СПОСОБ ВЫГРУЗКИ ИЗ ЦИСТЕРНЫ ВЫСОКОВЯЗКИХ ИЛИ ХРУПКИХ ВЕЩЕСТВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТАКОГО СПОСОБА Российский патент 2009 года по МПК B65D88/54 

Изобретение относится к области устройства и работы подвижного состава железнодорожного транспорта, в основном - к цистернам для перевозки котельного мазута.

Известен способ выгрузки из железнодорожной цистерны высоковязких или хрупких веществ типа переохлажденного мазута, битума, парафина, стеарина, канифоли и т.п., включающий создание условий для повышения подвижности вещества (например, подогрев вязкого вещества) и процесс его извлечения из цистерны, например самотеком через нижнюю сливную горловину цистерны.

Известный способ реализуется с помощью устройства, содержащего цистерну и приспособление для выгрузки. Таким известным приспособлением обычно служит нижняя сливная горловина, через которую сливается разогретое до жидкого состояния высоковязкое или хрупкое вещество [1].

Недостатком такого способа является очень высокая энергоемкость процесса, так как для обеспечения жидкотекучести всего объема высоковязкого или хрупкого вещества, находящегося в цистерне, требуется затратить очень большое количество тепла. (Например, в некоторых источниках отмечается, что количество энергии, необходимой для расплавления мазута, замороженного при минус 4°C, и разогрева до +50°С, иногда достигает до 1/3 энергии, заключенной в подогреваемом объеме мазута, т.е. необходимо сжечь в паровых котлах 20 м³ мазута, чтобы полученным паром растопить 60 м³ такого же мазута). Кроме того, для разогрева каждой железнодорожной цистерны затрачивается очень много рабочего времени - это тоже очень существенный недостаток. Например, в [2] приводится следующая информация: «Время разогрева и слива мазута марки M100 при температуре окружающего воздуха минус 40°С:

при разогреве паром 1 т/час - 6 часов;

при разогреве электричеством 300 кВт - 8-12 часов;

при разогреве газом или мазутом - в зависимости от мощности подогревателя - 4-10 часов».

То есть, на отогрев каждой цистерны затрачивается 6 тонн острого пара или от 2400 до 3600 кВт/час электроэнергии.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение указанных недостатков.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что всю массу выгружаемого вещества, находящегося в цистерне, сдвигают вдоль оси цистерны, заполняя пустое рабочее пространство (рабочий объем) в грузовом узле, сформировавшийся в этом узле мерный объем (порцию) выгружаемого вещества отделяют (например, отрезают специальным ножом) от основной массы, после чего отрезанную часть (порцию, отделенную от основной массы выгружаемого вещества) извлекают из цистерны, например грейфером. Извлекать можно в любую сторону, например вверх, вбок, вперед/назад и т.п., но лучше - вверх. При этом, на внутренней поверхности стенок цистерны создают смазочный слой, облегчающий перемещение всей массы высоковязкого вещества, например, подогревая цистерну снаружи - растопившийся тонкий слой, прилегающий к внутренней поверхности цистерны, и будет служить смазкой.

Извлекать отрезанную порцию выгружаемого вещества можно не только грейфером, но и, например, толкателями: при этом, сначала отрезанную порцию высоковязкого или хрупкого вещества поднимают на уровень верхнего среза камеры (выше цистерны), а затем сбрасывают в высокий лоток. Но удобнее цистерну положить набок (повернув вокруг продольной оси) и тогда очень просто выталкивать в низкий лоток (ниже цистерны) отрезаемый порцию за порцией затвердевший мазут или иное хрупкое вещество.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что приспособление для выгрузки выполнено в виде расположенного в цистерне грузового (грейферного) узла и содержит грузовую (грейферную) камеру с размещенными в ней приспособлениями для отделения (отрезания, отламывания) выгружаемой части (порции) вещества и для ее выгрузки, причем грузовой узел может быть расположен либо возле торцевой стенки цистерны, либо в середине цистерны, а цистерна приспособлена для периодического перемещения всей массы выгружаемого вещества вдоль ее оси.

