Железнодорожная цистерна

 

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается железнодорожных цистерн, например, для перевозки нефтепродуктов. Цель изобретения - сокращение потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки с одновременным повышением удобства в эксплуатации. Новым является то, что разгрузочная горловина, размещена в верхней части котла и совмещена с загрузочной, последняя имеет закрепленные в ней вертикально патрубки с крышками и подпружиненными заслонками для размещения в одном из них сливно-наливной трубы, а в другом - трубопровода для отвода газовоздушной среды при наливе и ввода инертной среды при сливе, при этом подпружиненные заслонки размещены в нижней части каждого патрубка и выполнены так, что момент, закрывающий заслонку при воздействии на нее жидкости в процессе транспортировки, превышает момент, открывающий ее, а котел имеет выполненный в его стенке люклаз с крышкой. 6 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ! с ) ,,Ю СО

0 (л)

|>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693978/13 (22) 15.05,89 (46) 30,04,92. Бюл. N 16 (71) Производственное объединение "Азовмаш" и Отраслевой отдел в г. Кременчуге

Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения (72) В.С.Лагута, В.М.Бубнов, А.В,Донченко, А.А.Радзиховский, Ю.Я.Водянников, Е.К.Тусиков, С.И.Попов и И,Л.Перель (53) 621.642.2(088.8) (56) Вагоны. Под ред, Шадура Л.А. Транспорт, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11117755880088,, кKIлI, В 65 D 90/22, 1981.

Отраслевой каталог "Вагоны СССР". М., Минтяжмаш, 1984, с.35, Авторское свидетельство СССР

N - 495240, кл. В 65 О 87/40, 1978. (54) ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА (57) Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается железнодорожных цистерн, например, для перевозки нефтепродуктов.

Известна цистерна для нефтепродуктов, состоящая из ходовой части, на которой установлен котел, оборудованный люкомлазом с крышкой и нижним сливным патрубком, механизм управления, которым расположен в горловине люка-лаза.

Такая конструкция характеризуется следующими недостатками: налив продукта в котел и слив его осуществляется при открытой крышке люка-лаза, при этом в результате испарений легкие фракции нефтепродуктов улетучиваются. что приводит

„„ Ц „„17298á3 А1 (5I)5 В 61 0 5/00, В 65 0 90/22 железнодорожных цистерн, например, для перевозки нефтепродуктов..Цель изобретения — сокращение потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки с одновременным повышением удобства в эксплуатации. Новым является то, что разгрузочная горловина. размещена в верхней части котла и совмещена с загрузочной, последняя имеет закрепленные в ней вертикально патрубки с крышками и подпружиненными заслонками для размещения в одном из них сливно-наливной трубы, а в другом — трубопровода для отвода газовоздушной среды при наливе и ввода инертной среды при сливе, при этом подпружиненные заслонки размещены в нижней части каждого патрубка и выполнены так, что момент, закрывающий заслонку при воздействии на нее жидкости в процессе транспортировки, превышает момент, открывающий ее, а котел имеет выполненный в его стенке люклаз с крышкой, 6 ил. к потере наиболее ценных фракций, загрязнению атмосферы и ухудшению экологической среды, не исключается при этом и попадание внутрь котлов вредных примесей, что загрязняет продукт; открывание крышки люка-лаза при каждой операции по сливу и наливу приводит к быстрому износу уплотняющих и крепежных элементов крышки, в результате неплотно закрытой крышки люка в процессе транспортировки происходит выплескивание продуктов.

Испарения продуктов при сливно-наливных операциях. а также выплескивание в процессе эксплуатации в конечном итоге приводит к их невосполнимым потерям, ухудшению экологической среды. загрязне1729863 нию почвы, а следовательно, ухудшают потребительские качества цистерны данной конструкции.

Известна цистерна, котел которой имеет горловину с крышкой, на которой размещены сливно-наливная труба, патрубок для отбора проб, дыхательный патрубок, в котором установлена труба со свистком, Котел эксплуатируется следующим образом. Перед наливом продукта с трубы в дыхательном патрубке снимают заглушку. К сливно-наливной трубе подсоединяют напорный рукав с задвижкой и производят заполнение котла продуктом, Во время налива газовоздушная смесь вытесняется из котла в атмосферу через отверстия дыхательного клапана.

В процессе хранения и транспортирования продукта сливно-наливная труба и дыхательный патрубок закрываются заглушкамии.

Основными недостатками такой конструкции является испарения продукта в атмосферу при проведении сливно-наливных операций, что приводит к потере легких, наиболее ценных фракций продукта и загрязнению окружающей среды, т.е. к общему ухудшению экологической обстановки.

Наличие внутри котла сливно-наливной трубы и установка ее на крышке люка-лаза значительно увеличивают трудоемкость работ при снятии и постановке крышки, а также увеличивают металлоемкость изделия.

