УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАБЛОН ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗАГРУЗОЧНОГО ЛЮКА ВАГОНОВ-ЦИСТЕРН

Полезная модель относится к измерительным устройствам, а именно к шаблонам, предназначенным для выполнения контрольно-измерительных операций по выявлению дефектов и/или конструктивных особенностей загрузочного люка вагонов-цистерн, предназначенных для отгрузки конденсата газового стабильного (КГС) и может быть использована для отбраковка вагонов-цистерн по конструктивным особенностям (выступающие части внутреннего оборудования) и дефектам загрузочного люка (перекос относительно горизонтальной поверхности, эллипсность) для безопасного выполнения операций по наливу.
Гарантированный налив КГС требует обеспечения: а) беспрепятственного опускания и подъема наливного стояка; б) свободного опускания и поднятия крышки наливного стояка и в) плотного прилегания крышки наливного стояка к загрузочному люку.
Это предъявляет к горловинам загрузочного люка вагона – цистерны определенные требования, а именно:
а) горловина загрузочного люка вагона-цистерны не должна иметь эллипсности и перекоса относительно горизонтальной поверхности, препятствующих плотному прилеганию крышки наливного стояка к загрузочному люку;
б) расстояние от центра загрузочного люка до стойки крепления ригеля крышки загрузочного люка в открытом состоянии должно быть достаточным для беспрепятственного опускания наливного наконечника НСУ в загрузочный люк;
в) расположение выступающих частей внутреннего оборудования вагонов-цистерн не должно препятствовать опусканию и подъему наливного стояка.
Для проверки парка вагонов - цистерн на соответствие вышеуказанным требованиям и отбраковки вагонов-цистерн с дефектами загрузочных люков или конструктивными особенностями загрузочных люков, необходимо проводить измерение и контроль горловин люков вагонов-цистерн, предпочтительно, на эстакаде осмотра и подготовки вагонов, без контактирования с загрузочными устройствами и без выполнения дополнительных маневровых работ.
Известны различные шаблоны для измерения и контроля геометрических параметров.
Известен шаблон для контроля геометрических параметров, содержащий две полки, образующие угольник, внутренний угол которого составляет 90°. Первая полка содержит внешнюю и внутреннюю опорные поверхности, расположенные параллельно друг другу, а также боковые поверхности, перпендикулярные опорным поверхностям. Вторая полка содержит внешнюю и внутреннюю измерительные поверхности, расположенные параллельно друг другу, а также боковые поверхности, перпендикулярные измерительным поверхностям. Толщина первой полки больше толщины второй полки, при этом полки соединены таким образом, что боковые поверхности второй полки расположены между плоскостями, проходящими через боковые поверхности первой полки. Ширина первой полки составляет 28 мм, ширина второй полки - 22 мм. Со стороны внешней измерительной поверхности второй полки выполнен дополнительный элемент в виде выступа, расположенного оппозитно первой полке. Длина выступа составляет не менее 30 мм (патент РФ № 195821на полезную модель «ШАБЛОН УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СВАРОЧНЫЙ», МПК G01B 5/245, опубл. 06. 02.2020). Известный шаблон затруднителен для использования проверки соответствия параметров загрузочного люка вагонов-цистерн установленным требованиям.
Известно устройство для контроля размера, содержащее скобу с отверстием, стопорный винт, индикатор часового типа, вставляемое в отверстие скобы и закрепляемое стопорным винтом (патент РФ № 167930 на полезную модель «УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРА ВЫСОТЫ ЗАПЛЕЧИКОВ В ПАЗАХ ДИАФРАГМ И РОТОРОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН», МПК G01B 3/24, опубл. 12.01.2017). Известное устройство трудоемко в использовании, оно не эффективно для проверки параметров горловины загрузочного люка вагона-цистерн и не позволяет за одну операцию проконтролировать соответствие необходимым требованиям.
