Патент на изобретение №2281871

(54) ЗАПОРНО-СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для выгрузки жидких и вязких продуктов из железнодорожных цистерн. Запорно-сливное устройство содержит сливную горловину 9 с автономно управляемыми основным и дублирующим поворотными дисковыми затворами и концевой заглушкой. В открытом положении основного и дублирующего дисковых затворов их рабочие диски расположены по разные стороны от оси сливной горловины цистерны. Котел цистерны фланцем 6 присоединен к фланцевым корпусам 7, 8 основного и дублирующего поворотных дисковых затворов для формирования из присоединяемых корпусов сливной горловины 9 цистерны. На присоединительных поверхностях фланца 6 выполнены бурты 12 и 13, а в корпусах 7 и 8 – ответные выточки 14 и 15 для сопряжения через уплотнительные прокладки 16 и 17 с буртами фланца. В корпусах 7 и 8 закреплены экранирующие полукольца-козырьки 29 и 30. На заглушке закреплен кольцевой сборник 35 жидкого продукта с устройством направленного слива. Изобретение повышает эксплуатационную надежность и безопасность. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для выгрузки жидких и вязких продуктов из железнодорожных цистерн.

В соответствии с отечественными и международными правилами перевозки опасных грузов железнодорожным транспортом условия хранения и транспортировки цистерн строго регламентированы требованиями к надежности и взрывобезопасности. Эти требования обеспечиваются, в том числе, герметичностью и надежностью запорной арматуры, используемой для слива транспортируемой среды из цистерн.

Известные запорно-сливные устройства для железнодорожных цистерн содержат запорную арматуру с тарельчатыми запорными органами (например, патент RU 2161573, МПК⁷ B 61 D 5/00, дата публикации – 10.01.2001), цилиндрическими запорными органами (например, патент RU 2179680, МПК⁷ F 16 K 27/07, дата публикации – 20.02.2002), поворотными дисковыми запорными органами (например, патент ЕР 0455289, МПК В 63 В 25/08, F 16 K 13/00, дата публикации – 06.11.1991), шаровыми запорными органами (заявка US 2003121554, МПК F 16 K 11/085, дата публикации – 03.07.2003).

Однако наличие в запорно-сливном устройстве одного затвора не обеспечивает достаточной степени герметичности цистерны при хранении и транспортировке в ней горючих и экологически опасных жидких грузов.

Существующими правилами изготовления цистерн для взрывоопасных грузов рекомендуется оборудовать цистерну запорно-сливными устройствами, представляющими собой систему из трех последовательно установленных затворов: основного внутреннего затвора, управляемого сверху; дублирующего затвора, управляемого снизу, и дополнительного затвора, например, в виде концевой заглушки.

Известны запорно-сливные устройства для железнодорожных цистерн, содержащие два, три дублирующих друг друга затвора, обеспечивающих тем самым большую герметичность и надежность устройства.

Известно запорно-спивное устройство для цистерны, защищенное патентом RU 2154217, МПК⁷ F 16 K 27/07, дата публикации – 10.08.2000. Устройство-аналог предназначено для цистерн с агрессивными жидкостями и газами. Оно содержит три последовательно установленных затвора с независимыми друг от друга приводами: внутренний затвор, наружный затвор и дополнительный затвор. Внутренний затвор содержит запорный орган в виде двух тарелей, основной и предварительной. Предварительная тарель соединена с установленным во втулке подпружиненным штоком. Шток приводится в движение рукояткой через шпиндель и кулачок. Наружный затвор выполнен в виде шарового крана. Дополнительный затвор выполнен в виде концевой заглушки. Внутренний и наружный затворы установлены в монолитном корпусе.

Принудительным перемещением подпружиненного штока отрывают предварительную тарель внутреннего затвора от седла и открывают проход сливаемой из цистерны среде. После заполнения средой сливного патрубка поднимается основная тарель затвора. Время, необходимое для заполнения сливного патрубка, достаточно велико и срабатывание сливного устройства-аналога происходит с задержкой. При этом основная тарель затвора находится на пути потока, в результате чего возможно возникновение его пульсации. Полнота слива содержимого цистерны конструкцией устройства-аналога не обеспечивается. Размещение привода основного затвора снизу от цистерны противоречит нормативным требованиям, в том числе по международным стандартам.

Прототипом заявляемого запорно-сливного устройства является запорно-сливное устройство для железнодорожной цистерны, защищенное патентом RU 2182091, МПК⁷ B 61 D 5/00, дата публикации – 10.05.2002.

