RU2577607C1

RU2577607C1 - Locking device for rail tank car

Info

Publication number: RU2577607C1
Application number: RU2015104237/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Оленев
Original assignee: Евгений Александрович Оленев
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to rail tank cars. Locking device of a rail tank car comprises control handles in the area of a filling neck of the tank car, a main gate located in the lower part of the tank car in the area of outlet openings of a drain branch pipe, and additional gate located at the end of the tank car drain branch pipe. Gates are made in the form of ball valves. In the body of every tank car there is a groove (10) with a blocking up surface; rolling body contacting with the valve axis is located in the groove. Blocking up surface is made in the form of an elastic beam (13). In closed state of the main gate lever (15) presses membrane (14) to the end of elastic beam (13) of the main gate, while limiter projection (17) of limiter (18) touches the end of beam (13) of additional gate, which prevents opening of these elements. To drain a liquid product from the tank car (22), transferred lever (15) is transferred into the position releasing membrane (14); at that, it is necessary to press limiter (18) for removal of projection (17) from the end of beam (13) of the additional gate and to turn axes (7) and (8) counter clockwise.

EFFECT: invention simplifies the design and improves operational characteristics.

7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к железнодорожным цистернам.The invention relates to railway transport, in particular to railway tanks.

Прототипом является запорное устройство железнодорожной цистерны, содержащее 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, 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 корпусы, полости которых имеют входные отверстия, продольные оси которых перпендикулярны к продольной оси сливного патрубка и параллельны продольной оси цистерны [Пат. РФ 2185982, МПК B61D 5/00, B61D 90/54, 2002].The prototype is a locking device of a railway tank containing a main shutter located in the lower part of the tank in the area of the outlet window of the drain pipe and connected to 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 tank drain pipe, the main shutter made in the form of a ball valve having interconnected in the internal volume of the tank, in the area of the outlet window, the outer and outer shells located in its cavity, Lost which have inlet openings, the longitudinal axes of which are perpendicular to the longitudinal axis of the spout and the tank parallel to the longitudinal axis [Pat. RF 2185982, IPC B61D 5/00, B61D 90/54, 2002].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- относительно сложная конструкция запорной арматуры;- relatively complex design of valves;

- неудобство в эксплуатации, вызванное отсутствием возможности очистки снизу цистерны элементов запорного устройства от отложений. Кроме того, относительно продолжительное время открывания основного затвора из заливной горловины цистерны приводит к нежелательному воздействию паров жидкости на обслуживающий персонал.- inconvenience in operation due to the lack of the ability to clean the bottom of the tank of the elements of the locking device from deposits. In addition, the relatively long opening time of the main shutter from the filler neck of the tank leads to undesirable effects of liquid vapor on the staff.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely, simplifying the design and improving performance.

Задача решается тем, что в запорном устройстве железнодорожной цистерны, содержащем рукоятки управления в зоне наливной горловины цистерны, основной затвор в виде шарового крана, размещенный в нижней части цистерны в зоне выходного окна сливного патрубка, и дополнительный затвор, расположенный на конце сливного патрубка цистерны, в корпусе шарового крана выполнен паз с заклинивающей поверхностью, в котором размещено тело качения, имеющее возможность контакта с его осью, при этом заклинивающая поверхность выполнена в виде упругой балки, имеющей возможность взаимодействия с рукояткой управления.The problem is solved in that in the locking device of the railway tank containing the control handles in the area of the filler neck of the tank, the main valve in the form of a ball valve, located in the lower part of the tank in the area of the outlet window of the drain pipe, and an additional valve located at the end of the drain pipe of the tank, in the body of the ball valve there is a groove with a wedging surface, in which a rolling body is placed having contact with its axis, while the wedged surface is made in the form of an elastic beam, having the ability to interact with the control handle.

Дополнительный затвор выполнен в виде шарового крана, в корпусе которого выполнен паз с заклинивающей поверхностью, в котором размещено тело качения, имеющее возможность контакта с его осью, при этом заклинивающая поверхность выполнена в виде упругой балки. Конец упругой балки паза корпуса шарового крана основного затвора выполнен в виде мембраны. Ось шарового крана основного запорного элемента размещена снаружи цистерны. Конец упругой балки паза корпуса шарового крана дополнительного затвора выполнен в виде фиксатора. Часть осей шаровых кранов основного и дополнительного затворов выполнена в виде ограничителей взаимного поворота. Мембрана выполнена с возможностью деформации под действием давления наливаемого в цистерну жидкого продукта.The additional shutter is made in the form of a ball valve, in the housing of which there is a groove with a wedging surface, in which a rolling body is placed that has the possibility of contact with its axis, while the wedged surface is made in the form of an elastic beam. The end of the elastic beam groove of the ball valve body of the main shutter is made in the form of a membrane. The axis of the ball valve of the main locking element is located outside the tank. The end of the elastic beam groove of the ball valve body of the additional shutter is made in the form of a latch. Part of the axis of the ball valves of the main and additional valves is made in the form of limiters mutual rotation. The membrane is made with the possibility of deformation under the action of pressure poured into the tank liquid product.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.These distinctive features allow you to achieve the following advantages compared with the prototype.