В этом состоит сущность изобретения.

Фигура 1 показывает устройство мазутной цистерны, приспособленной для реализации предлагаемого процесса выгрузки замерзшего мазута. На правом (на рисунке) торце цистерны 1 расположен грузовой (грейферный) узел. Грузовой узел состоит из вертикальной грузовой (грейферной) камеры 2, внутри которой (в направляющих) размещена подвижная перегородка, выполненная в виде плоского массивного (тяжелого) ножа 3, а также из грейфера 4, размещаемого в грузовой камере 2.

Грейфер 4 выполнен из изогнутой стальной полосы толщиной δ (фиг.1) и имеет подковообразную форму с нижней закругленной частью, которая сопрягается с такой же нижней частью внутренней поверхности грузовой камеры 2 (фиг.2 и 5).

Изогнутая подковообразная стальная полоса грейфера 4 образует рабочее пространство (рабочий объем), которое постоянно открыто сверху (фиг.2, 3, 4, 5 и 6). Внутри грузовой камеры 2 полость грейфера 4 ограничена стенками этой камеры (фиг.5 и 6). В свою очередь, нижняя часть внутренней поверхности грузовой камеры 2 выполнена так, что является продолжением внутреннего пространства цистерны и выполняется заодно с ней (из одной листовой заготовки) (фиг.1 и 6). Вспомогательные устройства и механизмы на фигурах условно не показаны.

Вне грузовой камеры 2 полость грейфера может быть открыта и спереди (по ходу), и сзади - «открытый грейфер» (фиг.2), а также может иметь только одну несъемную (глухую) переднюю 5 стенку - «полузакрытый грейфер» (фиг.3) и съемную заднюю 6 стенку - «закрытый грейфер» (фиг.4). Задняя стенка 6 такого грейфера может перемещаться по направляющим 7 (фиг.4 и 5).

По форме и размерам грейфер 4, изображенный на фиг.2, идентичен камере 2, т.е. наружный контур грейфера максимально приближен или даже полностью повторяет внутренний контур камеры (фиг.5 и 6). Грузовая камера 2 спереди (справа на фиг.1, 5 и 6) цистерны замкнута глухой плоской передней стенкой 8. Нож 3 внутри камеры 2 перемещается по направляющим 9. Нижняя заостренная часть ножа 3 выполнена закругленной и без зазора сопрягается с нижней частью внутренней поверхности камеры грейферного устройства, т.к. повторяет ее размеры и форму (фиг.1, 7 и 8). Внутри массивного ножа могут быть расположены каналы, присоединенные к источнику тепла, например, к источнику активной текучей среды, повышающей режущие свойства ножа, например, к источнику острого пара, а на режущей кромке размещены сопла (на фигурах не показаны), через которые пропускаются струи горячей среды, например, острый водяной пар, либо горячий мазут (или другое горячее выгружаемое вещество), либо холодное вещество, легко растворяющее мазут, либо какое-то нейтральное по отношению к мазуту горячее вещество и даже обычный воздух, сжатый до высокого давления…

Кроме того, на режущей кромке ножа может размещаться механический вибратор (или вибраторы), который активирует (повышает) режущие свойства холодного (или недостаточно подогретого) ножа.

Сверху вертикальная грузовая камера 2 вместе с размещенным в ней грейфером 4 прикрывается обычной крышкой (на чертежах не показана).

Нож 3 вместе с механизмом (например, вертикальным зубчато-реечным) для его подъема/опускания может устанавливаться в специальном приспособлении, которым оснащается люк цистерны перед началом разгрузки переохлажденного мазута. Поэтому внешние подъемно-транспортные механизмы для такого ножа не обязательны. Но такой нож может опускаться/подниматься с помощью обычного подъемного крана.

Работает рассмотренное устройство следующим образом.

Перед заполнением цистерны из вертикальной грузовой камеры 2 извлекают перегородку-нож 3, поднимают съемную стенку 6 у грейфера 4 (фиг.4 и 10) и его размещают на дне камеры 2, внутреннее пространство которого (грузовая полость грейфера) окажется напрямую соединенным с внутренним пространством цистерны. Поэтому при заполнении цистерны жидким мазутом он свободно заполняет и грузовую полость внутри открытого грейфера.