Устройство-прототип размещено в донной части железнодорожной цистерны и содержит последовательно расположенные в корпусе и независимо управляемые затворы, основной из которых установлен во внутреннем объеме котла цистерны в зоне выходного окна, выполнен в виде шарового крана с тремя патрубками и кинематически связан с управляющей поворотной штангой, продольно ориентированной к наливной горловине цистерны. Управляющая штанга снабжена складным поворотным механизмом в виде управляющего воротка, закрепленного на кронштейне в горловине наливного люка цистерны. Вороток соединен со штангой посредством поворотной втулки. На конце наружной части корпуса запорно-сливного устройства установлена заглушка с откидной скобой и прижимным винтом. Над концевой заглушкой в корпусе запорно-сливного устройства расположен дублирующий затвор в виде поворотной заслонки, взаимодействующей с неметаллическим уплотнительным седлом.

Использование в запорно-сливном устройстве-прототипе шарового крана утяжеляет устройство, усложняет его конструкцию и затрудняет его обслуживание из-за недоступности уплотнительных поверхностей шарового крана для осмотра без разборки устройства. Регулирование уплотнительного усилия в затворе шарового крана устройства. Регулирование уплотнительного усилия в затворе шарового крана также невозможно без слива продукта из цистерны.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу повышения эксплуатационной надежности и безопасности запорно-сливного устройства, преимущественно, для железнодорожных цистерн, снижения его веса и облегчения обслуживания.

Заявленный технический результат достигается в запорно-сливном устройстве, преимущественно, для железнодорожной цистерны, включающем сливную горловину с установленными в ней последовательно, автономно управляемыми основным и дублирующим поворотными затворами и концевой заглушкой. Основной и дублирующий поворотные затворы выполнены дисковыми, в открытом положении основного и дублирующего дисковых затворов их рабочие диски расположены по разные стороны от оси сливной горловины цистерны. Котел цистерны снабжен фланцем для присоединения к нему изнутри и снаружи фланцевых корпусов основного и дублирующего поворотных дисковых затворов и формирования из присоединяемых корпусов сливной горловины цистерны. На внутренней и наружной присоединительных поверхностях фланца выполнены бурты, а в присоединяемых корпусах основного и дублирующего поворотных дисковых затворов выполнены ответные выточки для сопряжения через уплотнительные прокладки с буртами фланца. В корпусах основного и дублирующего поворотных дисковых затворов закреплены экранирующие полукольца-козырьки. На заглушке закреплен кольцевой сборник жидкого продукта с устройством для его направленного слива.

Существо изобретения поясняется чертежом:

фиг.1 – общий вид цистерны с запорно-сливным устройством;

фиг.2 – вид А на запорно-сливное устройство, общая компоновка;

фиг.3 – сечение Б-Б цистерны; основной поворотный дисковый затвор – в закрытом положении;

фиг.4 – сечение В-В цистерны; основной поворотный дисковый затвор – в открытом положении;

фиг.5 – сечение Г-Г запорно-сливного устройства в закрытом положении;

фиг.6 – сечение Д-Д шарикового фиксатора откидной скобы заглушки на корпусе дублирующего поворотного дискового затвора.

Заявляемое запорно-сливное устройство, преимущественно, для железнодорожной цистерны 1 размещено в донной части ее котла 2 и содержит последовательно установленные и независимо управляемые основной 3, дублирующий 4 поворотные дисковые затворы и концевую заглушку 5.

Котел 2 цистерны 1 снабжен фланцем 6 для присоединения к нему изнутри и снаружи фланцевых корпусов 7 и 8, соответственно, основного 3 и дублирующего 4 поворотных дисковых затворов и формирования из них сливной горловины 9 котла 2. На внутренней 10 и наружной 11 присоединительных поверхностях фланца 6 выполнены бурты 12 и 13, а в корпусах 7 и 8 – соответственно, выточки 14 и 15 для сопряжения через уплотнительные прокладки 16 и 17 с буртами 12 и 13 фланца 6.

Основной поворотный дисковый затвор 3 содержит в корпусе 7 седло 18 и установленный на поворотном валу 19 и поворотной оси 20 рабочий диск 21. Уплотнение в затворе 3 обеспечивается упругим кольцом 22.

Дублирующий поворотный дисковый затвор 4 содержит в корпусе 8 седло 23 и размещенный на поворотном валу 24 и поворотной оси 25 рабочий диск 26. Уплотнение в затворе 4 обеспечивается упругим кольцом 27. Поворотный вал 24 соединен с приводной рукояткой 28.

В открытом положении основного 3 и дублирующего 4 поворотных дисковых затворов их рабочие диски 21 и 26 расположены по разные стороны от оси сливной горловины 9 котла 2. В корпусах 7 и 8 основного и дублирующего поворотных дисковых затворов 3 и 4 закреплены экранирующие полукольца-козырьки 29 и 30.

В разъеме сливной горловины 9 цистерны и заглушки 5 установлены основное 31 и дублирующее 32 уплотнения, например в виде кольцевой уплотнительной прокладки и упругого уплотнительного кольца. Уплотнительное усилие в разъеме создается откидной скобой 33 и прижимным винтом 34. На заглушке 5 закреплен кольцевой сборник 35 жидкого продукта с устройством 36 для его направленного слива. На корпусе 8 дублирующего поворотного дискового затвора 4 предусмотрен шариковый фиксатор 37 откидной скобы 33 в открытом положении заглушки 5.

