RU2185982C1 - Railway tank locking device - Google Patents
Railway tank locking device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185982C1 RU2185982C1 RU2001111467A RU2001111467A RU2185982C1 RU 2185982 C1 RU2185982 C1 RU 2185982C1 RU 2001111467 A RU2001111467 A RU 2001111467A RU 2001111467 A RU2001111467 A RU 2001111467A RU 2185982 C1 RU2185982 C1 RU 2185982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- locking device
- bushings
- rod
- longitudinal axis
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к запорной арматуре железнодорожных цистерн, транспортирующих различные жидкие среды. The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to valves of railway tanks transporting various liquid media.
Известно запорное устройство железнодорожной цистерны, выполненное в виде независимо управляемых последовательно расположенных затворов, первый из которых герметично установлен во внутреннем объеме цистерны в зоне его сливного патрубка и соединен с приводным валом, управление которым расположено, в том числе в зоне наливной горловины, расположенной в верхней части цистерны, второй затвор размещен на конце сливного патрубка цистерны с наружной ее стороны и выполнен в виде поворотной заслонки с герметичным уплотнением (см. а. с. SU 616178, МКИ В 61 D 5 / 00, от 05.01.77 г.)
Наличие двух независимо управляемых затворов: основного во внутреннем объеме цистерны в зоне выходного окна сливного патрубка и дополнительного, размещенного на конце сливного патрубка цистерны, соответствует требованиям перевозок жидкостей в железнодорожных цистернах. При таком последовательном расположении затворов запорного устройства железнодорожной цистерны повышается его эксплуатационная надежность.Known locking device of a railway tank, made in the form of independently controlled sequentially located valves, the first of which is hermetically installed in the internal volume of the tank in the area of its drain pipe and connected to the drive shaft, the control of which is located, including in the area of the filler neck located in the upper parts of the tank, a second shutter is placed at the end of the tank’s drain pipe from the outside and is made in the form of a rotary damper with a tight seal (see also page SU 616178, MK And B 61
The presence of two independently controlled gates: the main one in the internal volume of the tank in the area of the outlet window of the drain pipe and the additional one located at the end of the drain pipe of the tank meets the requirements for transporting liquids in railway tanks. With such a sequential arrangement of the gates of the locking device of the railway tank, its operational reliability is increased.
Однако расположенный во внутреннем объеме цистерны основной затвор испытывает значительные силовые воздействия со стороны перевозимой в цистерне жидкости. Имеют место силовые, ударные нагрузки. В результате нарушается герметичность основного затвора, что снижает эксплуатационную надежность перевозок. Указанный недостаток особенно существенен при транспортировании в цистернах экологически опасных жидкостей. Кроме того, наличие на основном затворе двухстороннего привода, имеющего и нижнее управление, не соответствует требованиям безопасности в части касающейся непредусмотренного или несанкционированного открытия сливно-наливных запорных устройств. However, the main valve located in the internal volume of the tank experiences significant force effects from the liquid transported in the tank. There are power, shock loads. As a result, the tightness of the main shutter is violated, which reduces the operational reliability of transportation. This drawback is especially significant when transporting environmentally hazardous liquids in tanks. In addition, the presence of a double-sided drive on the main shutter, which also has lower control, does not meet the safety requirements regarding the unforeseen or unauthorized opening of drain-filling shut-off devices.
Известно также запорное устройство для железнодорожной цистерны, согласно которому привод основного затвора цистерны выполнен в виде связанной с клапаном этого затвора штанги с рукояткой управления, расположенной в зоне наливной горловины цистерны (см. а.с. SU 706270, B 61 D 5/00, от 30.12. 79 г.). В данном техническом решении продольная ось штанги асимметрична относительно продольной оси горловины. Наливная горловина имеет в нижней части кронштейн для ориентации штанги в вертикальном положении, рукоятка управления соединена со штангой посредством траверсы, имеющей размещенную на кронштейне ось поворота. Рукоятка и штанга имеют сцепные полумуфты, которые расположены на их ответно обращенных концах. Рукоятка соединена с траверсой посредством поворотной втулки, а горловина в зоне, противолежащей расположению в ней штанги, имеет опорные скобы. Рукоятки управления в транспортном положении цистерны укладываются на опорные скобы. Описанное конструктивное исполнение кинематической взаимосвязи рукоятки управления со штангой и опорными скобами горловины способствует повышению эксплуатационной надежности работы запорного устройства. Вместе с тем в этом техническом решении, как и в предыдущем, запорное устройство, расположенное в зоне выходного окна сливного патрубка, имеет клапанное исполнение, что не гарантирует герметичности сливного патрубка в режиме "закрыто" указанного клапана при транспортировании цистерны. Кроме того, конструктивное исполнение запорного устройства в виде клапана и исполнение его привода не гарантируют надежности полного закрытия клапана при повороте штанги вследствие отсутствия визуальных условий отслеживания фиксированных положений штанги с рукояткой управления в режимах работы клапана "открыто" и "закрыто". A locking device for a railway tank is also known, according to which the drive of the main tank shutter is made in the form of a rod connected to the valve of this shutter with a control handle located in the zone of the tank filler neck (see AS SU 706270, B 61
Из уровня техники запорной арматуры известно, что шаровые краны, широко используемые в различных газо- и гидрораспределительных системах, имеют высокую герметичность в широком диапазоне температур и давлений, возможность работы уплотнительных поверхностей без заедания, без контакта с рабочей средой, обладают высоким быстродействием и улучшенными условиями самофиксации в крайних положениях. Так, например, известный шаровой кран по а.с. SU 1516703, МКИ F 16 K 5/06, от 23.10.89 г. представляет собой узел, состоящий по меньшей мере, из корпуса, шара, уплотнительных неметаллических седел и соединенного с шаром поворотного штока. It is known from the prior art of shut-off valves that ball valves, widely used in various gas and hydraulic distribution systems, have high tightness in a wide range of temperatures and pressures, the ability to work on sealing surfaces without jamming, without contact with the working medium, have high speed and improved conditions self-fixation in extreme positions. So, for example, the well-known ball valve in A.S. SU 1516703, MKI F 16
В данной конструкции корпус имеет кольцевую расточку, где с возможностью осевого перемещения до торцовой поверхности расточки установлена втулка, связанная с ходовыми резьбовыми соединениями, что обеспечивает возможность регулирования поджатия уплотнительного седла без разборки устройства. In this design, the housing has an annular bore, where, with the possibility of axial movement to the end surface of the bore, a sleeve is connected associated with running threaded joints, which makes it possible to control the compression of the sealing seat without disassembling the device.
