СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкции сливных устройств железнодорожных вагонов-цистерн для перевозки различных жидких веществ.
В вагоностроении конструкция сливного устройства железнодорожного вагона-цистерны для перевозки жидких веществ с нижним сливом, согласно требованиям Соглашения о Международном Грузовом Сообщении (СМГС), включает три последовательно установленных, независимых между собой запорных устройства.
Из уровня техники известно сливное устройство железнодорожной цистерны (UA 3307, B61D 5/00, опубл. 15.11.2004), включающее три последовательно установленных, независимых между собой затвора, направленное на увеличение скорости слива жидкостных сред из вагона-цистерны, в особенности, вязких жидкостей. Однако данное устройство не обеспечивает прямолинейного течения жидких сред и достаточно большой скорости слива.
Известно запорно-сливное устройство железнодорожной цистерны (RU 202252, B61D 5/00, опубл. 09.02.2021), содержащее нижний сливной патрубок с размещенными на его концах нижним и внутренним запорными устройствами, на нижнем сливном патрубке снаружи котла между нижним и внутренним запорными устройствами закреплено промежуточное запорное устройство, при этом клапан промежуточного запорного устройства выполнен в форме шара со сквозным отверстием по оси сливного патрубка и имеет возможность поворота по оси, перпендикулярной оси сливного патрубка. Данное техническое решение направлено на улучшение эксплуатационных свойств конструкции, обеспечивает прямолинейное течение жидких сред, однако выполнение промежуточного запорного устройства с расположенным внутри полости сливного устройства клапана не позволяет при разгрузке вагона-цистерны полностью открыть проходное сечение сливного устройства в средней его части, что влияет на скорость слива жидкой, особенно вязкой среды.
Известно сливное устройство железнодорожной цистерны (RU 158654, B61D 5/00 F16K 27/07, F16K 3/02, опубл. 20.01.2016), содержащее сливной патрубок, размещенные на его концах верхнее и нижнее запорные устройства, и расположенный между ними промежуточный запорный орган, установленный на сливном патрубке с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом промежуточный запорный орган выполнен в виде плоского элемента. Данное техническое решение обеспечивает прямолинейное течение жидких сред, исполнение промежуточного запорного органа обеспечивает при разгрузке вагона-цистерны беспрепятственный поток перевозимых жидких веществ. Однако для достижения максимальной скорости разгрузки такое сливное устройство имеет недостаточные гидро-аэродинамические характеристики.
Технической проблемой, решаемой созданием заявленной полезной модели, является улучшение гидро-аэродинамических характеристик сливного устройства железнодорожного вагона-цистерны для увеличения скорости слива жидких веществ, в особенности, вязких жидкостей.
Технический результат обеспечивается сливным устройством железнодорожного вагона-цистерны, содержащим верхнее и нижнее запорные устройства, и закрепленное между ними промежуточное запорное устройство с запорным органом, в котором отношение диаметра d1 внутренней поверхности проходного отверстия верхнего запорного устройства и диаметра d2 внутренней поверхности проходного отверстия нижнего запорного устройства к диаметру D внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства находится в диапазоне от 0,9 до 1,1.
В качестве развития полезной модели запорный орган промежуточного запорного устройства может быть выполнен в виде плоского элемента.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что отношение диаметра d1 внутренней поверхности проходного отверстия верхнего запорного устройства и диаметра d2 внутренней поверхности проходного отверстия нижнего запорного устройства к диаметру D внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства находится в диапазоне от 0,9 до 1,1; запорный орган промежуточного запорного устройства может быть выполнен в виде плоского элемента. Такие отличия от прототипа дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 схематично показано сливное устройство железнодорожного вагона-цистерны в разрезе; на фиг. 2 – диаграмма зависимости пропускной способности корпуса сливного устройства к отношению диаметра d1 внутренней поверхности проходного отверстия верхнего запорного устройства и диаметра d2 внутренней поверхности проходного отверстия нижнего запорного устройства к диаметру D внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства.