Известно устройство для проверки горлышка и венчика емкости, содержащее подвижную часть, приводимую приводной системой в возвратно-поступательное движение относительно рамы в направлении перемещения, параллельном оси симметрии емкостей, причем подвижная часть оснащена наружным калибром контроля наружной части венчика емкостей и внутренним калибром контроля внутренней части венчика и горловины емкостей. Устройство содержит: систему измерения положения подвижной части относительно рамы в направлении перемещения. Результаты измерений положения подвижной части передаются на блок обработки данных, систему детектирования появления контакта между внутренним калибром и емкостью в процессе перемещения подвижной части. Данные появления контакта передаются на блок обработки данных, систему детектирования появления контакта между наружным калибром и емкостью в процессе перемещения подвижной части. Данные появления контакта передаются на блок обработки данных (патент РФ № 2572289 на изобретение «Устройство для проверки горлышка и венчика емкости», МПК G01B 5/08, опубл. 10.01.2016). Известное устройство характеризуется сложностью исполнения и использования, оно не обеспечивает одновременную проверку требуемых параметров загрузочного люка вагонов-цистерн.
По результатам поиска не выявлено известных устройств для измерения и контроля загрузочного люка вагона-цистерны, наиболее близких по совокупности существенных признаков к разработанному техническому решению.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание универсального шаблона для контроля проверки загрузочного люка вагонов-цистерн на соответствие установленным требованиям для гарантированного налива КГС.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в упрощении и сокращении процедуры контроля и проверки загрузочного люка условиям гарантированного безопасного налива КГС.
Указанный технический результат достигается тем, что универсальный шаблон для проверки загрузочного люка вагона-цистерны содержит: два металлических кольцевых диска, жестко соединенных между собой с помощью двух крестообразно установленных металлических пластин; устройство для измерения горизонтального уровня и ручку. Кольцевые диски являются конгруэнтными и содержат дугообразные сквозные прорези, а пластины совпадают между собой по габаритным размерам, содержат симметричные вырезы в нижних углах и торцевые сборочные прорези.
Предпочтительно, чтобы дугообразные сквозные прорези на кольцевых дисках были выполнены с возможностью контроля расположения выступающих частей внутреннего оборудования загрузочного люка вагона-цистерны; пластины были выполнены с длиной, обеспечивающей контроль расстояния от центра загрузочного люка до стойки крепления ригеля крышки загрузочного люка в открытом состоянии, и с глубиной вырезов в нижних углах, обеспечивающей контроль внутреннего диаметра загрузочного люка.
Предпочтительно, чтобы ширина дугообразных сквозных прорезей на кольцевых дисках соответствовала диаметру наливного наконечника НСУ; вырез в нижних наружных углах пластин имел верхнюю горизонтальную сторону и скошенную вниз боковую сторону, при этом максимальная длина пластины в нижней части соответствовала максимальному внутреннему диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из диапазона, установленного для НСУ, а минимальная длина пластины в нижней части соответствовала минимальному диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона.
Предпочтительно, чтобы кольцевые диски и пластины были выполнены из алюминия.