В этом техническом решении входное и выходное отверстия полости шара соосны между собой и с входным и выходным патрубками подачи и отвода рабочей среды. Средство управления поворотом шара перпендикулярно к оси названных патрубков, что исключает возможность использования подобных конструктивных решений в запорной арматуре железнодорожных цистерн. Обязательным требованием к указанной арматуре для полного слива продукта является выполнение входного и выходных патрубков под углом друг к другу, преимущественно прямым, и с расположением оси поворота управления открытием и закрытием шарового крана соосно оси выходного патрубка. In this technical solution, the inlet and outlet openings of the ball cavity are aligned with each other and with the inlet and outlet nozzles for supplying and discharging the working medium. The means for controlling the rotation of the ball is perpendicular to the axis of the named pipes, which eliminates the possibility of using such structural solutions in the shutoff valves of railway tanks. A mandatory requirement for the specified fittings for complete discharge of the product is to make the inlet and outlet nozzles at an angle to each other, mostly straight, and with the location of the axis of rotation of the opening and closing control of the ball valve coaxially with the axis of the outlet pipe.
Известно техническое решение, в котором запорное шаровое устройство имеет корпус с входным и выходным патрубками, расположенными под прямым углом друг к другу, в полости корпуса размещены седла в виде неметаллических прокладок со сферическими уплотнительными поверхностями, между которыми установлен шар с внутренней полостью, имеющей отверстия, оси которых соосны осям отверстий патрубков затвора. Ось поворота средства управлением шара соосна оси одного из отверстий полости шара, при этом одно из седел имеет контактирующую с ним тарельчатую пружину. В зоне размещения тарельчатой пружины в корпусе крана выполнен уравнительный отсек, сообщающийся с полостью шара через переточной канал (см. патент РФ 2098706, F 16 K 5/06, от 10.12.97 г.). В данном техническом решении в отличие от предыдущего улучшается герметичность затвора в положении "закрыто" благодаря наличию в конструкции шарового крана уравнительного отсека, который в указанном положении крана заполнен рабочей средой, обеспечивающей силовое воздействие на тарельчатую пружину, что позволяет стабилизировать положение шара в его уплотнительных седлах. Однако и данная конструкция шарового крана не может быть использована в качестве надежного и оптимального технического решения для запорного устройства железнодорожной цистерны по следующим соображениям:
- расположение уплотнительного седла с тарельчатой пружиной со стороны, противолежащей выходному патрубку шарового крана, исключает возможность соединения средства управления поворотом шара в этой зоне, что для запорных устройств железнодорожных цистерн необходимо по условиям размещения управляющих механизмов в наиболее удаленной зоне, имеющей наилучшие показатели обзорности для исключения несанкционированного открытия запорных устройств цистерн;
- предложенное конструктивное исполнение уравнительного отсека шарового крана неэффективно в условиях эксплуатации таких шаровых конструкций в железнодорожных цистернах, особенно при транспортировании различных по вязкости и плотности жидкостей, а также с учетом влияния на их характеристики термоокислительных процессов;
- при размещении известного шарового крана во внутреннем объеме цистерны корпус его будет испытывать постоянные знакопеременные силовые нагрузки, возникающие вследствие вибрации и ударов при транспортировании цистерны, которые особенно существенны при неполном заполнении цистерны жидкостью. Названные силовые нагрузки приведут к резкому снижению надежности работы узлов и деталей шарового крана.A technical solution is known in which the locking ball device has a housing with inlet and outlet nozzles located at right angles to each other, saddles in the form of non-metallic gaskets with spherical sealing surfaces, between which a ball is installed with an internal cavity having holes whose axes are coaxial with the axes of the openings of the shutter nozzles. The axis of rotation of the ball control means is coaxial with the axis of one of the openings of the ball cavity, while one of the seats has a Belleville spring in contact with it. In the area of the disk spring in the valve body, a leveling compartment is made, communicating with the cavity of the ball through the transfer channel (see RF patent 2098706, F 16
- the location of the sealing seat with a Belleville spring on the side opposite to the outlet of the ball valve eliminates the possibility of connecting the ball rotation control in this area, which is necessary for rail tank shut-off devices according to the arrangement of control mechanisms in the most remote zone, which has the best visibility for exclusion unauthorized opening of tank shut-off devices;
- the proposed design of the equalizing compartment of the ball valve is ineffective in the conditions of operation of such ball structures in railway tanks, especially when transporting liquids of different viscosity and density, and also taking into account the influence of thermo-oxidative processes on their characteristics;
- when placing a known ball valve in the internal volume of the tank, its body will experience constant alternating force loads resulting from vibration and shock during transportation of the tank, which are especially significant when the tank is not filled with liquid. The named power loads will lead to a sharp decrease in the reliability of the nodes and parts of the ball valve.
