 с фиксацией показаний показывающих и регистрирующих приборов 12 при максимальном заполнении емкости 4 топливом, а также при нескольких промежуточных значениях степени заполнения топливом емкости 4; полученная зависимость показаний приборов 12 от веса рамы 5 с емкостью 4 фиксируется, полученные данные регистрируются. Проводят проверку дистанционной передачи показаний приборов 12 блоком беспроводной связи 13.
В процессе поездной работы, при замене выработавшей топливо емкости 4 на раме 5 на заполненную топливом емкость 4, при остановке или движении локомотива производят снятие показаний весоизмерительных модулей 7 - взвешивание рамы 5 с емкостью 4 с топливом. Показывающими и регистрирующими приборами 12 осуществляется визуализация данных о наличии топлива в емкости 4 и их регистрация. Устройством беспроводной связи 13 осуществляется передача данных о расходе топлива на заправочный терминал участка эксплуатации локомотива.
На основании результатов измерения производят оценку количества топлива в емкости 4, расхода топлива при поездной работе, времени очередной экипировки секции 1 локомотива сжиженным природным газом.
Таким образом, применение устройства для взвешивания емкости 4 с криогенным топливом на локомотивах путем взвешивания рамы 5 с емкостью 4 непосредственно на секции 1 локомотива обеспечивает измерение количества криогенного топлива, содержащегося в емкости 4 локомотива как при экипировке, так и в процессе поездной работы локомотива, исключает затраты на оборудование весовыми устройствами заправочных терминалов на участках эксплуатации локомотивов, снижает трудоемкость технологических операций экипировки локомотивов (газотурбовозов, газотепловозов) сжиженным природным газом.