ТРАНСПОРТАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЕМКОСТЕЙ ДЛЯ ТЕКУЧИХ ПРОДУКТОВ
SYSTEM FOR TRANSPORTATION OF VESSELS FOR FLUID PRODUCTS

Предшествующий уровень техники
В ряде отраслей экономики, в частности области химической промышленности, широко востребована перевозка наливных грузов в емкостях, в качестве которых, в основном, используются цистерны, перевозимые с использованием как железнодорожного, так и автомобильного транспорта (см., например, Автомобильные цистерны для транспортирования нефтепродуктов. Рыбаков К.В., и др. - М.: Транспорт, 1979. - с.58, рис.50 [1], Вагоны: учебник для вузов ж.-д. трансп./ Л.А.Шадур и др. - М: Транспорт, 1980. [2]). Автоцистерны или полуприцепы-цистерны и железнодорожные цистерны, оборудованные арматурой нижнего слива, обеспечивающей надежную герметичность затворов, заполняются через загрузочные горловины или патрубки в верхней части резервуара. Резервуары крепятся на рамах полуприцепа (шасси) или на железнодорожной платформе (вагон-цистерна). При перевозке опасных грузов резервуары цистерн оснащаются газовытяжными трубами, предохранительными клапанами, специальными воздушными (дыхательными) клапанами и другим необходимым оборудованием. Поскольку вышеуказанные цистерны являются непрегружаемыми, при доставке продукта, требующего смены транспортного средства, необходимы операции по перегрузке продукта из цистерны в цистерну при смене вида транспорта, что повышает затраты на перевозку и повышает вероятность возникновения проливов и опасных ситуаций при перегрузке продукта.
Задача перевозки наливного груза без его перекачки при смене транспортного средства (мультимодальная перевозка) решается с использованием перегружаемых емкостей, выполненных в виде контейнеров-цистерн. Контейнер-цистерна представляет собой контейнер, состоящий из несущей рамы и цистерны (резервуара), оборудованной сливной арматурой и средствами для осуществления разгрузки (см, например, конструкцию контейнера-цистерны на основе стандарта ISO, представленную на http://conteiner.ru/ [3]). Типовая конструкция контейнера-цистерны представлена на фиг 1. Обычно контейнер-цистерна образована несущей рамой 101 и цистерной (резервуаром) 102 (показана условно вместе с кожухом), установленной в несущей раме посредством установочно-крепежных элементов 1015. Цистерна содержит в верхней средней части отсек смотрового люка 107 со смотровым люком-лазом 1019, предохранительным клапаном 1020 и местом для установки дополнительного оборудования 1021, отсек верхнего налива-слива 108 с арматурой верхнего налива-слива 1016, воздушным вентилем 1017 и местом для установки дополнительного оборудования 1018. Отсек верхнего налива-слива смещен к заднему днищу 104 цистерны (к задней торцовой стороне 106 несущей рамы 101), где в нижней части заднего днища цистерны установлен отсек нижнего налива-слива 109 с арматурой нижнего налива-слива, термометр 1013 для определения температуры продукта, входная/выходная арматура системы разогрева продукта 1014 в цистерне, табличка 1012 с характеристиками контейнера-цистерны и разрешениями на эксплуатацию. Также на задней торцовой стороне 106 несущей рамы на стороне отсека нижнего налива-слива установлена лестница 1010 доступа к верхней части контейнера, на которой размещены площадки (настилы) 1011 по длине цистерны и между отсеками смотрового люка и верхнего налива-слива для обслуживания цистерны.
Широко используемые 20-футовые контейнеры-цистерны стандарта ISO перевозятся парами на раме фитинговой железнодорожной платформы (фиг.2) или раме полуприцепа. Это ускоряет и удешевляет процесс доставки по сравнению с одноконтейнерной перевозкой и обеспечивает более удобную манипуляцию с контейнерами. Контейнера-цистерны, перевозящиеся на фитинговой железнодорожной платформе 1024, располагаются в ряд передними торцевыми сторонами 105 несущей рамы (передними днищами 103 цистерны) навстречу друг другу, чтобы обеспечить свободный доступ к отсекам нижнего налива-слива 109 и к лестницам 1010. Однако при таком расположении двух контейнеров-цистерн на рамах, как полуприцепа, так и железнодорожной платформы, отсеки верхнего слива-налива 108 цистерн 102 с рабочими зонами 1027 контейнеров-цистерн максимально разнесены между собой и удалены от основной рабочей зоны обслуживания 1028 сливоналивного устройства 1025. Это приводит к увеличению времени налива-слива цистерн из-за дополнительных перемещений контейнеров-цистерн под сливно-наливными устройствами 1025 для подвода арматуры верхнего отсека 108 или отсека смотрового люка 107 в рабочую зону 1026 сливно-наливного устройства 1025. Кроме того, при таком размещении контейнеров-цистерн на железнодорожной платформе увеличивается время обслуживания контейнера-цистерны из-за дополнительных временных затрат на: время подачи локомотива, время сборки сцепки платформ, время перемещения платформ, время расстановки и расцепки платформ, время закрепления платформ, время заземления контейнеров, время перемещения сливно-наливных устройств, время подключения контейнеров под слив-налив и т.п., что приводит к определенным экономическим потерям. Также снижается степень безопасности работ при сливе-наливе контейнеров из-за близкого расположения рабочей зоны слива-налива к зоне сцепа 2-х железнодорожных платформ.