Сливное устройство железнодорожного вагона-цистерны (фиг. 1) содержит корпус 1 с верхним запорным устройством 2 и нижним запорным устройством 3 и закреплённым между ними промежуточным запорным устройством 4. Промежуточное запорное устройство 4 включает запорный орган 5 в виде, например, плоского элемента и ручную систему управления 6.
Технический результат, который заключается в улучшении гидро-аэродинамических характеристик сливного устройства железнодорожного вагона-цистерны для увеличения скорости слива жидкостных сред из вагона-цистерны, в особенности, вязких жидкостей, достигается следующим образом.
Отношение диаметра d1 внутренней поверхности проходного отверстия верхнего запорного устройства 2 и диаметра d2 внутренней поверхности проходного отверстия нижнего запорного устройства 3 к диаметру D внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства 4 находится в диапазоне от 0,9 до 1,1.
При значении указанного отношения менее 0,9 пропускная способность сливного устройства существенно уменьшается, а при значении более 1,1, вследствие возникновения завихрений в потоке перевозимых жидких сред, вызванных разностью диаметров внутренних поверхностей проходных отверстий, пропускная способность также существенно снижается (фиг. 2).
В качестве развития полезной модели запорный орган промежуточного запорного устройства может быть выполнен в виде плоского элемента для обеспечения в выдвинутом положении полного открытия внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства 4 для обеспечения его максимальной пропускной способности и улучшении гидро-аэродинамических характеристик сливного устройства железнодорожного вагона-цистерны.
Заявляемое сливное устройство железнодорожного вагона-цистерны работает следующим образом.
Сливное устройство железнодорожного вагона-цистерны выполняют с корпусом 1, содержащим верхнее запорное устройство 2 с фланцами (позицией не показано), имеющее проходное отверстие диаметром d1 внутренней поверхности, нижнее запорное устройство 3 с фланцами (позицией не показано), имеющее проходное отверстие диаметром d2 внутренней поверхности, и промежуточное запорное устройство 4. Промежуточное запорное устройство 4 выполняют с проходным отверстием диаметром D внутренней поверхности, запорным органом 5, например, в виде плоского элемента, и ручной системой управления 6. Между фланцами (позицией не показано) верхнего запорного устройства 2 и нижнего запорного устройства 3 прикрепляют промежуточное запорное устройство 4, например, сварочным соединением или резьбовым соединением. Запорный орган 5 устанавливают с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, несовпадающем с направлением оси N-N корпуса 1 сливного устройства, предпочтительно, перпендикулярно с целью обеспечения в выдвинутом положении полного открытия проходного сечения корпуса 1 сливного устройства. При этом значения диаметров d1, d2, D выполняют таким образом, чтобы обеспечить отношение диаметра d1 внутренней поверхности проходного отверстия верхнего запорного устройства 2 и диаметра d2 внутренней поверхности проходного отверстия нижнего проходного устройства 3 к диаметру D внутренней поверхности проходного отверстия промежуточного запорного устройства 4 в диапазоне от 0,9 до 1,1.
Перед разгрузкой железнодорожного вагона-цистерны в корпусе 1 сливного устройства последовательно открывают нижнее запорное устройство 3, промежуточное запорное устройство 4 и верхнее запорное устройство 2. После открытия нижнего запорного устройства 3 присоединяют устройство для приёма груза (не показано), при этом конструкция сливного устройства обеспечивает беспрепятственное подсоединение установки с телескопическим гидромонитором типа УСНГ. Затем с помощью ручной системы управления 6 производят открытие запорного органа 5, например, в виде плоского элемента, до полного его выдвижения.
Заявляемое исполнение сливного устройства железнодорожного вагона-цистерны обеспечивает прямолинейное течение жидких сред, беспрепятственный поток перевозимых жидких веществ и достижение максимальной скорости разгрузки за счёт улучшения его гидро-аэродинамических характеристик.