RU194687U1

RU194687U1 - Rail tank shut-off and drain device

Info

Publication number: RU194687U1
Application number: RU2019110562U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Маненков; Владислав Вячеславович Клёмин; Игорь Николаевич Минеев
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2019-12-19

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к железнодорожному транспорту, и предназначена для использования в вагонах-цистернах, транспортирующих текучие грузы, в том числе высоковязкие и застывающие грузы, и оборудованных запорно-сливными устройствами с тройной степенью защиты. Запорно-сливное устройство железнодорожной цистерны содержит нижний сливной патрубок, нижнее и внутреннее запорные устройства. Внутреннее запорное устройство выполнено в виде двух, последовательно расположенных друг над другом по оси сливного патрубка клапанов, имеющих различный диаметр. На нижнем клапане внутреннего запорного устройства установлена колонка, которая сопряжена с верхним клапаном. Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить эксплуатационные свойства конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of engineering, namely to railway transport, and is intended for use in tank cars carrying fluid cargo, including high-viscosity and solidifying cargo, and equipped with shut-off and drain devices with a triple degree of protection. The locking and drain device of the railway tank contains a lower drain pipe, a lower and an internal locking device. The internal locking device is made in the form of two valves sequentially arranged one above the other along the axis of the drain pipe having different diameters. A column is mounted on the bottom flap of the internal shut-off device, which is interfaced with the top flap. The proposed technical solution allows to improve the operational properties of the structure. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к железнодорожному транспорту и предназначена для использования в вагонах-цистернах, транспортирующих текучие грузы, в том числе высоковязкие и застывающие грузы и оборудованных запорно-сливными устройствами с тройной степенью защиты. Конструктивно тройная степень защиты предусматривает три последовательно установленные на сливном патрубке и независимо управляемые отдельными приводами запорные устройства - верхнее, промежуточное и нижнее. Наличие промежуточного запорного устройства не всегда позволяет при разгрузке вагона-цистерны полностью открыть проходное сечение сливного патрубка в средней его части.The utility model relates to the field of engineering, namely to railway transport and is intended for use in tank wagons transporting fluid cargo, including highly viscous and solidifying cargo and equipped with shut-off and drain devices with a triple degree of protection. Structurally, the triple degree of protection provides for three locking devices that are sequentially installed on the drain pipe and independently controlled by individual drives - upper, intermediate and lower. The presence of an intermediate locking device does not always allow for the unloading of the tank car to completely open the passage section of the drain pipe in its middle part.

Известны сливные устройства с промежуточным запорным органом, расположенным в средней части сливного патрубка между верхним затворами и нижним затвором (UA 8099, МПК B61D 5/00, опубл. 17.01.2005; RU 2289052, МПК F16K 27/07, F16K 39/02, F16K 31/51, опубл. 10.12.2006; RU 2154217, МПК F16K 27/07, опубл. 10.08.2000). Промежуточные запорные органы данных сливных устройств представляют собой поворотные дисковые затворы или заслонки, которые открывают просвет сливного патрубка, поворачиваясь вокруг своей оси с помощью приводов (органов управления), представляющих собой червячную передачу, либо карданный вал, либо шпиндель с маховиком.Known drain devices with an intermediate locking element located in the middle of the drain pipe between the upper valves and the lower valve (UA 8099, IPC B61D 5/00, publ. 17.01.2005; RU 2289052, IPC F16K 27/07, F16K 39/02, F16K 31/51, publ. 10.12.2006; RU 2154217, IPC F16K 27/07, publ. 10.08.2000). Intermediate locking bodies of these drain devices are rotary butterfly valves or flaps that open the lumen of the drain pipe, turning around its axis using actuators (controls), which are a worm gear, or a cardan shaft, or a spindle with a flywheel.

Общим недостатком известных технических решений является то, что сами промежуточные запорные органы и их посадочные места расположены внутри полости сливного патрубка, поэтому они частично перекрывают полезное сечение сливного патрубка даже в процессе разгрузки цистерны, тем самым увеличивая время выгрузки груза.A common drawback of the known technical solutions is that the intermediate locking elements themselves and their seats are located inside the cavity of the drain pipe, therefore they partially overlap the useful section of the drain pipe even during unloading of the tank, thereby increasing the time of unloading the cargo.