Задача преодоления отмеченных выше недостатков частично решена в заявке на изобретение Японии JP 2006341930 А, опубл. 21.12.2006 [4]. В данном техническом решении цистерна образована двумя отдельными емкостями: первой и второй. Каждая емкость в верхней части со стороны переднего днища содержит смотровой люк с крышкой, на которой размещен канал разгрузки (слива) с сифонными трубками и канал (порт) загрузки (налива). Первая емкость и вторая емкость цистерны расположены на раме шасси последовательно (в ряд) и обращены друг к другу передними днищами. Емкости оборудованы продувочными вентилями, предохранительными клапанами. Цистерна также оборудована ступенями доступа к верхней части емкости, расположенными по бокам заднего днища второй емкости и площадками обслуживания вдоль емкостей. Такое расположение емкостей на раме шасси относительно друг друга обеспечивает возможность выполнения работ по наливу или сливу сразу двух емкостей без перестановки этих емкостей относительно рабочих органов сливно-наливного устройства на постах слива-налива. Таким образом обеспечивается снижение затрат времени и повышение безопасности рабочей зоны верхнего слива-налива. Однако данная система из двух емкостей является неперегружаемой, что снижает экономическую эффективность при перевозке со сменой транспортного средства. Данное техническое решение принято за прототип.
Использование взаимного расположения емкостей на платформе транспортного средства согласно [4] применительно к известным контейнерам-цистернам, изготавливаемым на основе стандарта ISO, - задними торцовыми сторонами несущей рамы, у которых размещены отсеки верхнего налива-слива (задними днищами цистерн), рядом и навстречу друг другу, не позволяет обеспечить удобную и простую эксплуатацию и обслуживание системы из двух контейнеров-цистерн, размещенных на платформе транспортного средства, поскольку закрывается свободный доступ к нижнему отсеку налива-слива и лестницам доступа к верхней части цистерн каждого контейнера-цистерны, а также другой эксплуатационной арматуре.
Сущность изобретения
Предлагаемое техническое решение по системе двух контейнеров-цистерн обеспечивает создание транспортабельной системы из двух контейнеров-цистерн на раме транспортного средства, обеспечивающей удобство и простоту обслуживания контейнеров-цистерн и повышение безопасности работ при выполнении операций налива-слива с использованием арматуры нижнего и верхнего налива-слива, а также обеспечение беспрепятственного доступа к отсекам верхнего налива-слива и смотровому люку цистерн, установленных на платформе транспортного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что в транспортабельной системе емкостей для текучих продуктов, включающей в себя:
две емкости в виде цистерн, каждая из которых содержит отсек смотрового люка и отсек верхнего налива-слива с арматурой верхнего налива-слива в верхней части цистерны со стороны переднего днища контейнера-цистерны, при этом контейнера-цистерны расположены последовательно в ряд на раме транспортного средства и обращены друг к другу передними днищами, средство доступа к верхней части цистерны, расположенного со стороны заднего днища цистерны, и площадки (настилы) доступа к рабочим зонам цистерны, расположенные в верхней части цистерны вдоль всей ее длины, каждая емкость выполнена в виде контейнера-цистерны, образованного несущей рамой и цистерной с раздельными отсеком верхнего слива-налива с арматурой верхнего налива-слива и отсеком смотрового люка в верхней части цистерны, при этом упомянутые отсеки снабжены технологическими отверстиями для установки дополнительного технологического оборудования, заглушенные в нерабочем состоянии, причем:
средство доступа к верхней части каждой цистерны выполнено в виде лестницы, установленной на задней торцевой стороне несущей рамы, и дополнительно включает в себя лестницу, установленную на передней торцовой стороне несущей рамы.