Предпочтительно, чтобы габаритные размеры каждой пластины составляли по длине 610 ± 1 мм, по высоте 170 ± 1 мм, в наружных нижних углах каждой пластины на уровне 50 ± 1 мм от нижнего края были выполнены вырезы с горизонтальная стороной, составляющей 20,5 ± 0,5 мм, и наклонной стороной, скошенной вниз с увеличением скоса на величину 5,0 ± 0,5 мм; дисковые кольца были выполнены с диаметром внешнего круга, составляющим 480 мм, и диаметром внутреннего круга, составляющим 290 ± 1 мм, дугообразные сквозные прорези были выполнены с радиусами внешних и внутренних дуг, составляющими соответственно 170 ± 1 мм и 211 ± 1 мм, и центральным углом сектора, составляющим 85 ± 1°.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с прототипом показал, что во всех случаях исполнения она отличается от известных технических решений:
- наличием двух металлических кольцевых дисков;
- жестким соединением кольцевых дисков между собой с помощью двух крестообразно установленных металлических пластин;
- наличием устройства для измерения горизонтального уровня;
- наличием ручки;
- выполнением кольцевых дисков конгруэнтными;
- наличием дугообразных сквозных прорезей на кольцевых дисках;
- выполнением пластин, совпадающими между собой по габаритным размерам;
- наличием симметричных вырезов в нижних углах пластин;
- наличием торцевых сборочных прорезей в пластинах.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что в предпочтительном случае исполнения она отличается от известных технических решений
- выполнением дугообразных сквозных прорезей на кольцевых дисках с возможностью контроля расположения выступающих частей внутреннего оборудования загрузочного люка вагона-цистерны;
- выполнением пластин с длиной, обеспечивающей контроль расстояния от центра загрузочного люка до стойки крепления ригеля крышки загрузочного люка в открытом состоянии;
- выполнением вырезов в нижних углах пластин с глубиной, обеспечивающей контроль внутреннего диаметра загрузочного люка;
- выполнением ширины дугообразных сквозных прорезей на кольцевых дисках, соответствующей диаметру наливного наконечника НСУ;
- выполнением выреза в нижних наружных углах пластин, имеющим верхнюю горизонтальную сторону и скошенную вниз боковую сторону, с максимальной длиной пластины в нижней части, соответствующей максимальному внутреннему диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из диапазона, установленного для НСУ, а минимальной длины пластины в нижней части, соответствующей минимальному диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона;
- выполнением кольцевых дисков и пластин из алюминия;
- выполнением габаритных размеров каждой пластины, составляющими по длине 610 ± 1 мм, по высоте 170 ± 1 мм, в наружных нижних углах каждой пластины на уровне 50 ± 1 мм от нижнего края были выполнены вырезы с горизонтальная стороной, составляющей 20,5 ± 0,5 мм, и наклонной стороной, скошенной вниз с увеличением скоса на величину 5,0 ± 0,5 мм; дисковые кольца были выполнены с диаметром внешнего круга, составляющим 480 мм, и диаметром внутреннего круга, составляющим 290 ± 1 мм, дугообразные сквозные прорези были выполнены с радиусами внешних и внутренних дуг, составляющими соответственно 170 ± 1 мм и 211 ± 1 мм, и центральным углом сектора, составляющим 85 ± 1°.
Выполнение кольцевых дисков конгруэнтными, а пластин, совпадающими между собой по габаритным размерам, обеспечивают возможность соосно параллельного соединения кольцевых дисков между собой. Наличие торцевых сборочных прорезей на пластинах обеспечивает жесткость конструкции. Наличие устройства для измерения горизонтального уровня обеспечивает контроль перекоса горловины загрузочного люка. Выполнение кольцевых дисков и пластин с определенными габаритными размерами, наличие симметричных вырезов в нижних углах пластин обеспечивают контроль параметров загрузочного люка. Наличие дугообразных сквозных прорезей на кольцевых дисках, расположение их друг над другом и выполнение их с размерами, обеспечивающими визуальный просмотр выступающих частей внутреннего оборудования загрузочного люка вагона-цистерны, позволяет контролировать препятствия для опускания и подъема наливного стояка. Все это обеспечивает возможность единовременного измерения и контроля параметров горловин люков (диаметра, эллипсности, перекоса горловины загрузочного люка, расстояния от центра загрузочного люка до стойки крепления ригеля крышки загрузочного люка в открытом состоянии, расположения выступающей части внутреннего оборудования) вагонов-цистерн, предназначенных для отгрузки конденсата газового стабильного (КГС), на соответствие требованиям гарантированного безопасного налива, что в свою очередь упрощает и сокращает трудозатраты на проверку и отбраковку парка вагонов – цистерн с дефектами или конструктивными особенностями загрузочных люков на эстакаде осмотра и подготовки вагонов, без контактирования с загрузочными устройствами и без выполнения дополнительных маневровых работ. Наличие ручки повышает удобство пользования шаблоном.