После транспортирования цистерны в зимних условиях на дальние расстояния мазут затвердевает.

По прибытии на место назначения стенки грузовой камеры 2 подогревают (если внутри на них не нанесено антиадгезионное покрытие - силикон, фторопласт и т.п.). После этого крышку камеры 2 открывают и в нее по направляющим опускают разогретый массивный нож 3, который под действием собственного веса отделяет (отрезает) от основной массы вещества, ту ее часть 10 (или 11), которая находится в камере 2 (фиг.7 и 8). При крайнем нижнем расположении ножа происходит закрытие (герметизация) полости цистерны 1 и отделение ее от открытой полости грейфера 4 (фиг.8). После этого с помощью специальных стропальных (канатных) 12 приспособлений и оборудованных устройствами грузоподъема механических тележек 13, расположенных на верхнем монорельсе 14, грейфером 4 извлекают первую порцию 11 замороженного мазута, по форме несколько отличающуюся от остальных - она полностью повторяет по форме и нижнюю и верхнюю части грузовой камеры 2 (фиг.9), и отправляют его по месту назначения (на склад, в трюм корабля и т.п.). При риске неполного промерзания мазута для разгрузки целесообразно использовать «закрытый грейфер» с установкой задней стенки 6 (фиг.4 и 10). При разгрузке полностью замерзшего мазута устанавливать съемную заднюю стенку 6 не обязательно (фиг.3 и 5).

Одновременно с подогревом камеры 2 и во время выгрузки первой порции мазута 11 производят подогрев металла снаружи цистерны для образования внутри тонкого смазочного слоя (15…30 мм) между металлической стенкой и замороженным мазутом.

После выгрузки первой порции мазута 11 и после прогрева стенки цистерны из камеры 2 извлекают нож 3, размещают в камере следующий грейфер 4 и заполняют его пространство перемещением всего массива мазута, имеющегося в цистерне, в сторону камеры 2. Растопленный тонкий слой мазута, прилегающий к теплой стенке цистерны, служит смазкой и уменьшает усилие, потребное для перемещения всей массы вещества, находящегося внутри цистерны. После заполнения грейфера опять опускают нож 3, отрезая очередную порцию 10 замороженного (твердого) мазута, извлекают загруженный грейфер из грузовой камеры 2 и отправляют его по месту назначения (фиг.8). После этого процесс многократно ритмично повторяется до полного опорожнения цистерны.

Порцию 10 хрупкого холодного вещества легко отколоть от остальной массы не только тяжелым ножом 3 по предварительно сделанным надрезам, поэтому в такой ситуации применять нож/перегородку не обязательно.

Но другие вещества, хотя и обладающие высокой вязкостью, например переохлажденный мазут, все же обладают остаточной текучестью, поэтому в процессе удаления грейфера 4 могут проседать вниз под собственным весом и занимать часть грейферного пространства, мешая установке в него очередного грейфера. Поэтому для таких веществ применение перегородки/ножа 3 предпочтительно.

Отрезать порцию 10 хрупкого вещества можно не только ножом. Например, канифоль легко режется горячей проволокой, которая непрерывно подогревается электрическим током.

Порции 10 хрупкого вещества возможно довольно просто механически отламывать от основной массы по месту предварительно сформированных глубоких канавок (в процессе затвердевания вещества внутри цистерны) или глубоких надрезов 15, сделанных, например, той же подогреваемой проволокой. При этом в месте расположения канавки или надреза создают изгибающие напряжения (фиг.11 и 12), например, возникающие под собственным весом, который может достигать в каждой порции нескольких тонн. Например, если 60-тонную цистерну хрупкого вещества разделить на 10 порций, то каждая из которых, соответственно, будет весить 6 тонн. И эти 6 тонн в месте надреза 15 будут создавать мощные изгибающие напряжения, способные поперек расколоть массив хрупкого вещества.