Таким образом, можно сделать вывод, что известные конструкции шаровых кранов не могут в полном объеме использоваться в качестве оптимального варианта конструктивного исполнения одного из затворов железнодорожной цистерны. Thus, we can conclude that the known design of ball valves cannot be fully used as the best option for the design of one of the gates of the railway tank.
С учетом этих обстоятельств одной из задач настоящего изобретения являлось создание такого шарового затвора для железнодорожной цистерны, при эксплуатации которого во внутреннем объеме цистерны обеспечивалась бы высокая герметичность и надежность работы независимо от типа транспортируемой жидкости и действующих нагрузок. Техническое решение этой задачи изобретения функционально взаимосвязано с технической задачей создания запорного устройства железнодорожной цистерны в целом, к обязательным требованиям которого относятся: наличие независимо (автономно) управляемых затворов для оптимальной герметизации и безопасности работ при сливе жидких сред и их транспортировании, что особенно существенно для экологически опасных жидкостей. Given these circumstances, one of the objectives of the present invention was the creation of such a ball valve for a railway tank, the operation of which in the internal volume of the tank would provide high tightness and reliability, regardless of the type of fluid transported and the current loads. The technical solution to this problem of the invention is functionally interconnected with the technical task of creating a locking device for the railway tank as a whole, the mandatory requirements of which include: the presence of independently (independently) controlled gates for optimal sealing and safety when draining and transporting liquids, which is especially important for the environmentally friendly hazardous liquids.
Известное техническое решение по а.с. 616178 наиболее близко к заявленному изобретению по функциональному назначению запорного устройства в части касающейся совокупности и взаимосвязи конструктивных признаков, соответствующих функциональному назначению заявляемого изобретения - запорного устройства цистерны. Указанное техническое решение является ближайшим аналогом к заявленному изобретению. Known technical solution for A.S. 616178 is closest to the claimed invention according to the functional purpose of the locking device in terms of the combination and interconnection of design features corresponding to the functional purpose of the claimed invention - tank locking device. The specified technical solution is the closest analogue to the claimed invention.
Технической задачей изобретения являлось создание запорного устройства, имеющего высокую эксплуатационную надежность и безопасность, в том числе в условиях непредусмотренного или несанкционированного открытия вследствие ударов, вибрации вагона и жидкости во время движения, а также действий посторонних лиц и упрощения монтажно-демонтажных работ при комплектовании запорного устройства. An object of the invention was the creation of a locking device having high operational reliability and safety, including in the event of unintended or unauthorized opening due to shock, vibration of the wagon and fluid during movement, as well as the actions of unauthorized persons and simplification of installation and dismantling operations when completing the locking device .
Для решения поставленной технической задачи в запорном устройстве железнодорожной цистерны, содержащем основной затвор, размещенный в нижней части цистерны в зоне выходного окна сливного патрубка и связанный с поворотной штангой, имеющей рукоятки управления в зоне наливной горловины цистерны, и дополнительный затвор, расположенный на конце сливного патрубка цистерны и имеющий средства управления, основной затвор выполнен в виде шарового крана, имеющего соединенные между собой во внутреннем объеме цистерны, в зоне выходного окна, наружный и расположенный в его полости внутренний корпуса, полости которых имеют входные отверстия, продольные оси которых перпендикулярны к продольной оси сливного патрубка и параллельны продольной оси цистерны, входные отверстия внутреннего корпуса снабжены герметично установленными в них втулками, на выходе из которых размещены неметаллические уплотнительные седла, между которыми размещена шаровая пробка крана с двумя входными и одним выходным отверстиями, хотя бы одна из втулок, со стороны, противолежащей размещению уплотнительного седла на ней, подвижна в осевом направлении и подпружинена тарельчатой пружиной, имеющей средства регулирования, причем продольные оси входных отверстий наружного корпуса расположены по уровню выше осей втулок внутреннего корпуса, нижняя часть внутренней поверхности втулок расположена ниже нижней части внутренней поверхности цистерны, а наружный корпус соединен со сливным патрубком с наружной стороны цистерны. To solve the technical problem in the locking device of the railway tank containing the main valve, located in the lower part of the tank in the area of the outlet window of the drain pipe and connected with a rotary rod having control handles in the zone of the filler neck of the tank, and an additional shutter located at the end of the drain pipe tanks and having controls, the main shutter is made in the form of a ball valve having interconnected in the internal volume of the tank, in the area of the exit window, the inner housing located in its cavity, the cavities of which have inlet openings, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the drain pipe and parallel to the longitudinal axis of the tank, the inlet openings of the inner case are equipped with hermetically sealed bushings, at the outlet of which non-metallic sealing seats are placed, between which there is a ball plug of the valve with two inlet and one outlet openings, at least one of the bushings, on the side opposite to the placement of the sealing the seats on it are axially movable and spring-loaded with a cup spring having control means, the longitudinal axes of the inlet openings of the outer casing being located above the axis of the bushings of the inner casing, the lower part of the inner surface of the bushes is lower than the lower part of the inner surface of the tank, and the outer casing is connected with a drain pipe on the outside of the tank.