Выполнение в корпусе шарового крана паза с заклинивающей поверхностью, в котором размещено тело качения, имеющее возможность контакта с его осью, и - заклинивающей поверхности в виде упругой балки, имеющей возможность взаимодействия с рукояткой управления, позволяет из заливной горловины проводить только блокировку (разблокировку) открывания крана, что уменьшает время взаимодействия с рукояткой управления и снижает прикладываемое к ней физическое усилие. Это улучшает эксплуатационные характеристики и упрощает конструкцию.The execution in the body of a ball valve of a groove with a jamming surface, in which a rolling body is placed, which has the possibility of contact with its axis, and - a jamming surface in the form of an elastic beam, which can interact with the control handle, allows only blocking (unlocking) of opening from the filler neck crane, which reduces the time of interaction with the control handle and reduces the physical force applied to it. This improves performance and simplifies design.

Выполнение дополнительного затвора в виде шарового крана, в корпусе которого сделан паз с заклинивающей поверхностью, в котором размещено тело качения, имеющее возможность контакта с его осью, и выполнение заклинивающей поверхности в виде упругой балки упрощает конструкцию устройства, так как уменьшает номенклатуру деталей запорного устройства.The implementation of an additional shutter in the form of a ball valve, in the housing of which a groove with a jamming surface is made, in which a rolling body is placed that can contact its axis, and the implementation of the jamming surface in the form of an elastic beam simplifies the design of the device, since it reduces the nomenclature of parts of the locking device.

Выполнение конца упругой балки паза корпуса шарового крана основного затвора в виде мембраны позволяет герметизировать механизм блокировки крана, что повышает его надежность работы и эксплуатационные характеристики.The implementation of the end of the elastic beam groove of the housing of the ball valve of the main shutter in the form of a membrane allows you to seal the locking mechanism of the valve, which increases its reliability and performance.

Размещение оси шарового крана основного запорного элемента снаружи цистерны повышает удобство процедуры открывания (закрывания) крана. Выполнение конца упругой балки паза корпуса шарового крана дополнительного затвора в виде фиксатора позволяет автоматически заблокировать кран в закрытом положении, что улучшает эксплуатационные характеристики. Выполнение части осей шаровых кранов основного и дополнительного затворов в виде ограничителей взаимного поворота обуславливает работу с ними в строго определенной последовательности по технологии, что повышает надежность и эксплуатационные характеристики.Placing the axis of the ball valve of the main locking element outside the tank increases the convenience of the valve opening (closing) procedure. The execution of the end of the elastic beam groove of the ball valve body of the additional shutter in the form of a latch allows you to automatically lock the valve in the closed position, which improves performance. The implementation of part of the axes of ball valves of the main and additional valves in the form of limiters of mutual rotation determines the work with them in a strictly defined sequence of technology, which increases reliability and performance.

Выполнение мембраны с возможностью деформации под действием давления наливаемого в цистерну жидкого продукта позволяет автоматически фиксировать запирающий элемент в процессе налива в цистерну жидкого продукта, что улучшает эксплуатационные характеристики.The implementation of the membrane with the possibility of deformation under the action of pressure poured into the tank liquid product allows you to automatically lock the locking element during filling in the tank liquid product, which improves performance.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема запорного устройства железнодорожной цистерны в положении «Закрыто». На фиг. 2 изображен разрез А-А запорного устройства. На фиг. 3 изображена схема запорного устройства в положении «Открыто». На фиг. 4 изображен разрез Б-Б запорного устройства.In FIG. 1 shows a diagram of a rail tank shut-off device in the “Closed” position. In FIG. 2 shows a section AA of the locking device. In FIG. 3 shows a diagram of a locking device in the "Open" position. In FIG. 4 shows a section BB of the locking device.