Известна цистерна, котел которой установлен на ходовой части и снабжен горловиной люка-лаза с крышкой, на которой установлены сливно-наливная труба и патрубок для отбора проб.

Сливно-наливные операции проводятся через сливно-наливную трубу. Патрубок для отбора проб при этом остается открытым во избежание повышения давления в котле выше допускаемого за счет образующихся в нем паров во время налива или образования вакуума при сливе.

Недостатком такой конструкции является то, что наличие внутри котла сливно-наливной трубы увеличивает металлоемкость цистерны, значительно усложняет снятие крышки люка-лаза при необходимости доступа внутрь котла при осмотре и ремонте: сообщение внутренней полости котла с атмосферой при подсоединении и отсоединении сливно-наливных коммуникаций обуславливает испарение продуктов в атмосферу и ее загрязнение, возможность попадания вредных примесей в котел и загрязнение продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является приспособление для заполнения емкостей наливным грузом, содержащее заправочный люк, заглубленную внутрь емкости камеру с подпружиненной заглушкой, выполненной в виде обратного клапана. На

5 камере установлена эластичная горловина, а на емкости — воздушный автоматический клапан. Заправочная труба погрузчика снабжена уплотнительным фланцем. Для заполнения емкости наливным грузом за10 правочную трубу погрузчика опускают в камеру до соприкосновения уплотнительного фланца с эластичной горловиной, При этом заправочная труба открывает обратный клапан камеры.

15 После наполнения емкости и прекращения нагнетания жидкости поднимают заправочную трубу, При этом подпружиненная заглушка поворачивается в исходное положение и закрывает отвер20 стия камеры.

Одним из недостатков указанного приспособления является вытеснение воздуха через автоматический клапан. При наполнении емкости химическими продуктами, лег25 кими нефтепродуктами, например этилированным бензином, через клапан будет вытесняться паровоздушная смесь, содержащая легкие фракции, наиболее ценные с одной стороны, и ядовитые с дру30 гой, Тем самым устройство не исключает потерь от испарения и не может быть признано экологически чистым. Недостатком является также отсутствие дополнительных устройств, запирающих отверстие камеры.

35 Это является необходимым условием для обеспечения герметизации емкости, особенно для транспортных средств. При выходе из строя подпружиненной заглушки емкость разгерметизируется и при транс40 портировке неизбежны потери продукта от выплескивания, выдувания, Более того, при повышенных температурах наружного воздуха вследствие расширения и упругости паров продукта для ряда нефтепродуктов, 45 химических грузов не исключается выдавливание продукта через камеру, что усугубляет потери перевозимого продукта при транспортировке и обуславливает загрязнение окружающей среды в зоне транспортной

50 магистрали, К недостаткам приспособления следует отнести наличие камеры, так как это приводит к увеличению металлоемкости, а следовательно, и массы тары, что для

55 транспортного средства имеет существенное значение. Опыт перевозок наливных грузов на железнодорожном транспорте свидетельствует, что наполнение не должно производиться открытой струей. Во избе>кание образования пены, статического элект1729863 ричества и других негативных явлений наливная труба должна опускаться в емкость до ее нижней образующей, Такой способ налива позволяет не применять камеру, тем самым уменьшить массу тары и увеличить грузоподъемность;

Указанные недостатки отрицательно сказываются на потребительских качествах цистерны как транспортного средства.

Цель изобретения — сокращение потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки груза с одновременным повышением удобства в эксплуатации цистерны.

Поставленная цель достигается тем, что в котле цистерны, имеющей загрузочную и рагрузочную горловины, разрузочная горловина размещена в верхней части котла и совмещена с загрузочной, последняя имеет закрепленные в ней вертикально патрубки с крышками и подпружиненными заслонками для размещения в одном из них сливноналивной трубы, а в другом — трубопровода для отвода газовоздушной среды при наливе и ввода инертной среды при сливе, при этом подпружиненные заслонки размещены в нижней части каждого патрубка и выполнены таким образом, что момент, закрывающий заслонку при воздействии на нее жидкости в процессе транспортировки, превышает момент, открывающий ее, а котел имеет выполненный в его стенке люклдз С KpbllllKOA.

На фиг,1 изображена цистерна. общий вид; на фиг.2 — узел I на фиг.1; на фиг.З-узел

Il на фиг.2; на фиг.4 — видА на фиг.3; на фиг.5 — вид Б на фиг,3; на фиг.6 — сечение  — В на фиг.4.

Предлагаемая цистерна содержит котел

1, укрепленный на ходовой части 2, На котле

1 установлен автономный люк-лаз 3 с крышкой 4, который используется только в случае необходимости доступа в котел 1, В загрузочно-разгрузочной горловине

5, закрывающейся при помощи крепежных элементов 6 крышкой 7, установлены патрубок 8 для налива продукта и патрубок 9 для отвода газовоздуш ной смеси, которые снабжены заслонками 10 с противовесами 11 и пружинными фиксаторами 12, Заслонки 10 могут поворачиваться по осям 13. укрепленным на кронштейнах 14, В транспортном положении патрубки 8 и 9 закрываются заглушками 15. На фланцах патрубков 8 и 9 имеются уплотняющие элементы 16. 3аслонки 10 снабжены уплотняющими элементами 17.