Согласно изобретению, в предпочтительном варианте реализации, продольные оси входных отверстий наружного корпуса и втулок внутреннего корпуса смещены на величину, равную толщине стенок цистерны. According to the invention, in a preferred embodiment, the longitudinal axis of the inlets of the outer shell and the bushings of the inner shell are offset by an amount equal to the wall thickness of the tank.
Кроме того, согласно изобретению, диаметр входных отверстий (d1) шаровой пробки меньше диаметра (D) ее выходного отверстия при соотношении D=(1,25... 1,5) d1.In addition, according to the invention, the diameter of the inlets (d 1 ) of the ball plug is less than the diameter (D) of its outlet in the ratio D = (1.25 ... 1.5) d 1 .
Согласно изобретению, сливной патрубок цистерны имеет кольцевую полость, которая сообщается с расположенным с наружной стороны цистерны пароподводящим патрубком и с расположенными в полости наружного корпуса шарового крана и охватывающими втулки внутреннего корпуса паропроводящими патрубками. According to the invention, the drain pipe of the tank has an annular cavity, which communicates with the steam supply pipe located on the outside of the tank and with the steam conducting pipes located in the cavity of the outer casing of the ball valve and covering the bushings of the inner casing.
Согласно изобретению, шаровая пробка крана соединена с соосным продольной оси поворотной штанги, асимметричной относительно продольной оси горловины штоком, соединенным с концом штанги, имеющим с верхней частью внутреннего корпуса соединение "ось-втулка", торец последней, обращенный к горловине цистерны, имеет секторный вырез, а штанга - поперечно ориентированный к ее продольной оси ограничитель, который расположен в секторном вырезе для взаимодействия с его стенками, расположенными под прямым углом друг к другу, при этом одна из стенок секторного выреза ориентирована в плоскости, перпендикулярной к продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольные оси входных отверстий наружного корпуса, и соответствующие оси отверстий втулок внутреннего корпуса, а ограничитель штанги взаимодействует с указанными стенками сектора при положении шаровой пробки "закрыто" или "открыто". According to the invention, the ball plug of the crane is connected to the axial axis of the rotary rod, which is asymmetric with respect to the longitudinal axis of the neck, by a rod connected to the end of the rod, having an axis-sleeve connection with the upper part of the inner body, the end of the latter facing the neck of the tank has a sector cut-out and the rod is a limiter laterally oriented towards its longitudinal axis, which is located in a sector cutout for interacting with its walls located at right angles to each other, while one of the walls the sector cutout is oriented in a plane perpendicular to the longitudinally vertical plane passing through the longitudinal axes of the inlet openings of the outer casing and the corresponding axis of the openings of the bushings of the inner casing, and the rod limiter interacts with said sector walls when the ball plug is “closed” or “open”.
Согласно изобретению, полость наружного корпуса открыта в направлении к горловине цистерны. According to the invention, the cavity of the outer casing is open towards the neck of the tank.
В предпочтительном варианте реализации, согласно изобретению, верхний торец внутреннего корпуса имеет П-образную накладку, обращенную открытой частью к торцу внутреннего корпуса с образованием между ними открытой полости, при этом соединение "ось-втулка" размещено в П-образной накладке. In a preferred embodiment, according to the invention, the upper end of the inner case has a U-shaped plate facing the open part to the end of the inner case with the formation of an open cavity between them, while the axis-sleeve connection is placed in the U-shaped plate.
Кроме того, согласно изобретению, шток имеет резьбовой участок с гайкой в зоне полости между внутренним корпусом и П-образной накладкой, и тарельчатые пружины между этой гайкой и обращенным к ней торцом внутреннего корпуса. In addition, according to the invention, the stem has a threaded section with a nut in the cavity zone between the inner body and the U-shaped plate, and cup springs between this nut and the end face of the inner body facing it.
Согласно изобретению, конец штанги, расположенный в наливной горловине цистерны, соединен с рукояткой управления посредством поворотной втулки, ось поворота которой параллельна продольным осям входных отверстий наружного корпуса и втулок внутреннего корпуса при положении шаровой пробки "открыто". According to the invention, the end of the rod located in the filler neck of the tank is connected to the control handle by means of a rotary sleeve, the axis of rotation of which is parallel to the longitudinal axes of the inlets of the outer case and the bushings of the inner case when the ball plug is “open”.
Согласно изобретению, в предпочтительном варианте реализации шаровая пробка крана выполнена полой. According to the invention, in a preferred embodiment, the ball plug of the valve is hollow.