Запорное устройство железнодорожной цистерны содержит размещенные с возможностью поворота в корпусе 1, имеющем входной 2 и выходной 3 патрубки, запирающие элементы 4, 5 сферической формы с отверстием 6 и ступенчатой осью 7, имеющей ограничитель 8. В корпусе с заклинивающей поверхностью 9 выполнены пазы 10, в каждом из которых размещено тело 11 качения, подпружиненное упругим элементом 12 и имеющее возможность контакта с заклинивающей поверхностью и осью 7. Часть пазов выполнена в виде упругой балки 13, при этом конец одной балки имеет возможность взаимодействия через мембрану 14 с двуплечим рычагом 15, свободно установленным на оси 16, а конец другой балки - с выступом 17 ограничителя 18, установленным с возможностью линейного перемещения в корпусе 1 и подпружиненным упругим элементом 19. Двуплечий рычаг 15 посредством шарнира 20 соединен с одним концом рукоятки 21 управления, другой конец которой размещен в заливной горловине цистерны 22, нижняя часть которой сообщена с входным патрубком 2 корпуса 1.The locking device of the railway tank contains rotatably arranged in the housing 1 having an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, locking elements 4, 5 of a spherical shape with an opening 6 and a stepped axis 7 having a limiter 8. In the case with a jamming surface 9, grooves 10 are made, in each of which a rolling body 11 is placed, spring-loaded with an elastic element 12 and having the possibility of contact with the jamming surface and axis 7. Some of the grooves are made in the form of an elastic beam 13, while the end of one beam has the interacting through the membrane 14 with the two-arm lever 15 freely mounted on the axis 16, and the end of the other beam with the protrusion 17 of the limiter 18, mounted for linear movement in the housing 1 and the spring-loaded elastic element 19. The two-arm lever 15 is connected to one end by a hinge 20 control handles 21, the other end of which is located in the filler neck of the tank 22, the lower part of which is in communication with the inlet pipe 2 of the housing 1.

Запорное устройство железнодорожной цистерны работает следующим образом.The locking device of the railway tank operates as follows.

В исходном состоянии запирающие элементы 4, 5 находятся в закрытом состоянии, в котором оси их отверстий 6 горизонтальны, вследствие чего входной 2 и выходной патрубки корпуса 1 разобщены (фиг. 1, 2). Двуплечий рычаг 15 своим плечом прижимает мембрану 14 к концу упругой балки 13 паза 10 корпуса верхнего (основного затвора) запирающего элемента 4, а выступ 17 ограничителя 18 касается конца упругой балки 13 паза 10 корпуса нижнего (дополнительного затвора) запирающего элемента 5, что препятствует повороту осей этих запирающих элементов в направлении стрелки (фиг. 2). В случае поворота запирающих элементов в указанном направлении тело качения 11 находит на заклинивающую поверхность 9 и блокирует вращение оси 7. Кроме того, повороту запирающего элемента 4 также препятствует еще и ограничитель 8 оси 7 нижнего запирающего элемента 5. Поскольку сумма радиусов ограничителей 8 запирающих элементов больше межцентрового расстояния между ними, то при повороте ограничитель верхнего запирающего элемента упрется в ограничитель нижнего. Этим обеспечивается надежная фиксация основного затвора в закрытом положении. Заметим, что на выступающий из корпуса 1 конец ограничителя 18 может быть надета пломба для фиксирования несанкционированного нажатия последнего.In the initial state, the locking elements 4, 5 are in a closed state, in which the axis of their holes 6 are horizontal, as a result of which the input 2 and output nozzles of the housing 1 are disconnected (Fig. 1, 2). The two shoulders lever 15 presses the membrane 14 with its shoulder against the end of the elastic beam 13 of the groove 10 of the upper (main shutter) housing of the locking element 4, and the protrusion 17 of the stopper 18 touches the end of the elastic beam 13 of the groove 10 of the lower (additional shutter) body of the locking element 5, which prevents rotation the axes of these locking elements in the direction of the arrow (Fig. 2). In the case of rotation of the locking elements in the indicated direction, the rolling body 11 is on the jamming surface 9 and blocks the rotation of the axis 7. In addition, the rotation of the locking element 4 is also prevented by the limiter 8 of the axis 7 of the lower locking element 5. Since the sum of the radii of the limiters 8 of the locking elements is larger the intercenter distance between them, then when turning the limiter of the upper locking element abuts against the limiter of the lower. This ensures reliable fixation of the main shutter in the closed position. Note that on the end of the stopper 18 protruding from the housing 1, a seal can be put on to fix the unauthorized pressing of the latter.

Для слива из цистерны 22 жидкого продукта присоединяют к патрубку 3 сливной шланг (не показан) и переводят двуплечий рычаг 15 в положение, при котором он освобождает мембрану 14 и, следовательно, конец упругой балки 13 паза 10 корпуса верхнего запирающего элемента 4 (фиг. 3, 4). Указанный рычаг переводят посредством рукоятки 21 управления, конец которой расположен в заливной горловине цистерны, поскольку по условиям размещения управляющих механизмов запорных устройств железнодорожных цистерн необходимо устанавливать эти механизмы в наиболее удаленной зоне, имеющей наилучшие показатели обзорности для исключения несанкционированного открытия запорных устройств цистерн.To drain the liquid product from the tank 22, a drain hose (not shown) is attached to the pipe 3 and the two-arm lever 15 is moved to the position where it releases the membrane 14 and, therefore, the end of the elastic beam 13 of the groove 10 of the upper locking element 4 body (Fig. 3 , four). The specified lever is transferred by means of a control handle 21, the end of which is located in the filler neck of the tank, since under the conditions of placement of the control mechanisms of the locking devices of railway tanks, it is necessary to install these mechanisms in the most remote zone, which has the best visibility to prevent unauthorized opening of the locking devices of the tanks.