Известно сливное устройство железнодорожной цистерны, состоящее из трех последовательно расположенных затворов с независимым друг от друга управлением: основного, выполненного в виде трехходового шарового запорного крана, состоящего из корпуса, расположенного во внутреннем объеме котла цистерны в зоне выходного окна, входные отверстия которого расположены на одной оси параллельной оси цистерны, подвижных в осевом направлении втулок, герметично установленных во входные отверстия корпуса, подпружиненных тарельчатыми пружинами, имеющими средства регулирования степени поджатая, неметаллических седел с тороидальными уплотнительными поверхностями, установленных в этих втулках, и расположенного между ними шарового запорного органа; дополнительного, представляющего собой откидную заглушку, размещенную на выходном патрубке сливного устройства, состоящую из крышки, имеющей канавку для установки неметаллического уплотнительного кольца с плоской уплотнительной поверхностью, поворотной скобы, на которой расположен нажимной винт с рукояткой; промежуточного, расположенного между корпусом основного затвора и выходного патрубка сливного устройства, выполненного в виде дискового затвора, заслонка которого установлена на шпиндель, являющийся осью поворота заслонки, расположенной перпендикулярно оси выходного патрубка сливного устройства и поперечно смещенной относительно этой оси, и рукоятки, установленной на конце шпинделя. Орган управления основным затвором, расположен снаружи цистерны в нижней ее части в зоне выходного окна. Для управления основным затвором шпиндель с установленным на нем маховиком и шестерня, установленная на шпиндель трехходового шарового запорного крана, кинематически соединены червячной передачей (RU 142675, МПК B61D 5/00, B65D 90/54, опубл. 27.06.2014).A drain device of a railway tank is known, consisting of three sequentially located gates with independent control from each other: the main one, made in the form of a three-way ball shut-off valve, consisting of a housing located in the internal volume of the tank boiler in the area of the exit window, the inlet openings of which are located on one axis parallel to the axis of the tank, axially movable bushings, hermetically installed in the inlet openings of the housing, spring-loaded disk springs, having they control the degree of tightened, non-metallic saddles with toroidal sealing surfaces installed in these bushings, and located between them ball locking element; additional, which is a hinged plug placed on the outlet of the drain device, consisting of a cover having a groove for installing a non-metallic sealing ring with a flat sealing surface, a pivot bracket, on which there is a pressure screw with a handle; intermediate, located between the main shutter body and the outlet pipe of the drain device, made in the form of a disk shutter, the shutter of which is mounted on a spindle, which is the axis of rotation of the shutter located perpendicular to the axis of the outlet pipe of the drain device and transversely offset relative to this axis, and a handle mounted on the end spindle. The main shutter control is located outside the tank in its lower part in the area of the exit window. To control the main shutter, a spindle with a flywheel installed on it and a gear mounted on the spindle of a three-way ball shut-off valve are kinematically connected by a worm gear (RU 142675, IPC B61D 5/00, B65D 90/54, published on 06.27.2014).

Недостатком известного решения является то, что сливной патрубок при повороте заслонки промежуточного затвора вокруг своей оси в процессе разгрузки цистерны остается частично перегороженным, его проходное сечение заметно сужено заслонкой и шпинделем, на котором заслонка установлена внутри патрубка. Такая конструкция способствует замедлению скорости слива жидкости из цистерны, особенно вязких жидкостей.A disadvantage of the known solution is that the drain pipe, when the intermediate shutter is turned around its axis, remains partially blocked during the unloading of the tank, its bore is noticeably narrowed by the shutter and the spindle on which the shutter is installed inside the nozzle. This design helps to slow down the rate of discharge of liquid from the tank, especially viscous liquids.

Также известно сливное устройство, в котором в входной части сливной трубы установлены два, управляемые винтом и связанные между собой серьгой с распорной пружиной, седельные клапаны (SU 29850 А1. 30.04.1933).Also known is a drain device in which two seat valves are installed in the inlet of the drain pipe, controlled by a screw and connected by an earring with a spacer spring (SU 29850 A1. 04/30/1933).

Недостатками такого устройства являются: отсутствие жесткой поперечной связи нижнего клапана с верхним клапаном, что, в свою очередь, может привести к перекосу нижнего клапана относительно оси сливного патрубка и неплотному прижатию его к седлу; наличие серьги исключает возможность необходимого взаимного проворота нижнего клапана относительно верхнего клапана по оси сливного патрубка при работе устройства, что также может привести к деформации серьги.The disadvantages of such a device are: the lack of a rigid transverse connection of the lower valve with the upper valve, which, in turn, can lead to a skew of the lower valve relative to the axis of the drain pipe and loosely pressing it to the seat; the presence of the earring eliminates the possibility of the necessary mutual rotation of the lower valve relative to the upper valve along the axis of the drain pipe during operation of the device, which can also lead to deformation of the earring.