При реализации изобретения повышается эксплуатационная надежность запорного устройства цистерны в целом, в том числе за счет повышения ее герметичности в условиях неравномерно действующих силовых нагрузок на основной затвор, возникающих при транспортировании в результате вибраций и ударов цистерны, которые особенно существенны при неполном заполнении ее жидкостью. Указанное преимущество запорного устройства достигается за счет конструктивного выполнения основного запорного органа в виде предложенной конструкции шарового крана. When implementing the invention, the operational reliability of the tank shut-off device as a whole is increased, including by increasing its tightness under conditions of uneven force loads on the main shutter that arise during transportation as a result of vibrations and shock of the tank, which are especially significant when it is not completely filled with liquid. The specified advantage of the locking device is achieved due to the structural design of the main locking body in the form of the proposed design of a ball valve.
Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 показан общий вид железнодорожной цистерны в сборе с запорным устройством (продольный разрез);
фиг.2 - то же, что на фиг.1, в диаметральной плоскости цистерны;
фиг. 3, 4, 5 показан общий вид запорного устройства (соответственно вид сбоку, с торца и сверху котла цистерны);
фиг.6 - конструктивное исполнение дополнительного затвора;
фиг. 7, 8, 9 - приведены схемы положений рукояток управления при различных режимах работы шарового крана соответственно "закрыто", "промежуточное положение" и "открыто";
фиг.10 - рукоятки управления при положении на опорных скобах горловины в транспортном положении.The invention is illustrated by drawings, where:
FIG. 1 shows a general view of a railroad tank assembly with a locking device (longitudinal section);
figure 2 is the same as in figure 1, in the diametrical plane of the tank;
FIG. 3, 4, 5 shows a General view of the locking device (respectively, a side view, from the side and from the top and top of the boiler tank);
6 is a design of an additional shutter;
FIG. 7, 8, 9 - are diagrams of the positions of the control levers for various operating modes of the ball valve, respectively, "closed", "intermediate position" and "open";
figure 10 - control handles in position on the support brackets of the neck in the transport position.
Запорное устройство железнодорожной цистерны содержит два последовательно расположенные в направлении продольной оси сливного патрубка 1, котла 2 цистерны затворы соответственно основной, выполненный в виде шарового крана 3, и дополнительный 4. The locking device of the railway tank contains two sequentially located in the direction of the longitudinal axis of the
Шаровой кран 3 расположен во внутреннем объеме цистерны 2 в зоне выходного окна сливного патрубка 1. Затвор 3 имеет два корпуса, первый 5 из которых соединен с цистерной в указанной зоне и взаимоувязан с наружной стороны цистерны (могут быть использованы различные средства соединения) со сливным патрубком 1. На консольном конце патрубка 1 расположен дополнительный затвор 4 описываемого запорного устройства. Корпус 5 шарового крана 3 имеет полость 6, во внутреннем объеме которой установлен второй (внутренний) корпус 7, имеющий полость 8, сообщающуюся с полостью 6 корпуса 5 через соосно расположенные входные отверстия, в которых размещены герметично установленные втулки 9. The ball valve 3 is located in the internal volume of the
Герметичность втулок 9 относительно отверстий корпуса 7 обеспечена выполненными на названных втулках кольцевыми проточками и размещаемыми в них уплотнительными прокладками (позициями не показаны). Со стороны торцов втулок 9, обращенных к полости корпуса 7, установлены неметаллические седла 10, имеющие, например, сферические уплотнительные поверхности, между которыми в полости 8 корпуса 7 расположена шаровая пробка 11 крана. Полость шаровой пробки 11 имеет два входных соосных между собой отверстия и расположенное под прямым углом к ним выходное отверстие, которое соосно выходному отверстию сливного патрубка 1. Хотя бы одна из втулок 9 в осевом направлении подвижна. Подвижная в осевом направлении втулка 9 со стороны, противоположной уплотнительному седлу 10, подпружинена тарельчатой пружиной 12, взаимодействующей с шайбой, на которую опираются регулировочные болты 13, располагаемые на корпусе 7. Наличие болтов 13 обеспечивает регулировку осевого смещения втулки 9, прижатие уплотнительного седла 10 этой втулки к поверхности шара и соответственно последнего ко второму уплотнительному седлу противолежащей втулки, что повышает герметичность контактного взаимодействия шара со сферическими поверхностями названных седел. Вторая втулка шаровой пробки установлена во втором входном отверстии корпуса 7 (на фиг. не показана). Наличие названных регулировочных болтов упрощает монтажно-демонтажные работы при комплектовании шарового крана и обеспечивает надежность герметичного замыкания поверхности шаровой пробки относительно уплотнительного седла этой втулки. Шаровая пробка 11 со стороны, противолежащей размещению выходного отверстия сливного патрубка 1 и соосно ему, соединена со штоком 14. Соединение шаровой пробки со штоком 14 выполняется известным образом с образованием между ними геометрического замыкания, исключающего процесс "проворота" шара относительно штока. В качестве указанных соединений использован, например "паз-шип", что соответствует известному уровню техники (см. а. с. 1516703 или другите аналогичные технические решения, например, патент РФ 2104434, F 16 К 5/06 от 10.02.98 г.). Конец штока 14, выходящий из шаровой пробки 11, соединен с концом штанги 15, который посредством соединения "ось-втулка" взаимоувязан с верхней частью корпуса 7. Названное соединение имеет втулку 16, которую размещают в отверстии корпуса 7 или, что предпочтительно, в накладке 17, имеющей П-образную форму и соединенной с верхним торцом корпуса 7 для образования в зоне их взаимоувязывания открытой полости 18. Наличие открытой полости 18 обеспечивает размещение на резьбовой части штока 14 комплекта, состоящего из гайки 19 и тарельчатых пружин 20, обеспечивающих надежность силового замыкания штока 14 относительно верхней части корпуса 7. Наличие накладки 17 технологически облегчает формирование на корпусе 7 открытой полости 18 и указанного соединения "ось-втулка". Открытая полость 18 упрощает проведение монтажно-демонтажных работ по комплектованию запорного устройства, а также облегчает регулировку тарельчатых пружин 20. The tightness of the
