Железнодорожная цистерна Советский патент 1992 года по МПК B61D5/00 B65D90/22 

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 люком- лазом 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 нефте продукте в улетучиваются, что приводит

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-на- ливных операциях, а также выплескивание в процессе эксплуатации в конечном итоге приводит к их невосполнимым потерям, ухудшению экологической среды, загрязнеN

|N

ho оо

о

iGJ

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 заглушками.

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

камере установлена эластичная горловина, а на емкости - воздушный автоматический клапан. Заправочная труба погрузчика снабжена уплотнительным фланцем. Для заполнения емкости наливным грузом за0 правочную трубу погрузчика опускают в камеру до соприкосновения уплотнительного фланца с эластичной горловиной. При этом заправочная труба открывает обратный клапан камеры.

5 После наполнения емкости и прекращения нагнетания жидкости поднимают заправочную трубу. При этом подпружиненная заглушка поворачивается в исходное положение и закрывает отвер0 стия камеры.

Одним из недостатков указанного приспособления является вытеснение воздуха через автоматический клапан. При наполнении емкости химическими продуктами, лег5 кими нефтепродуктами, например этилированным бензином,через клапан будет вытесняться паровоздушная смесь, содержащая легкие фракции, наиболее ценные с одной стороны, и ядовитые с дру0 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.

5 Это является необходимым условием для обеспечения герметизации емкости, особенно для транспортных средств. При выходе из строя подпружиненной заглушки емкость разгерметизируется и при транс0 портировке неизбежны потери продукта от выплескивания, выдувания, Более того, при повышенных температурах наружного воздуха вследствие расширения и упругости паров продукта для ряда нефтепродуктов,

5 химических грузов не исключается выдавливание продукта через камеру, что усугубляет потери перевозимого продукта при транспортировке и обуславливает загрязнение окружающей среды в зоне транспортной

0 магистрали.

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

5 транспортного средства имеет существенное значение. Опыт перевозок наливных грузов на железнодорожном транспорте свидетельствует, что наполнение не должно производиться открытой струей. Во избежание образования пены, статического электричества 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 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 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 люк- лаз с крышкой.

На фиг.1 изображена цистерна, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З - узел II на фиг.2; на фиг.4- вид А на фиг.З; нафиг.5 - вид Б на фиг.З; на фиг.6 - сечение В-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 газовоздушной смеси, которые снабжены заслонками 10 с противовесами 11 и пружинными фиксаторами 12. Засло нки 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. Заслонки 10 снабжены уплотняющими элементами 17.

Форма и расположение плоскостей В, С и D противовеса (фиг.З 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 суммы моментов сил, открывающих ее.

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

Qna+ 2qoSDlD +РПр

Q3b + qcSclc. где Qn, Оз - вес противовеса и заслонки;

qe, qc, qo - удельное давление волн на площади В, С и D соответственно;

SB, Sc, So - площади поверхностей В, С и D противовеса; РПр - усилие пружины;

Inp, IB, Ic, ID - плечи, на которых действуют соответствующие усилия.

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

Qn-a + Fnp Inp Оз b + qcSclc.

Выполнение этого условия при проектировании устройства является необходимым и достаточным для обеспечения герметизации патрубка при нормальной его работе.

При образовании в котле давления при повышенных температурах наружного воздуха это условие примет вид (Qn + qP-Sc1)a + Fnp Inp

(Оз + qp Зз)Ь + qcScIc, где qp - рабочее давление в котле;

- проекция площади поверхности С противовеса на горизонтальную плоскость; Зз - площадь заслонки.

Анализ полученных выражений показывает, что при проектировании устройства следует стремиться к выполнению следующих требований: Qn Оз: а - Ь;

Fnp qcSc: Inp - Ic.

Процесс налива продукта осуществляется следующим образом.

Открывают крышку 6 горловины 5, от- 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. Ана- логичным образом открывается заслонка 10 при вводе в патрубок 9 отводящего газовоздушную смесь элемента 19.

После проведения этих операций мож- но осуществлять налив продукта в котел 1, при этом образовавшиеся в нем пары отводятся по газоотводному трубопроводу в спе- циэльные сборники улавливатели (не показаны).

По окончанию налива трубопроводы 18 и 19 выводятся из патрубков 8 и 9, а заслонки 10 поддействиём 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 патру бок 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), повы шает надежность его уплотнения, в результате чего полностью устраняется возможность выплескивания продукта через неплотности между крышкой 4 и люком- лазом 3.

-

-

Таким образом достигается сокращение потерь от испарения в процессе загрузки, выгрузки и транспортировки груза с одновременным повышением удобства экс- 5 плуатации цистерны.

Формула изобретения Железнодорожная цистерна для легкоиспаряющихся жидкостей, включающая котел с загрузочной и разгрузочной 10 горловинами, от л и ч а ю ща я с я 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-наливнойтрубы.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 люк- 30 лаз с крышкой.

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 люк- лаз с крышкой. 6 ил. ё

/

Щи2.1

SudA

Bad Б

Фи2,6