Кроме того, отрезать порцию 10 высоковязкого или хрупкого вещества можно с помощью сильных, но тонких режущих струй, подаваемых из форсунок 16, расположенных, например, по окружности в месте сопряжения цистерны 1 с грейферной камерой 2, т.е. на границе между полостью грузовой камеры 2 и основной полостью цистерны 1 (фиг.6). Для этого в сопла (в форсунки) 16 подается либо острый пар, либо горячий мазут, либо холодное вещество, легко растворяющее мазут, либо какое-то нейтральное по отношению к мазуту горячее вещество и даже воздух, сжатый до высокого давления…

Перемещать вдоль цистерны весь массив высоковязкого (замороженного мазута) или хрупкого вещества можно сжатым воздухом, подаваемым через штуцер 17 в цистерну 1 со стороны, противоположной (оппозитно) расположению грузового узла (фиг.1 и др.). При этом сам затвердевший мазут будет выполнять роль герметичного поршня, который под действием сжатого воздуха перемещается вдоль цистерны в сторону грейферной грузовой полости. В случае понижения уровня мазута (например, за счет уменьшения объема при замерзании) может произойти разгерметизация воздушного пространства 18 (фиг.1), для компенсации которого необходимо иметь запас жидкого герметизирующего вещества в заливной горловине 19 и т.п. Заливая сверху на затвердевший мазут герметизирующее вещество, можно сохранять работоспособность такого простейшего пневматического устройства.

Кроме того, перемещение всего массива вещества, расположенного в цистерне можно осуществлять и другими известными способами, например, с помощью специального толкателя или жесткого поршня, приводимого в действие с помощью тросов и лебедок, с помощью цепного или зубчато-реечного механизма, резьбовым (ходовым) валом или с помощью пневмо- гидроцилиндров, а также с помощью гибких диафрагменных мембран, подушек-мембран и т.п. (на фигурах не показаны).

Помимо этого, перемещение всего массива вещества в цистерне можно осуществлять без каких либо встроенных внутри цистерны механизмов, например, с помощью наклона всей цистерны посредством вагонного кантователя, смонтированного на ж/д путях (фиг.13 и 14), или с помощью подвагонных пневмо- гидроцилиндров (фиг.15) - наподобие известного опрокидывателя грузовой платформы «думпкар» (периодически наклоняемая вдоль оси цистерна) или даже создание постоянно наклоненной цистерны (наподобие автомобильной) (фиг.16).

Наклоняемая с помощью внешних кантователей цистерна не имеет никакого приспособления для осевого перемещения выгружаемого вещества - при продольном наклоне цистерны таким кантователем вся масса мазута сама скользит по направлению к грузовой камере. При этом для удобства работы грейфера (удобства его установки и извлечения) в наклонной или наклоняемой цистерне наиболее рациональным следует считать наклонное расположение грузовой камеры 2 (фиг.13) - при наклоне цистерны наклонная камера 2 становится в вертикальное положение (фиг.14, 15 и 16).

Периодически наклоняемая или постоянно наклоненная цистерна не имеет специальных приспособлений для перемещения выгружаемого вещества - мазут сам скользит в грузовую (грейферную) камеру.

Смазочный слой на внутренних поверхностях стенок цистерны можно создавать не только за счет подогрева самой стенки цистерны, но и другими способами, например:

- за счет покрытия внутренней поверхности цистерны скользким или противоадгезионным (предотвращающим прилипание) веществом, например, силиконом, фторопластом, специальными красками, уменьшающими адгезию мазута и др.

- за счет организации подачи на внутреннюю поверхность цистерны небольшого количества морозостойкой жидкости, например, раствор мазута в дизтопливе или в каком-нибудь неиспаряющемся морозостойком жидком веществе и т.п.

Для реализации предлагаемого технического решения необходимо изменить конструкцию обычной цистерны, образовав в ней грузовую (грейферную) камеру 2. Это как бы усложняет устройство, но предлагаемое техническое решение позволяет автоматизировать процесс разгрузки замороженного мазута из реконструированной цистерны и резко сократить потребные для этого энергию и время. При этом представляется возможным разгрузить целый эшелон цистерн замороженного мазута (в том числе и большегрузных) в течение не более 1 часа. Но для этого необходимо разгрузочный терминал оборудовать большой эстакадой 14 с необходимым количеством грейферов 4 и, соответственно, - автоматизированных подъемно-транспортных механизмов 13 для каждого грейфера.