Выполнение выреза в нижних наружных углах каждой из пластин с верхней горизонтальной стороной и скошенной вниз боковой стороной; выполнение максимальной длины пластины в нижней части, соответствующей максимальному диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона, а минимальной длины пластины в нижней части, соответствующей минимальному диаметру горловины загрузочного люка вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона, обеспечивает контроль горловины загрузочного люка вагона-цистерны разных заводов-изготовителей, имеющих разные диаметры люков.
Выполнение шаблона с габаритными размеров каждой пластины, составляющими по длине 610 ± 1 мм, по высоте 170 ± 1 мм; выполнение вырезов наружных нижних углов каждой пластины на уровне 50 ± 1 мм от нижнего края с длиной горизонтальной стороны, составляющей 20,5 ± 0,5 мм, и наклонной боковой стороной, скошенной вниз с увеличением скоса на величину 5,0 ± 0,5 мм; выполнение дисковых колец с диаметром внешнего круга, составляющим 480 мм, и диаметром внутреннего круга, составляющим 290 ± 1 мм; выполнение дугообразных сквозных прорезей с радиусами внешних и внутренних дуг, составляющими соответственно 170 ± 1 мм и 211 ± 1 мм, и центральным углом сектора, составляющим 85 ± 1°, обеспечивают контроль загрузочных люков вагонов-цистерн на соответствие требованиям, установленным Заявителем критериев и параметров подбора вагонов - цистерн для обеспечения гарантированного налива КГС.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется рисунками, представленными на фиг. 1-10.
На фиг. 1 представлен схемный чертеж универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, общий вид.
На фиг. 2 представлен схемный чертеж универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, вид сверху.
На фиг. 3 представлен схемный чертеж универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, вид А на фиг. 2.
На фиг. 4 представлен схемный чертеж одной пластины универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, вид В на фиг. 2.
На фиг. 5 представлен схемный чертеж второй пластины универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, вид в плане.
На фиг. 6 представлен схемный чертеж кольцевого диска универсального шаблона для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн, вид в плане.
На фиг. 7 представлен схемный контроля эллипсности чертеж универсальным шаблоном для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн.
На фиг. 8 представлен схемный чертеж загрузочного люка вагона-цистерны с наливным стояком.
На фиг. 9 представлен схемный чертеж перекоса горловин вагонов-цистерн.
На фиг. 10 представлен схемный чертеж контролируемых выступающих частей внутреннего оборудования вагонов.
Универсальный шаблон 1 для проверки загрузочного люка вагонов-цистерн содержит два конгруэнтных металлических, предпочтительно алюминиевых, кольцевых диска 2, 3 со сквозными дугообразными прорезями 4, 5 и две совпадающие по габаритным размерам металлические, предпочтительно алюминиевые, пластины 6, 7 с торцевыми сборочными прорезями 8. Кольцевые диски 2, 3 соосно параллельно соединены между собой с помощью двух крестообразно установленных пластин 6, 7. Дугообразная прорезь 4 на кольцевом диске 2 расположена над дугообразной прорезью 5 на кольцевом диске 3. В нижних углах каждой из пластин 6, 7 выполнены симметричные вырезы с верхней горизонтальной стороной 9 и скошенной вниз боковой стороной 10. Дугообразные сквозные прорези 4, 5 на кольцевых дисках 2, 3 выполнены с возможностью контроля расположения выступающих частей внутреннего оборудования 11 загрузочного люка 12 вагона-цистерны. Пластины 6, 7 выполнены с длиной L1 в верхней части, обеспечивающей контроль расстояния s от центра загрузочного люка до стойки 13 крепления ригеля крышки загрузочного люка 12 в открытом состоянии. Горизонтальная сторона 9, определяющая глубину вырезов в нижних углах пластин 6,7, и соответственно, длину L2 нижней части пластин 6, 7, обеспечивает контроль внутреннего диаметра Dл. внутр. горловины загрузочного люка 12. Наружные диаметры D д. нар. кольцевых дисков 2, 3 не превышают длины L1 верхней части пластин 6, 7. Вырез в нижних углах пластин 6, 7 может быть выполнен со скошенной вниз боковой стороной 10, при этом максимальная длина L2 max нижней части пластин 6, 7 соответствует максимальному внутреннему диаметру Dл. внутр. max горловины загрузочного люка 12 вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона, а минимальная длина L2 min пластин 6, 7 в нижней части соответствует минимальному диаметру Dл. внутр. min горловины загрузочного люка 12 вагона-цистерны из установленного для НСУ диапазона. Пластины 6, 7 содержат технологические прямоугольные вырезы 14, 15 в верхней и нижней частях. На одной из пластин 2, 3 закреплено устройство 16 для измерения горизонтального уровня, обеспечивающее контроль перекоса горловины загрузочного люка 12 относительно горизонтальной поверхности. Кольцевые диски 2, 3 и пластины 6, 7 могут быть соединены между собой с помощью аргоновой сварки. Для удобства пользования универсальный шаблон снабжен ручкой 17.