Продольная ось штанги 15 ориентирована в направлении наливной горловины 21 цистерны и асимметрична относительно оси этой горловины. Торец втулки 16, обращенный к горловине 21, имеет секторный вырез, стенки которого размещены под прямым углом друг к другу. Одна из стенок секторного выреза расположена в продольно-вертикальной плоскости, перпендикулярной аналогичной плоскости, проходящей через продольные оси входных отверстий наружного корпуса 5 и соответствующие оси втулок 9 корпуса 7. Поворотная штанга 15 имеет поперечно ориентированный к ее продольной оси ограничитель 22, установленный в секторном вырезе втулки 16 и взаимодействующий с ее стенками при положениях шаровой пробки 11 "открыто" и "закрыто". Секторный вырез втулки 16 ориентирован в направлении поворота штанги 15. Длина секторного выреза предпочтительно равна L = 1,5•π•r+S, где r - наружный диаметр втулки, S - ширина или (диаметр) ограничителя. Ограничитель 22 штанги взаимодействует со стенками секторного выреза при положении шаровой пробки "закрыто" или "открыто". Конец штанги 15 в зоне наливной горловины 21 кинематически связан с рукояткой управления 23. В кинематической связи рукоятки управления со штангой в данном варианте предусмотрено наличие муфты 24, траверсы 25, поворотной втулки 26, соединенной с рукояткой 23. К внутренней поверхности горловины примыкает опорное фиксирующее устройство 27 для укладки и фиксации рукоятки управления 13. Наличие поворотной втулки 26 на штанге обеспечивает поворот рукояток в вертикально ориентированное положение относительно штанги, при рабочем положении запорного устройства и в горизонтально-ориентированное их положение при укладке на опорное фиксирующее устройство горловины, что проиллюстрировано на фиг. 7, 8, 9, 10. Ось поворота втулки 26 параллельна продольной оси отверстий втулок 9 корпуса 1 и соответственно осям отверстий полости 6 корпуса 5 при положении шаровой пробки "открыто". The longitudinal axis of the
Для повышения герметичности между поверхностями штока 14 и верхней части корпуса 7 установлены неметаллические уплотнения, наличие которых обеспечивает также контактное взаимодействие этих поверхностей без заедания и задиров при повороте шара посредством штанги 15 (позиции названных уплотнений не показаны). To increase the tightness between the surfaces of the
Полость 6 наружного корпуса 5 шарового затвора 3 имеет соосные между собой отверстия 28, которые сообщают внутренний объем цистерны через отверстия втулок 9 с полостью 8 внутреннего корпуса 7 и полостью шаровой пробки 11 при положениях последней "открыто". Продольные оси отверстий 28 корпуса 5 и оси отверстий втулок 9 корпуса 7 расположены в общей продольно вертикальной плоскости, проходящей через них, параллельны продольной оси цистерны и смещены относительно друг друга по уровню. Продольные оси отверстий 28 расположены по уровню выше осей отверстий втулок 9. Внутренние поверхности отверстий втулок 9 в зоне их нижних образующих расположены в плоскости ниже касательной к внутренней поверхности цистерны в нижней ее части. Величина смещения осей отверстий 28 относительно осей отверстий втулок 9 предпочтительно равна толщине "Δ" стенок котла цистерны, что обеспечивает оптимальность потока жидкости при сливе в направлении к полости шара. Диаметр "d" отверстий 28 больше диаметра "d1" отверстий втулок 9 на величину смещения "Δ", что создает во внутренней полости корпуса 5 оптимальное давление (напор) жидкости, необходимое для перетекания последней в полость шара. Полость 6 корпуса 5 в верхней части открыта к горловине цистерны 21, что увеличивает скорость потока жидкости из внутреннего объема цистерны в полость корпуса 5. Указанное выполнение корпуса 5 необходимо по условиям транспортирования в цистерне жидкостей с различной вязкостью и плотностью, а также по условиям изменения этих показателей под действием окружающей среды, например транспортирование в зимний период, что приводит к увеличению вязкости и изменению плотности.The
Для улучшения условий слива жидкости диаметр "D" выходного отверстия шаровой пробки 11 больше диаметра "d1" с соотношением между ними D=(1,25... 1,5)•d1. Данное соотношение оптимально: при значении D < 1,25d1 условия слива жидкостей, особенно вязких ухудшается, расход жидкости определяется в основном диаметром D. При D > 1,5d1 увеличивается относительная скорость прохождения через d1, а расход жидкости определяется диаметром d1, ухудшается режим работы шарового крана из-за влияния встречных потоков среды друг на друга.To improve the conditions of liquid discharge, the diameter "D" of the outlet of the ball plug 11 is larger than the diameter "d 1 " with the ratio between them D = (1.25 ... 1.5) • d 1 . This ratio is optimal: at a value of D <1.25d 1, the conditions for draining liquids, especially viscous, deteriorate, the flow rate is determined mainly by the diameter D. At D> 1.5d 1 , the relative velocity through d 1 increases, and the flow rate is determined by the diameter d 1 , the operating mode of the ball valve is deteriorating due to the influence of oncoming flows of the medium on each other.