Узел ручного дистанционного управления валом 19 основного поворотного дискового затвора 3 смонтирован в наливной горловине 38 котла 2. Он включает выдвижную поворотную стойку 40 со складным ручным приводом 41, соединенную с валом 19 через поворотную штангу 42, шарнирную муфту 43 и конический зубчатый редуктор 44. Узел ручного дистанционного управления валом 19 оснащен также фиксирующим устройством 39 положения вала. Наливная горловина 38 снабжена крышкой 45.

Заявляемое запорно-сливное устройство работает следующим образом.

При закрытом запорно-сливном устройстве эксплуатационная надежность и безопасность цистерны 1 обеспечиваются как герметичностью поворотных дисковых затворов 3 и 4, так и надежным их соединением с фланцем 6 котла 2. Утечка из котла 2 в окружающую среду возможна только, по меньшей мере, через двойное уплотнение: либо через основной поворотный дисковый затвор 3 с уплотнительным кольцом 22 и уплотнительную прокладку 17, либо через две уплотнительные прокладки 16 и 17. Разъем “сливная горловина 9 – заглушка 5” загерметизирован в закрытом положении комбинацией уплотнительной прокладки 31 и уплотнительного кольца 32. При ослаблении затяжки уплотнительной прокладки 31 герметичность разъема обеспечивает уплотнительное кольцо 32.

Наличие на заглушке 5 кольцевого сборника 35 для направленного слива жидкого продукта при открытии заглушки 5 повышает безопасность и удобство эксплуатации запорно-сливного устройства.

Для открытия заявляемого устройства и слива содержимого цистерны 1 поднимают крышку 45 наливной горловины 38 и вращением ручного привода 41 в горизонтальной плоскости приводят во вращение поворотную штангу 42, которая через шарнирную муфту 43 и конический редуктор 44 передает вращение на вал 19 рабочего диска 21 основного поворотного дискового затвора 3. Затвор открывается и удерживается в открытом положении с помощью фиксирующего устройства.

Отворачивают прижимной винт 34, поворачивают и отводят в сторону до упора откидную скобу 33 вместе с концевой заглушкой 5 и прижимным винтом 34, фиксируя их в открытом положении на корпусе 8 шариковым фиксатором 37. Затем подсоединяют сливной шланг (на чертеже не показан) к нижнему торцу запорно-сливного устройства.

Вращением приводной рукоятки 28 приводят в движение вал 24 рабочего диска 26 дублирующего поворотного дискового затвора 4.

Выполнение основного и дублирующего поворотных затворов 3 и 4 дисковыми позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность, снизить вес запорно-сливного устройства. Расположение рабочих дисков в открытом положении по разные стороны от оси сливной горловины котла упрощает осмотр уплотнительных поверхностей затворов и облегчает обслуживание запорно-сливного устройства.

Наличие в корпусах 7 и 8 основного и дублирующего поворотных дисковых затворов 3 и 4 экранирующих полуколец-козырьков 29 и 30 позволяет защитить рабочие диски 21 и 26 от абразивного воздействия потока сливаемого из котла 2 продукта.

Закрытие запорно-сливного устройства осуществляют в обратной последовательности, предварительно разгрузив фиксатор положения вала 19.

Формула изобретения

1. Запорно-сливное устройство преимущественно для железнодорожной цистерны, включающее сливную горловину с установленными в ней последовательно автономно управляемыми основным и дублирующим поворотными затворами и концевой заглушкой, отличающееся тем, что основной и дублирующий поворотные затворы выполнены дисковыми, а в открытом положении основного и дублирующего дисковых затворов их рабочие диски расположены по разные стороны от оси сливной горловины цистерны.

2. Запорно-сливное устройство по п.1, отличающееся тем, что котел цистерны снабжен фланцем для присоединения к нему изнутри и снаружи фланцевых корпусов основного и дублирующего поворотных дисковых затворов и формирования из присоединяемых корпусов сливной горловины цистерны.

3. Запорно-сливное устройство по п.2, отличающееся тем, что на внутренней и наружной присоединительных поверхностях фланца выполнены бурты, а в присоединяемых корпусах основного и дублирующего поворотных дисковых затворов выполнены ответные выточки для сопряжения через уплотнительные прокладки с буртами фланца.

4. Запорно-сливное устройство по п.2, отличающееся тем, что в корпусах основного и дублирующего поворотных дисковых затворов закреплены экранирующие полукольца-козырьки.

5. Запорно-сливное устройство по п.1, отличающееся тем, что на заглушке закреплен кольцевой сборник жидкого продукта с устройством для его направленного слива.

РИСУНКИ