Известно также сливное устройство железнодорожной цистерны, в котором промежуточный затвор выполнен в виде предохранительной пробки, при этом предохранительная пробка выполнена из полимерного материала и установлена под верхним затвором через упругий элемент, а на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнен упорный буртик для сопряжения с кромкой предохранительной пробки (патент RU 180612 U1, 19.06.2018).A drain device of a railway tank is also known, in which the intermediate shutter is made in the form of a safety plug, while the safety plug is made of polymeric material and is installed under the upper shutter through an elastic element, and a stop collar is made on the inner surface of the cylindrical body to interface with the edge of the safety plug ( patent RU 180612 U1, 06/19/2018).

Недостатками такого устройства являются: применение полимерного материала пробки, который не обеспечивает необходимой прочности клапана с одновременным обеспечением эластичности кромки в зоне контакта с упорным буртиком для создания герметичности затвора; наличие упорного буртика внутри сливного патрубка, который уменьшает проходное сечение, создает препятствие протоку жидкости при сливе и вводу в сливной патрубок гидромонитора; отсутствие жесткой поперечной связи пробки с верхним клапаном, вследствие чего может происходить перекос пробки относительно оси сливного патрубка и неплотное прижатие ее к упорному буртику; отсутствие жесткой продольной, по оси сливного патрубка, связи пробки с верхним клапаном, что не позволяет произвести отрыв пробки от буртика в случае ее примерзания или прилипания.The disadvantages of such a device are: the use of a polymer material of the tube, which does not provide the necessary strength of the valve while ensuring elasticity of the edge in the contact zone with the thrust shoulder to create a shutter tightness; the presence of a persistent flange inside the drain pipe, which reduces the cross-section, creates an obstacle to the flow of fluid during discharge and the introduction of a hydraulic monitor into the drain pipe; the absence of a rigid transverse connection of the plug with the upper valve, as a result of which the plug may skew relative to the axis of the drain pipe and loosely press it against the thrust shoulder; the absence of a rigid longitudinal, along the axis of the drain pipe, connection of the plug with the upper valve, which does not allow the plug to be torn off the flange if it freezes or sticks.

Известно также запорно-сливное устройство железнодорожного вагона-цистерны, содержащее установленный в нижней части котла вагона-цистерны сливной патрубок с верхним и нижним запорными устройствами, размещенными на концах сливного патрубка, и промежуточным затвором, размещенным в средней части сливного патрубка с возможностью возвратно-поступательного перемещения при помощи привода управления. Промежуточный затвор кинематически соединен с приводом управления через редуктор. Промежуточной затвор выполнен в виде шиберной задвижки. Промежуточный затвор установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, отличном от направления оси сливного патрубка, с обеспечением в крайнем выдвинутом положении полного открытия проходного сечения сливного патрубка. Привод управления выполнен в виде ходового винта со штурвалом, закрепленным на его свободном конце. Редуктор выполнен зубчатым и коническим (RU 170721, МПК B61D 5/00, B65D 90/54, опубл. 04.05.2017).Also known is a locking and drain device of a railway tank car containing a drain pipe installed in the lower part of the boiler of a tank car with an upper and lower locking device located at the ends of the drain pipe and an intermediate shutter placed in the middle of the drain pipe with the possibility of a reciprocating movements by means of a control drive. The intermediate shutter is kinematically connected to the control actuator via a gearbox. The intermediate shutter is made in the form of a slide gate valve. The intermediate shutter is installed with the possibility of reciprocating movement in a direction different from the direction of the axis of the drain pipe, with the provision in the extreme extended position of the full opening of the bore of the drain pipe. The control drive is made in the form of a lead screw with a steering wheel mounted on its free end. The gearbox is gear and bevel (RU 170721, IPC B61D 5/00, B65D 90/54, publ. 04/05/2017).