При необходимости каждая цистерна может быть снабжена отсеком нижнего налива-слива с арматурой нижнего налива-слива, размещенного в нижней части заднего днища цистерны, с арматурой нижнего налива-слива, для чего в цистерне предусмотрено технологическое место.
Для обеспечения перевозки продуктов, требующих определенного температурного режима при наливе-сливе груза, каждая цистерна может быть дополнительно снабжена арматурой системы разогрева, которая размещается на задней торцовой стороне несущей рамы, и средством контроля температуры, устанавливаемым на цистерне.
Для обеспечения безопасного обслуживания отсеков цистерны контейнеров-цистерн с оборудованием, расположенным в верхней части цистерны, и работы на высоте верхняя часть несущей рамы контейнера-цистерны оборудована: площадками доступа к рабочим зонам контейнеров-цистерн, полностью перекрывающими все пространство между отсеком верхнего налива-слива и отсеком смотрового люка, а также между несущей рамой и упомянутыми отсеками. Вдоль всей длины несущей рамы каждой цистерны установлены складные поручни, препятствующими падения человека с контейнера-цистерны и убирающимися в габарит несущей рамы контейнера-цистерны. Причем подъем поручней независимый, что обеспечивает свободный подвод сливно-наливного устройства с рукавами для подключения к контейнеру-цистерне с необходимой стороны.
Краткое описание чертежей
Транспортабельная система из двух контейнеров-цистерн поясняется чертежами.
Фиг.1 - контейнера-цистерны по предшествующему уровню техники, виды сбоку (а), со стороны заднего (б) и переднего (в) днищ, сверху (г).
Фиг.2 - система двух контейнеров-цистерн на раме железнодорожной платформы по предшествующему уровню техники: вид сбоку (а), вид слева (б) и вид сверху (б).
Фиг.3 - виды контейнера-цистерны сбоку (а), со стороны заднего (б) и переднего (в) днищ, сверху (г).
Фиг.4 - система двух контейнеров-цистерн на раме железнодорожной платформы: вид сбоку (а), вид слева (б) и вид сверху (в).
Описание изобретения
Контейнер-цистерна транспортабельной системы из двух емкостей по изобретению показана на фиг.3.
Контейнер-цистерна образована из несущей рамы 1 и цистерны (резервуара) 2, установленной в несущей раме посредством элементов установки и крепления 15.
На верхней части цистерны вблизи переднего днища 5 размещен отсек верхнего налива-слива 8 с арматурой верхнего налива-слива 16 и воздушным клапаном 17. Обычно арматура верхнего налива-слива включает в себя затвор (наливной/сливной прибор), например, 3-х дюймовый клапан «Flanged Butterfly» компании Fort Vale, соединенный с сифонной трубой (не показан) и цистерной, и фланец-заглушку, закрепленный на корпусе затвора болтами. В качестве воздушного клапана обычно например, применяется 1½ дюймовый шаровой кран компании Fort Vale. Вход воздушного клапана заглушен крышкой, например с резьбой 1½ дюйма BSP.
В средней зоне верхней части цистерны размещен отсек 7 смотрового люка со смотровым люком-лазом 19 с крышкой и предохранительным устройством 20. Крышка люка-лаза крепится на петлях и запирается при помощи шарнирных болтов. Предохранительное устройство 20 обычно это предохранительный клапан, например, компании Fort Vale, имеющий резьбовое или фланцевое крепление и выполненный из нержавеющей стали. Если под предохранительный клапан установлена разрывная мембрана, то дополнительно между предохранительным клапаном и мембраной устанавливается манометр для проверки целостности разрывной мембраны.
Отсеки верхнего налива-слива и смотрового люка снабжены дополнительными технологическими отверстиями 18 и 21 для установки дополнительного оборудования, например, такого как уровнемер или отборник проб продукта, газоанализатор, дополнительный предохранительный клапан, дыхательный клапан, вакуумный клапан, специализированную разрывную мембрану и другие дополнительные устройства, обеспечивающие безопасную транспортировку продукта, а также его налив и слив.
В нижней части заднего днища 4 цистерны 2 размещен отсек 9 нижнего налива-слива с арматурой нижнего налива-слива, обычно включающей в себя, например, переходной фланец, фиксированный нижний 3-дюймовый клапан типа Butterfly, управляемый дистанционно и пылезащитный колпачок, 3-дюймовый (тип BSP). Отсек 9 с арматурой нижнего слива-налива может отсутствовать либо арматура слива-налива может быть снята, а технологическое посадочное место (отверстие в резервуаре) под арматуру заглушено либо заварено.