Фигуры 17, 18, 19 и 20 показывают схему работы такого терминала.

На фиг.17 показана продольная схема разгрузки эшелона - разгрузочные механизмы, переносящие грейферы, движутся вдоль железнодорожного состава.

На фиг.18 показана поперечная схема разгрузки эшелона - разгрузочные механизмы, переносящие грейферы, движутся поперек железнодорожного состава.

На фиг.19 и 20 показана разгрузка большегрузных цистерн с замороженным мазутом, при этом на фиг.19 у такой цистерны две грузовые камеры 2 расположены с двух противоположных торцов, а на фиг.20 - посредине (в средней части). Для разгрузки цистерны, изображенной на фиг.20, потребуется периодическая установка 3 перегородок-ножей 3 (на фигуре не показаны).

В переходной сезон (весной или осенью), когда мазут промерзает не насквозь и по оси цистерны может находиться в полужидком состоянии, с целью предотвращения возможного вытекания его разгрузку целесообразно производить с помощью «закрытого» грейфера 2, имеющего глухую 5 и съемную 6 стенки (фиг.4 и 10).

Приспособление для выгрузки отрезанной (отделенной) части (порции) 10 вещества, находящегося в грузовой камере 2, может выполняться не только в виде грейфера, но и в виде подковообразного гнезда 20, размещенного на дне грузовой камеры 2 и имеющего механизм 21, (например, пневмо-, гидротолкатель), выталкивающий из грузовой камеры это гнездо 20 с порцией 10 выгружаемого вещества. На фиг.21 показаны последовательные операции по извлечению отрезанной порции 10 вещества из грузовой камеры с помощью такого приспособления и сбрасывание этой порции в высокий лоток 22. При этом подъемный механизм 21 может крепиться либо под днищем цистерны, либо располагаться стационарно между рельсами, а цистерну необходимо точно ориентировать относительно его.

Особенно удобно применять такое приспособление при горизонтальном расположении камеры 2. Для этого нужно цистерну развернуть вокруг продольной оси (фиг.22). Если угол поворота немного превышает 90 (когда боковая стенка камеры 2, оказавшись внизу, становится слегка наклонной), то представляется возможным просто выкатывать отрезанные круглые порции («таблетки») 10 из камеры в низкий лоток 22 даже без использования механизма 21.

При этом цистерна должна иметь приспособления для поворота вокруг ее продольной оси (на фигурах не показаны).

Поскольку каждая порция 10 выгружаемого вещества определяется и формируется только имеющимся рабочим пространством (рабочим объемом), то такое пространство в грузовом узле образуют либо только стенки закрытого грейфера 4 (фиг.4 и 10), либо совместно стенки грейфера и стенки грузовой камеры 2 (фиг.1, 3, 5, 6, 21 и 22). В случае выгрузки хрупкого вещества методом выкатывания «таблетки» (фиг.22) рабочее пространство (рабочий объем) грузового узла образуется только стенками грузовой камеры 2 - без каких либо стенок грейфера 4 или подковообразного гнезда 20.

По предлагаемой технологии для разгрузки всей массы высоковязкого мазута, находящегося внутри цистерны, необходимо затратить энергию только лишь для подогрева металла цистерны (т.е. только лишь для создания смазочного слоя), что на порядок меньше энергии, требуемой по известной технологии для разогрева всего мазута (в том числе и металла цистерны). Тут еще необходимо учесть, что по известной технологии мазут специально перегревают (до 80…85°С), чтобы он не успел затвердеть (замерзнуть) при транспортировке в длинных холодных лотках или трубопроводах. При использовании скользкого покрытия внутренней поверхности цистерны ее подогрев для перемещения всего массива вещества, расположенного внутри, вовсе не потребуется. И энергозатраты сведутся только лишь непосредственно к процессу выгрузки, который состоит из следующих последовательных операций: отрезание ножом 3 первой порции 11, выгрузка и перемещение заполненного грейфера 4, опускание в грузовую камеру 2 нового пустого грейфера, подъем перегородки-ножа 3, заполнение грейфера за счет перемещения в цистерне всей массы вещества, отрезание новой порции 10 за счет опускания перегородки-ножа 3, и т.д. до полного опорожнения цистерны.