Благодаря выполнению шарового крана с двумя корпусами 5 и 7, первый из которых наружный, а второй внутренний с размещением шаровой пробки крана в полости внутреннего корпуса, обеспечивается:
- смещение зоны соединения корпусов между собой в направлении к сливному патрубку 1, что улучшает условия размещения втулок 9 в корпусе 7. Благодаря указанному смещению корпусов внутренние поверхности отверстий втулок 9 в нижней части их образующих расположены в плоскости ниже касательной к нижней поверхности внутреннего объема цистерны, что улучшает слив жидкости из цистерны;
- защита внутреннего корпуса 7 с шаровой пробкой 11 от знакопеременных силовых нагрузок, возникающих в результате вибрационных воздействий жидкости при транспортировании, что особенно существенно при неполном ее заполнении. Предохранение внутреннего корпуса 7 от силовых воздействий повышает надежность герметичного контакта шара с уплотняющими седлами в положении "закрыто" и стабилизирует положение шара в других режимах его работы. Данное обстоятельство объясняется тем, что жидкость, находящаяся в полости корпуса 5, в значительной степени защищена стенками этого корпуса от различных динамических воздействий, возникающих вследствие вибрации жидкости при ее транспортировании. Находящаяся в полости корпуса 5 жидкость создает равномерное объемное давление на шаровую пробку, выравнивая и стабилизируя положение последней.Thanks to the implementation of the ball valve with two
- the offset of the zone of connection of the housings to each other in the direction of the
- protection of the
Для повышения эффективности слива жидкости в сливном патрубке между его стенками выполнена кольцевая полость 29, сообщающаяся с наружной стороны патрубка 1 с пароподводящим патрубком 30 и с паропроводящими патрубками 31, которые размещаются в полости корпуса 5 и охватывают наружные поверхности втулок 9 корпуса 7. В этом случае при подводе пара жидкость в полости 6 приобретает большую текучесть (подвижность), что эффективно влияет как на осевую подвижность втулки 9, стабилизируя ее положение относительно поверхности шаровой пробки, так и на улучшение слива. In order to increase the efficiency of liquid discharge in the drain pipe, an
Расположенный на конце сливного патрубка дополнительный затвор 4 имеет конструктивное исполнение, например, по техническому решению по а.с. 616178 (ближайший аналог заявляемого изобретения). В этом случае затвор выполнен в виде герметично устанавливаемой в нижней части сливного патрубка 1 крышки 32, прижимного винта 33 с рукоятками 34 и контргайкой 35 с рукояткой 36, поворотной скобы 37. Located at the end of the drain pipe additional shutter 4 has a design, for example, according to the technical solution for A. with. 616178 (the closest analogue of the claimed invention). In this case, the shutter is made in the form of a
На приведенных фигурах, иллюстрирующих заявляемое запорное устройство железнодорожной цистерны, позицией 38 показан отросток трубы для выхода конденсата из кольцевой полости сливного патрубка 1, а 39 - швеллеры рамы цистерны. In the figures, illustrating the inventive locking device of the railway tank, the
Запорное устройство железнодорожной цистерны работает в следующей последовательности: рукояткой 36 ослабляют контргайку 35, отворачивают винт 33 до полного открытия затвора, отпускают крышку 32 по направляющим скобы 37 и отводят крышку дополнительного затвора 4 в сторону. Подсоединяют технологический шланг или трубу к сливному патрубку затвора. Затем осуществляют открытие верхнего привода шарового затвора 3. Для этого рукоятки управления 23 снимают с опорного фиксирующего устройства 27 горловины 21, осуществляют поворот втулки с ориентированием рукояток в вертикальное положение. При этом вертикально ориентированные рукоятки управления 23 расположены в продольно-вертикальной плоскости, перпендикулярной к продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольные оси отверстий 28 и втулок 9. Производят поворот штанги 15. При повороте штанги ее ограничитель 22, находящийся в секторном вырезе втулки 16, смещается от стенки выреза, ориентированной в плоскости, перпендикулярной к продольно вертикальной плоскости, проходящей через продольные оси входных отверстий корпуса 5 втулок 9, к другой стенке выреза, осуществляя поворот шаровой пробки из положения "закрыто" в положение "открыто". При повороте шаровой пробки ее входные отверстия сообщаются с соответствующими отверстиями втулок 9 корпуса 7, происходит перетекание жидкости из полости корпуса 5 в полость 8 корпуса 7 и в полость шаровой пробки 11 с последующим перетеканием жидкости из ее полости в сливной патрубок 1. The locking device of the railway tank works in the following sequence: by the
Режим работы запорного устройства для положения шарового крана "закрыто" осуществляется при повороте штанги в положение крана "закрыто" и с последующим закрытием задвижки дополнительного затвора 4. При такой работе запорного устройства железнодорожной цистерны уменьшаются утечки рабочей среды, что соответствует требованиям безопасности. The operating mode of the locking device for the position of the ball valve "closed" is carried out by turning the rod to the position of the valve "closed" and then closing the shutter of the additional shutter 4. With this operation of the locking device of the railway tank, the leakage of the working medium is reduced, which meets the safety requirements.