Форма и расположение плоскостей В, С и D противовеса (фиг.3 и 6) выбраны таким образом, чтобы конфигурация противовеса, форма и расположение его плоскостей при движении цистерны и перемещении волн в котле создавали сумму закрывающих заслонку моментов сил значительно больше

5 суммы моментов сил, открывающих ее.

Математически это условие запишется (см, фиг.3) в следующем виде:

Qna+ qeSele+ 2qpSDID+ пр»

»ОзЬ+ qcSclc, 10 где Qn, Оз — вес противовеса и заслонки;

qe, qc, qo — удельное давление волн на площади В, С и 0 соответственно;

Se, Sc, So — площади поверхностей В, С и D противовеса;

15 Fnр — усилие пружины;

Inp. Ie, 1с, !р — плечи, на которых действуют соответствующие усилия.

Анализ уравнения показывает, что наиболее неблагоприятным является случай, 20 когда давление волн действует только на поверхность С. В этом случае:

Qn а+ Fnp1пр» Оз Ь+цсЗС!с.

Выполнение этого условия при проектировании устройства является необходимым

25 и достаточным для обеспечения герметизации патрубка при нормальной его работе.

При образовании в котле давления при повышенных температурах наружного воздуха это условие примет вид

30 (Qn + qp Sc )а + Fnp Inp >>

» (Q3+ qp Sa)b+ qcSclc, где qð — рабочее давление в котле;

Sc — проекция площади поверхности С противовеса на горизонтальную плоскость;

35 . Зз — площадь заслонки.

Анализ полученных выражений показывает, что при проектировании устройства следует стремиться к выполнению следующих требований:

40 Qn» Оз: à b;

Fnp > qcSc Inp Ic.

Процесс налива продукта осуществляется следующим образом, Открывают крышку 6 горловины 5, от45 крывают заглушки 15 на патрубках 8 и 9 и в патрубок опускается наливная труба 18 (рукав) наливной коммуникации (показана на фиг.2 пунктирными линиями), которая, надавливая на заслонку 10, открывает ее. Ана50 логичным образом открывается заслонка 10 при вводе в патрубок 9 отводящего газовоздушную смесь элемента 19.

После проведения этих операций мож55 но осуществлять налив продукта в котел 1, при этом образовавшиеся в нем пары отводятся по газоотводному трубопроводу в специальные сборники улавливатели (не показаны), 1729863 б 151

Puz f

По окончанию налива трубопроводы 18 и 19 выводятся из патрубков 8 и 9, а заслонки 10 под действием противовесов 11 закрываются и фиксируются пружинными фиксаторами 12, Такая технология наливая позволяет полностью обеспечить герметизацию котла при наливе.

Применение конструкции цистерны с котлом 1, снабженным патрубками 8 и 9, позволяет осуществлять и верхний слив продукта передавливанием, путем подачи инертного газа или воздуха в патрубок 9 для отвода газовоздушной смеси, при этом разгрузка будет осуществляться через патрубок 8 налива продукта. Порядок подключения сливных коммуникаций такой же, как и в случае налива продукта, т,е. также обеспечивается полная герметизация котла.

Предлагаемая конструкция практически исключает открывание крышки 4 автономного люка-лаза 3 (открывается только в случае необходимости доступа вовнутрь котла, главным образом для ремонта), повышает надежность его уплотнения, в результате чего полностью устраняется возможность выплескивания продукта через неплотности между крышкой 4 и люкомлазом 3.

Таким образом достигается сокращение потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки груза с одновременным повышением удобства экс5 плуатации цистерны, Формула изобретения

Железнодорожная цистерна для легкоиспаряющихся жидкостей, включающая котел с загрузочной и разгрузочной

10 горловинами, отличающаяся тем,что, с целью сокращения потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки с одновременным повышением удобства в эксплуатации, разгрузочная

15 горловина размещена в верхней части котла и совмещена с загрузочной, последняя имеет закрепленные в ней вертикально патрубки с крышками и подпружиненными заслонками для размещения в одном из них

20 сливно-наливной трубы, а в другом — трубопровода для отвода газовоздушной среды при наливе и ввода инертной среды при сливе, при этом каждая подпружиненная заслонка размещена в нижней части каждого

25 патрубка и выполнена так, что момент, закрывающий заслонку при воздействии на нее жидкости в процессе транспортировки, превышает момент, открывающий ее, а котел имеет выполненный в его стенке люк30 лаз с крышкой.

1729863

1729863

50

Составитель А. Данченко

Техред М,Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор Э. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1474 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5