Недостатками данного устройства, выбранного за прототип, являются: его габаритные размеры, что затрудняет его монтаж на цистерне; большой вес, что создает дополнительные напряжения от инерционных нагрузок в зоне присоединения сливного патрубка к котлу цистерны при движении вагона; сложность конструкции и ее обслуживание из-за наличия редуктора.The disadvantages of this device, selected for the prototype, are: its overall dimensions, which complicates its installation on the tank; heavy weight, which creates additional stresses from inertial loads in the area of the drain pipe connection to the tank boiler when the car moves; design complexity and maintenance due to gearbox availability.

Задачей заявляемой полезной модели является достижение максимального полного открытия проходного сечения сливного патрубка без перекрытия его элементами затвора, осуществление привода внутреннего и промежуточного затвора от одной рукоятки при сливе-наливе цистерны, исключение крепления промежуточного затвора на сливном патрубке на удалении от стенки котла в целях снижения напряжений в зоне присоединения сливного патрубка к котлу цистерны.The objective of the claimed utility model is to achieve the maximum full opening of the bore of the drain pipe without blocking it with shutter elements, to drive the internal and intermediate shutter from one handle when draining and loading the tank, eliminating the fastening of the intermediate shutter on the drain pipe at a distance from the boiler wall in order to reduce stress in the area where the drain pipe joins the tank boiler.

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных свойств конструкции.The technical result is to improve the operational properties of the structure.

Указанный технический результат достигается тем, что нижний клапан выполнен с меньшим диаметром, чем верхний клапан и имеет колонку, которая сопряжена с верхним клапаном. Упругий элемент между верхним и нижним клапанами может быть выполнен в виде цилиндрической пружины. Наличие упругого перемещения нижнего клапана вверх относительно верхнего клапана по оси сливного патрубка обеспечивает герметичное прижатие нижнего клапана к седлу сливного патрубка с постоянным, гарантированным усилием. Ограничение величины вертикального упругого перемещения нижнего клапана обеспечивается длиной колонки и способствует полному открытию сечения сливного патрубка. Помимо этого, нижний клапан снабжен уплотнительной манжетой из эластичного материала, например, из резины либо силикона, для плотного прижатия клапана к седлу и обеспечения герметичности затвора. Таким образом, обеспечивается надежная герметизация котла, а также беспрепятственная выгрузка цистерны на сливо-наливных эстакадах, оборудованных специальными сливо-наливными устройствами с телескопическими гидромониторами, что учитывает особенности инфраструктуры и расширяет технологические возможности полезной модели.The specified technical result is achieved in that the lower valve is made with a smaller diameter than the upper valve and has a column that is paired with the upper valve. The elastic element between the upper and lower valves can be made in the form of a cylindrical spring. The presence of elastic movement of the lower valve upward relative to the upper valve along the axis of the drain pipe ensures a tight pressing of the lower valve to the seat of the drain pipe with a constant, guaranteed force. The limitation of the vertical elastic displacement of the lower valve is provided by the length of the column and contributes to the full opening of the cross-section of the drain pipe. In addition, the bottom valve is equipped with a sealing sleeve made of an elastic material, for example, rubber or silicone, to tightly press the valve against the seat and ensure the valve is tight. Thus, reliable sealing of the boiler is ensured, as well as unimpeded unloading of the tank on the loading racks equipped with special discharge and loading devices with telescopic hydraulic monitors, which takes into account the peculiarities of the infrastructure and extends the technological capabilities of the utility model.

Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежом. Запорно-сливное устройство железнодорожной цистерны представляет собой нижний сливной патрубок 1 с установленным на нем нижним запорным устройством 5, выполненным в виде откидной крышки и внутренним запорным устройством 2, состоящим из двух клапанов - верхнего 3 и нижнего 4, расположенных друг над другом по оси сливного патрубка 1. В узле соединения клапана верхнего 3 и нижнего 4 имеется упругий элемент 6, выполненный, например, в виде пружины. Клапаны верхний 3 и нижний 4 снабжены эластичными манжетами 11, выполненными, например, из резины либо силикона, которыми они прижимаются каждый к своему седлу, обеспечивая герметичность цистерны. Привод клапанов внутреннего запорного устройства 2 осуществляется посредством ходового винта 8 с закрепленной на его свободном конце через соединительную штангу 9 откидной рукояткой 10, выполненной, например, в виде кривошипа. На нижнем клапане 4 внутреннего запорного устройства, выполненного из металла, установлена посередине, по оси сливного патрубка, колонка 12, которая сопряжена с верхним клапаном 3. Уплотнительная манжета 11 нижнего клапана 4 прижимается к седлу, являющемуся кольцевой кромкой сливного патрубка 1.The proposed utility model is illustrated in the drawing. The locking and drain device of the railway tank is a lower drain pipe 1 with a lower locking device 5 mounted on it, made in the form of a hinged lid and an internal locking device 2, consisting of two valves - the upper 3 and lower 4, located one above the other along the axis of the drain pipe 1. In the connection node of the valve of the upper 3 and lower 4 there is an elastic element 6, made, for example, in the form of a spring. The valves upper 3 and lower 4 are equipped with elastic cuffs 11, made, for example, of rubber or silicone, with which they are pressed each to its seat, ensuring the tightness of the tank. The valve drive of the internal locking device 2 is carried out by means of a lead screw 8 with a folding handle 10 fixed on its free end through a connecting rod 9, made, for example, in the form of a crank. On the bottom valve 4 of an internal locking device made of metal, a column 12 is installed in the middle, along the axis of the drain pipe, which is paired with the upper valve 3. The sealing sleeve 11 of the lower valve 4 is pressed against the seat, which is the annular edge of the drain pipe 1.