Благодаря наличию на втулке 16 секторного выреза и взаимодействующего с его стенками ограничителя 22 штанги обеспечивается визуальный контроль за положениями рукоятки управления в режимах "открыто" и "закрыто" шаровой пробки 11. Due to the presence on the
Гарантированность указанного положения рукоятки управления обеспечена предварительной настройкой (при изготовлении и проведении монтажно-демонтажных работ) положения входных отверстий шаровой пробки 11 относительно одной из стенок секторного выреза втулки 16 с соответствующим расположением относительно этой стенки ограничителя 22 штанги 15. Настройка положения рукоятки 23 в режиме шарового крана "закрыто" соответствует ориентации рукоятки в продольно-вертикальной плоскости, расположенной под прямым углом к продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольные оси входных отверстий 28 полости 6 корпуса 5 и втулок 9 корпуса 7. Положение рукояток 23 в режиме крана "открыто" соответствует их ориентации, при котором рукоятки управления расположены в продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось штанги 15 и продольные оси входных отверстий 28 полости 6 корпуса 5 и втулок 9 корпуса 7. Указанное положение проиллюстрировано на фиг. 7, 8, 9. В результате обеспечивается гарантированность вертикального положения рукояток в режиме крана "открыто", при котором исключается возможность их укладки в наливную горловину 21 на опорное фиксирующее устройство 27. The guarantee of the specified position of the control handle is ensured by pre-setting (during manufacture and installation and dismantling) the position of the inlet holes of the ball plug 11 relative to one of the walls of the sector cut-out of the
Таким образом, благодаря заявленному конструктивному выполнению запорного устройства железнодорожной цистерны обеспечивается эксплуатационная надежность и безопасность его работы как при транспортировании жидкости, так и при сливе ее, а также упрощение монтажно-демонтажных работ при комплектовании запорного устройства. Thus, thanks to the claimed structural design of the locking device of the railway tank, operational reliability and safety of its operation both during transportation of the liquid and when draining it, as well as simplification of installation and dismantling operations when completing the locking device are ensured.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001111467A RU2185982C1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Railway tank locking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001111467A RU2185982C1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Railway tank locking device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2185982C1 true RU2185982C1 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20249023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001111467A RU2185982C1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Railway tank locking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2185982C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577607C1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-03-20 | Евгений Александрович Оленев | Locking device for rail tank car |
| RU207325U1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий" (ООО "ВНИЦТТ") | TANK WAGON |
-
2001
- 2001-04-27 RU RU2001111467A patent/RU2185982C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577607C1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-03-20 | Евгений Александрович Оленев | Locking device for rail tank car |
| RU207325U1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий" (ООО "ВНИЦТТ") | TANK WAGON |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3140573B1 (en) | System, method and apparatus for combined ball segment valve and check valve | |
| RU2185982C1 (en) | Railway tank locking device | |
| RU142675U1 (en) | RAILWAY DRAINER OF THE RAILWAY TANK | |
| US4795128A (en) | Gate type kelly cock valve | |
| CN103953735A (en) | Special angle stop valve for chlor-alkali | |
| RU2182091C1 (en) | Railway tank car draining device | |
| CN105090525A (en) | Special straight-flow type stop valve for chlor-alkali | |
| AU2016102375A4 (en) | A torque transfer bracket for a large ball valve | |
| CN101368633A (en) | Automatic swing type check valve | |
| CA2720909C (en) | Z valve | |
| KR20120008357U (en) | Butterfly Valve | |
| CN103375595A (en) | Zero-friction bidirectional metal seal butterfly valve | |
| US5011115A (en) | Self supporting plug for a double block and bleed plug valve | |
| CN205841792U (en) | A kind of eccentric-butterfly-valve | |
| CN207961549U (en) | A kind of Wear-resistant corrosion-resistant butterfly valve | |
| CN206754534U (en) | A kind of butterfly valve body | |
| CN110131424A (en) | A kind of preferable butterfly valve of leakproofness | |
| CN218265857U (en) | Blowout prevention short joint | |
| KR20090006857U (en) | A Water control valve with Vertical type Spindle of Water works | |
| RU2289745C1 (en) | Three-way control distributing valve | |
| KR102302129B1 (en) | Dog clutch module capable of valve throttle and emergency shut-off and valve having the same | |
| CN220248956U (en) | Butterfly valve with good sealing effect | |
| KR20100004654U (en) | Check valve for water | |
| KR20240058626A (en) | Plug valve for high pressure in hydraulic fracturing pump systems for drilling plants | |
| US1166300A (en) | Valve. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140311 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160301 |