При этом время, затрачиваемое на разгрузку по новой холодной технологии, в 5…10 раз меньше времени, потребного для разогрева всего мазута в цистерне и его слива. При этом отсутствует обводнение мазута, неизбежное при традиционных способах разогрева паром.

После холодной выгрузки окончательную зачистку цистерны можно производить известными малозатратными горячими методами. Но и они могут не понадобиться при наличии на стенках цистерны скользкого покрытия, препятствующего прилипанию мазута. На складе (в резервуаре) или в трюме корабля сброшенные из грейфера куски («таблетки») замороженного мазута заливают жидким (в т.ч. подогретым) мазутом, который заполняет пространство между беспорядочно лежащими кусками, в результате формируется крупный монолит, повторяющий формы и размеры корабельного трюма, складского резервуара и др.

Замороженные куски постепенно разжижаются, превращаются в жидкость, которая в дальнейшем может быть перекачена насосами.

По предлагаемой технологии удается реализовать более энергетически выгодное однократное разжижение всего мазута в стационарных условиях для непосредственного использования в горелках, например, используя бросовое низкопотенциальное тепло электростанций, чем пытаться это сделать внутри цистерны, находящейся на открытом морозном воздухе, а потом опять вторично подогревать мазут перед подачей в горелку котла.

Таким образом, согласно предлагаемой технологии холодной выгрузки из цистерны высоковязкого или хрупкого вещества типа переохлажденного мазута, битума, парафина, стеарина, канифоли и т.п., необходимо всю массу извлекаемого вещества периодически сдвигать вдоль цистерны, заполняя пустое рабочее пространство (рабочий объем) в грузовом узле, сформировавшийся в грейфере мерный объем высоковязкого вещества нужно отделять (отрезать), а хрупкое вещество, например застывшую канифоль, можно даже отломить по месту глубокого надреза от основной массы, после чего отрезанную часть (грейфером, кантователем) можно извлечь из цистерны вверх и даже просто выкатить вбок, как таблетку и т.п.

При этом:

- сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества от основной массы отделяют (отрезают) ножом;

- в процессе отрезания активируют режущие свойства ножа, например, подогревают или возбуждают в нем механические колебания;

- сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества отделяют (отрезают) от основной массы подогреваемой проволокой, по которой пропускают электрический ток;

- сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества отделяют (отрезают) от основной массы тонкими режущими струями, подаваемыми под давлением, например, острым паром или горячим выгружаемым веществом (горячим мазутом);

- сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого хрупкого вещества отламывают от основной массы, предварительно формируя поперечные канавки или надрезая в месте разделения и создавая изгибающие напряжения;

- выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны давлением на него сжатого воздуха, подаваемым в цистерну со стороны, противоположной (оппозитно) расположению грузового узла;

- выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны механическим подающим устройством типа толкателя, поршня, мембраны и т.п.;

- выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны за счет ее продольного наклона (например, с помощью вагонного кантователя);

- цистерну поворачивают вокруг ее продольной оси;

- на внутренней поверхности цистерны создают смазочный слой, облегчающий перемещение всей массы высоковязкого вещества;

- смазочный слой создают за счет подогрева цистерны;

- смазочный слой создают за счет покрытия внутренней поверхности цистерны скользким или противоадгезионным веществом, например силиконом, фторопластом, специальной краской и т.п.;

Кроме того, вышерассмотренная технология выгрузки высоковязкого вещества из цистерны реализуется тем, что приспособление для выгрузки выполнено в виде расположенного в цистерне грузового узла, который содержит грузовую камеру с размещенными в ней приспособлениями для отделения (отрезания) выгружаемой части (порции) вещества и для ее выгрузки.