На задней торцовой стороне несущей рамы 6 у заднего днища 4 цистерны с отсеком нижнего налива-слива установлена лестница 10 для подъема на контейнер. Вторая лестница 22 для подъема на контейнер располагается на передней торцовой стороне несущей рамы 5 контейнера-цистерны. Также со стороны заднего днища размещен термометр 13 для контроля температуры перевозимого продукта и установлена входная/выходная арматура системы 14 разогрева (парообогрева) продукта, а также предусмотрено место установки для таблички КБК 12. Табличка КБК (Конвенция по безопасным контейнерам), которая выдается квалификационным и надзорным органом своей страны (если таковой имеется) или другой страны. С табличкой КБК контейнер считается аттестованным на предмет безопасности для стран, подписавших КБК. На табличке КБК указываются основные характеристики контейнера-цистерны, имеющиеся допущения к перевозке опасных и не опасных химических грузов, сроки постройки и освидетельствования контейнера, давления испытания и рабочие давления при перевозке грузов и другая информация о контейнере-цистерне.
Для обеспечения безопасного обслуживания отсеков контейнера с оборудованием, расположенным в верхней части цистерны, и работы на высоте верхняя часть несущей рамы контейнера оборудована площадками 11 полной формы, полностью перекрывающими все пространство между верхними элементами несущей рамы, отсеками верхнего налива-слива и смотрового люка, а также складными поручнями 23 по длинной стороне цистерны, препятствующими падения человека с контейнера-цистерны и убирающимися в габарит несущей рамы контейнера-цистерны. Подъем поручней независимый, что обеспечивает свободный подвод сливно-наливного устройства с рукавами для подключения к цистерне контейнера-цистерны с необходимой стороны.
На фиг.4 показана система из двух перегружаемых контейнеров-цистерн, установленных на железнодорожной платформе 24. Контейнеры-цистерны при железнодорожной транспортировке в основном перевозятся на фитинговых платформах. В соответствии с настоящим изобретением контейнеры-цистерны установлены на платформе последовательно в ряд так, что они обращены друг к другу передними днищами 3 цистерн (или передними торцовыми сторонами 5 несущих рам). Задние днища 4 и задние торцовые стороны 6 несущих рам обращены к сцепкам платформы 24 и открыты как для проведения операций налива или слива с использованием арматуры налива-слива нижнего отсека налива-слива 9, так и для подъема на верхнюю часть контейнера-цистерны по лестнице 10 для обслуживания и проведения операций налива-слива с использованием арматуры налива-слива верхнего отсека 8 налива-слива, а также для обслуживания цистерны с использованием смотрового люка-лаза отсека смотрового люка 7. Верхняя часть несущей рамы 1 контейнера-цистерны оборудована площадками 11, полностью перекрывающими все пространство между отсеками верхнего налива-слива и смотрового люка, а также между несущей рамой и отсеками 7 и 8, что обеспечивает полный и удобный доступ во всей области рабочей зоны 27 контейнеров-цистерн. Таким образом, при данном размещении перегружаемых контейнеров-цистерн на раме транспортного средства, в частности на железнодорожной платформе, обеспечивается образование единой рабочей зоны 27 двух контейнеров-цистерн и основной рабочей зоны обслуживания 28 двух отсеков верхнего налива-слива. Наличие на верхней части несущих рам контейнеров-цистерн складных поручней 23 по длине каждой цистерны, препятствующих падения человека с контейнера-цистерны, обеспечивает безопасной доступ к отсекам цистерн при их обслуживании. При проведении операций налива или слива ближайшие поручни со стороны эстакады налива-слива убираются в габарит несущих рам контейнеров-цистерн и они не препятствуют перемещению рукава сливно-наливного устройства 25 в его рабочей зоне 26.
Для налива или слива продукта цистерны платформа с контейнерами-цистернами подается к сливно-наливному устройству так, чтобы участок в зоне обращенных друг к другу передних днищ 3 цистерн располагался напротив сливно-наливного устройства. Поскольку цистерны обращены навстречу друг другу передними днищами, у которых размещены отсеки налива-слива, основная рабочая зона 28 этих отсеков перекрывается рабочей зоной 26 сливно-наливного устройства 25. Слив или налив осуществляется при минимальных углах поворота и выноса патрубков сливно-наливного устройства 25 и при минимальных длинах рукавов для подключения сливно-наливного устройства к ответным устройствам контейнера без необходимости дополнительных перемещений платформы с контейнерами-цистернами.
При необходимости обеспечения разогрева перевозимого текучего продукта контейнер-цистерна подключается посредством арматуры 12 к системе обогрева цистерны, которая, будучи размещена на задней торцовой стороне несущей рамы, легкодоступна в настоящей транспортабельной системе емкостей для текучих продуктов.