Запорно-сливное устройство работает следующим образом. Перед разгрузкой цистерны открывают нижнее запорное устройство 5 и присоединяют устройство для приема груза (не показано), при этом конструкция запорно-сливного устройства позволяет подсоединять установку нижнего слива нефти и нефтепродуктов железнодорожных вагонов-цистерн с гидромонитором типа УСНГ. Для открытия внутреннего запорного устройства 2 через открытый люк сверху цистерны вращением откидной рукоятки 10 производится подъем клапана верхнего 3, а при дальнейшем вращении рукоятки и клапана нижнего 4, после чего запорно-сливное устройство обеспечивает слив текучего груза из вагона-цистерны.Lock-drain device operates as follows. Before unloading the tank, the lower locking device 5 is opened and a device for receiving cargo (not shown) is connected, while the design of the locking and draining device allows the installation of a lower drain of oil and oil products of railway tank cars with a USNG type hydraulic monitor. To open the internal locking device 2 through the open hatch on top of the tank by rotating the hinged handle 10, the upper valve 3 is lifted, and with a further rotation of the handle and lower valve 4, the locking and drain device drains the flowing cargo from the tank car.

Закрывают запорно-сливное устройство в обратной последовательности. По сравнению с известным техническим решением, предлагаемое позволяет улучшить эксплуатационные свойства конструкции, а именно за счет наличия в верхнем запорном устройстве двух соединенных между собой клапанов позволяет полностью открыть сечение сливного патрубка с помощью одной рукоятки, расположенной сверху цистерны, а наличие упругой связи между клапанами позволяет обеспечить герметичность цистерны за счет стабильного поджатия нижнего клапана к нижнему седлу сливного патрубка и верхнего клапана к верхнему седлу сливного патрубка.Close the shut-off and drain device in the reverse order. Compared with the known technical solution, the proposed one allows to improve the operational properties of the structure, namely, due to the presence of two interconnected valves in the upper locking device, it allows to fully open the cross-section of the drain pipe using one handle located on top of the tank, and the presence of an elastic connection between the valves allows ensure the tightness of the tank due to the stable pressing of the lower valve to the lower seat of the drain pipe and the upper valve to the upper saddle of the drain cartridge ka.

Полезная модель обеспечивает беспрепятственную выгрузку цистерны на сливо-наливных эстакадах, оборудованных специальными сливо-наливными устройствами с телескопическими гидромониторами, что учитывает особенности инфраструктуры и расширяет технологические возможности полезной модели, а именно, повышается надежность конструкции, снижается трудоемкость изготовления и обслуживания.The utility model provides unimpeded unloading of tanks on unloading racks equipped with special unloading devices with telescopic hydraulic monitors, which takes into account the peculiarities of the infrastructure and extends the technological capabilities of the utility model, namely, the reliability of the structure is increased, and the complexity of manufacturing and maintenance is reduced.

Claims

1. A locking and draining device of a railway tank containing a lower drain pipe, lower and internal locking devices located at its ends, the internal locking device being made in the form of two valves sequentially arranged one above the other along the axis of the drain pipe, having different diameters, different the fact that a column is mounted on the lower valve of the internal locking device, which is interfaced with the upper valve.

2. Shut-off and drain device according to claim 1, characterized in that the lower valve of the internal shut-off device is equipped with a sealing collar made of an elastic material - rubber or silicone.