При этом:

- грузовая камера расположена вертикально;

- грузовая камера расположена наклонно;

- грузовой узел расположен возле торца цистерны;

- грузовой узел расположен в средней части цистерны;

- полость грузовой камеры отделена от основного объема цистерны подвижной перегородкой;

- подвижная перегородка выполнена в виде массивного ножа;

- нож содержит элемент, активирующий его режущие свойства, например, вибратор или канал для пропуска нагревающей среды;

- режущая часть (кромка) ножа содержит сопла (форсунки), через которые пропускаются режущие струи среды, например, острый водяной пар или горячее выгружаемое вещество (например, горячий мазут);

- на границе между полостью грузовой камеры и основной полостью цистерны расположены (например, по замкнутой окружности) сопла (форсунки), через которые пропускаются режущие струи, например, острого водяного пара или горячего выгружаемого вещества (например, горячего мазута);

- приспособление для выгрузки отрезанной (отделенной) части (порции) вещества, находящегося в грузовой камере, выполнено в виде грейфера, который изготовлен из листового материала и имеет подковообразную форму с нижней закругленной частью, сопрягаемой с нижней частью внутренней поверхности грузовой камеры, причем закругленная часть грейфера по форме и размерам повторяет нижнюю часть цистерны;

- грейфер содержит переднюю и заднюю стенки, причем передняя стенка грейфера выполнена съемной;

- приспособление для выгрузки отрезанной (отделенной) части (порции) вещества, находящегося в грузовой камере, выполнено в виде подковообразного гнезда, располагающегося на дне камеры и механизма, (например, пневмо-гидротолкателя), выталкивающего это гнездо из грузовой камеры;

- цистерна содержит приспособление для перемещения всей массы выгружаемого вещества вдоль ее оси;

- цистерна содержит патрубок для подвода сжатого воздуха;

- цистерна содержит механическое приспособление для перемещения всей массы вещества вдоль оси цистерны, например, толкатель, поршень или мембрану;

- цистерна выполнена периодически наклоняемой или постоянно наклоненной;

В результате предложение настолько позволяет упростить проблему выгрузки из цистерны замерзшего мазута, что такой процесс можно организовать на необорудованном железнодорожном полустанке с помощью обыкновенного автомобильного подъемного крана, которым устанавливается и извлекается единственный грейфер 4 (и которым всегда должна комплектоваться каждая такая мазутная цистерна), после чего выгруженные «куски» замороженного мазута могут быть вывезены на обычных автомобилях-самосвалах. При этом нож 3 поднимается и опускается тем же автомобильным краном.

В теплый летний период, когда мазут всегда остается жидким, разгрузка таких цистерн производится по известной технологии - через нижнюю сливную горловину 23.

Использованная литература

1. ГОСТ 18194-79 Установки для нижнего слива (налива) нефти и нефтепродуктов из железнодорожных вагонов-цистерн. Технические условия.

2. МУСМ (Модульная Установка Слива Мазута). Установки по разогреву и нижнему сливу застывшего мазута из цистерн. http://www.topka.ru/sliv.html

Процесс извлечения из цистерны высоковязкого или хрупкого вещества заключается в том, что всю массу выгружаемого вещества сдвигают вдоль цистерны, заполняя пустое рабочее пространство в грузовом узле, сформировавшийся объем выгружаемого вещества отделяют от основной массы, после чего отделенную часть извлекают из цистерны. Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости процесса. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Способ выгрузки из цистерны высоковязкого или хрупкого вещества, включающий процесс его извлечения из цистерны, отличающийся тем, что всю массу выгружаемого вещества сдвигают вдоль цистерны, заполняя пустое рабочее пространство (рабочий объем) в грузовом узле, сформировавшийся объем выгружаемого вещества отделяют (отрезают, откалывают) от основной массы, после чего отрезанную (отделенную) часть извлекают из цистерны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества от основной массы отделяют (отрезают) ножом.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе отрезания активируют режущие свойства ножа, например, подогревают или возбуждают в нем механические колебания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества отделяют (отрезают) от основной массы, подогреваемой проволокой, по которой пропускают электрический ток.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого вещества отделяют (отрезают) от основной массы тонкими режущими струями, подаваемыми под давлением, например острым паром или горячим выгружаемым веществом (горячим мазутом).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сформировавшийся в грузовом узле объем выгружаемого хрупкого вещества отламывают от основной массы, предварительно формируя поперечные канавки или надрезая в месте разделения и создавая изгибающие напряжения.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны давлением на него сжатого воздуха, подаваемого в цистерну со стороны, противоположной (оппозитно) расположению грузового узла.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны механическим подающим устройством типа толкателя, поршня, мембраны и т.п.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгружаемое вещество сдвигают вдоль цистерны за счет ее продольного наклона (например, с помощью вагонного кантователя).