В соответствии с требованиями, установленными Заявителем, габаритная длина L1 пластин 6, 7 составляет 610 ± 1 мм, габаритная высота Н -170 ± 1 мм; вырезы в наружных нижних углах пластин 6, 7 выполнены на высоте h = 50 ± 1 мм от нижнего края пластин; размер верхней горизонтальной стороны 9 вырезов в наружных нижних углах пластин 6, 7 составляет 20,5 ± 0,5 мм; величина скоса Δ боковой стороны 10 выреза составляет 5,0 ± 0,5 мм; внешний диаметр D д. внешн. кольцевых дисков 2, 3 составляет 480 мм ± 1 мм, внутренний диаметр D д. внутр. кольцевых дисков 2, 3 составляет 290 ± 1 мм; дугообразные прорези 4, 5 на дисковых кольцах 2, 3 выполнены с радиусом внешних дуг R д. внешн = 211 ± 1 мм, радиусами внутренних дуг R д.внутр = 170 ± 1 мм, и центральным углом α сектора = 85 ± 1°.
Полезная модель работает следующим образом.
На горловину загрузочного люка вагона-цистерны устанавливают универсальный шаблон, располагая боковые стороны 10 вырезов в нижних углах пластин 6, 7 внутрь горловины люка 12.
Боковая сторона 10 выреза в нижних наружных углах каждой из пластин 6, 7 обеспечивает контроль диаметра и контроль эллипсности горловины люка 12. Если боковые стороны 10 выреза в нижней части пластины 6 касаются внутренней поверхности горловины люка 12, а боковые стороны 10 выреза в нижней части пластины 7 не касаются внутренней поверхности горловины люка 12 вагона - цистерны, имеет место эллипсность горловины люка 12. Если боковые стороны 10 выреза в нижней части пластин 6, 7 соприкасаются с внутренней поверхностью горловины люка 12, диаметр люка соответвует установленным требованиям. Выполнение стороны 10 выреза в нижней части пластин 6, 7 со скосом на величину Δ позволяет осуществлять контроль диапазона диаметров люков вагон-цистерн различных изготовителей, соответствующих установленных требованиям. Боковая сторона 18 верхней части (c длиной L1) пластин 6, 7 контролирует расстояние s от центра загрузочного люка 12 до стойки 13 крепления ригеля крышки загрузочного люка 12 в открытом состоянии.
Опытным путем установлено, что если разность между расстоянием S и внешним радиусом загрузочного люка 12 будет меньше 25 мм, то крышка наливного стояка 20 будет попадать на стойку 13 крепления ригеля и крышку 19 загрузочного люка 12. По уровню 16 контролируют перекос загрузочного люка 12 относительно горизонтальной поверхности (при перекосе загрузочного люка 12 крышка 19 наливного стояка 20 не прилегает плотно к горловине). Через окно дугообразных прорезей 4, 5 контролируют выступающие части внутреннего оборудования вагонов-цистерн в месте спуска подъема наливного наконечника 21.