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что цистерну поворачивают вокруг ее продольной оси.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности цистерны создают смазочный слой, облегчающий перемещение всей массы высоковязкого вещества.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что смазочный слой создают за счет подогрева цистерны.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что смазочный слой создают за счет покрытия внутренней поверхности цистерны скользким или противоадгезионным веществом, например силиконом, фторопластом, специальной краской и т.п.

14. Устройство для выгрузки высоковязкого или хрупкого вещества, содержащее цистерну с приспособлением для выгрузки, отличающееся тем, что приспособление для выгрузки выполнено в виде расположенного в цистерне грузового узла, который содержит грузовую камеру с размещенными в ней приспособлениями для отделения (отрезания) выгружаемой части (порции) вещества и для ее выгрузки.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что грузовая камера расположена вертикально.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что грузовая камера наклонена к продольной оси цистерны.

17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что грузовой узел расположен возле торца цистерны.

18. Устройство по п.14, отличающееся тем, что грузовой узел расположен в средней части цистерны.

19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что полость грузовой камеры отделена от основного объема цистерны подвижной перегородкой.

20. Устройство по п.14, отличающееся тем, что подвижная перегородка выполнена в виде массивного ножа.

21. Устройство по п.14, отличающееся тем, что нож содержит элемент, активирующий его режущие свойства, например вибратор или канал для пропуска нагревающей среды.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что режущая часть (кромка) ножа содержит сопла (форсунки), через которые пропускаются режущие струи среды, например острый водяной пар или горячее выгружаемое вещество (например, горячий мазут).

23. Устройство по п.14, отличающееся тем, что на границе между полостью грузовой камеры и основной полостью цистерны расположены (например, по замкнутой окружности) сопла (форсунки), через которые пропускаются режущие струи, например, острого водяного пара или горячего выгружаемого вещества (например, горячего мазута).

24. Устройство по п.14, отличающееся тем, что приспособление для выгрузки отрезанной (отделенной) части (порции) вещества, находящегося в грузовой камере, выполнено в виде грейфера, который изготовлен из листового материала и имеет подковообразную форму с нижней закругленной частью, сопрягаемой с нижней частью внутренней поверхности грузовой камеры, причем закругленная часть грейфера по форме и размерам повторяет нижнюю часть цистерны.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что грейфер содержит переднюю и заднюю стенки, причем передняя стенка грейфера выполнена съемной.

26. Устройство по п.14, отличающееся тем, что приспособление для выгрузки отрезанной (отделенной) части (порции) вещества, находящегося в грузовой камере, выполнено в виде подковообразного гнезда, располагающегося на дне камеры, и механизма, (например, пневмогидротолкателя), выталкивающего это гнездо из грузовой камеры.

27. Устройство по п.14, отличающееся тем, что цистерна содержит приспособление для перемещения всей массы выгружаемого вещества вдоль ее оси.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что цистерна содержит патрубок для подвода сжатого воздуха.

29. Устройство по п.27, отличающееся тем, что приспособление для перемещения всей массы вещества вдоль оси цистерны выполнено в виде устройства, содержащего механический привод, например толкатели, поршень или мембрану.

30. Устройство по п.27, отличающееся тем, что цистерна выполнена периодически наклоняемой или постоянно наклоненной.

31. Устройство по п.14, отличающееся тем, что цистерна имеет приспособление для поворота вокруг ее продольной оси.