После этого снимают пломбу (если она была установлена) с конца ограничителя 18 и нажимают на него, преодолевая усилие пружины 19. В результате этого выступ 17 отходит от конца консольной балки паза 10 корпуса нижнего запирающего элемента 5. Начинают поворачивать ось 7 последнего против часовой стрелки, при этом тело 11 качения заходит на заклинивающую поверхность 9, продвигается по ней и отодвигает (опускает) край консольной балки. Отпускают конец ограничителя, после чего за счет силы пружины 19 он начинает возвращаться в исходное состояние, упирается в выступающий конец консольной балки 13 и фиксируется в этом положении (фиг. 4). Продолжают поворачивать ось 7 запирающего элемента 5 против часовой стрелки до упора, при этом тело качения проворачивается (проскальзывает) на заклинивающей поверхности, не препятствуя повороту оси. Дойдя до упора, край ограничителя 8 со скосом оказывается левее вертикали, освобождая путь для движения ограничителя оси элемента 4, который поворачивают против часовой стрелки. При этом тело 11 качения будет находить на заклинивающую поверхность 9, приподнимая конец балки 13 и проскальзывая по ней, не препятствуя повороту оси. В результате входной 2 и выходной 3 патрубки оказываются сообщенными, и жидкий продукт из цистерны начинает сливаться (фиг. 3).After that, remove the seal (if it was installed) from the end of the stopper 18 and press on it, overcoming the force of the spring 19. As a result, the protrusion 17 moves away from the end of the cantilever beam of the groove 10 of the lower locking element 5. The axis 7 of the latter is started to turn counterclockwise , while the rolling body 11 enters the jamming surface 9, moves along it and pushes (lowers) the edge of the cantilever beam. Release the end of the limiter, after which, due to the force of the spring 19, it begins to return to its original state, abuts against the protruding end of the cantilever beam 13 and is fixed in this position (Fig. 4). Continue to turn the axis 7 of the locking element 5 counterclockwise until it stops, while the rolling body rotates (slips) on the jammed surface, without interfering with the rotation of the axis. Having reached the stop, the edge of the limiter 8 with a bevel is to the left of the vertical, making way for the movement of the limiter of the axis of the element 4, which is rotated counterclockwise. In this case, the rolling body 11 will be located on the jamming surface 9, lifting the end of the beam 13 and sliding along it, without interfering with the rotation of the axis. As a result, inlet 2 and outlet 3 nozzles are connected, and the liquid product from the tank begins to merge (Fig. 3).

Для прекращения слива (или после его окончания) сначала закрывают верхний запирающий элемент 4 поворотом по часовой стрелке до упора, так как край ограничителя его оси, находящийся на вертикальной линии, не даст повернуться ограничителю оси нижнего запирающего элемента 5. При этом тело 11 качения будет двигаться по заклинивающей поверхности в сторону паза 10, опуская консольную балку 13. После закрытия остатки жидкого продукта, находящиеся между запирающими элементами, вытекут через отверстие нижнего запирающего элемента 5.To stop the drain (or after it has ended), first close the upper locking element 4 by turning it clockwise until it stops, since the edge of its axis limiter, located on a vertical line, will not allow the axis limiter of the lower locking element 5 to turn. move along the jamming surface in the direction of the groove 10, lowering the cantilever beam 13. After closing, the residual liquid product located between the locking elements will flow through the hole of the lower locking element 5.

Далее производят закрывание нижнего запорного элемента, поворачивая его ось по часовой стрелке до упора. При этом тело 11 качения будет двигаться по заклинивающей поверхности в сторону паза 10, конец консольной балки 13 начнет подниматься и через некоторое он освободит выступ 17 ограничителя 18, который под действием пружины 19 переместится влево в исходное положение. Нижний запирающий элемент автоматически заблокируется в закрытом положении, и край фиксатора его оси, находящийся на вертикальной линии, будет препятствовать открыванию верхнего запирающего элемента. Поэтому при отсутствии необходимости верхний запирающий элемент можно не фиксировать через заливную горловину цистерны. Заметим, что верхнее фиксирование запирающего элемента 4 можно производить автоматически при наливании в цистерну жидкого продукта. Для этого мембрана 14 должна быть рассчитана так, чтобы она прогибалась под действием давления столба жидкого продукта, после чего двуплечий рычаг 15 под действием силы веса шарнира 20 и рукоятки 21 управления повернется в исходное положение, препятствующее подъему конца консольной балки 13.Next, close the lower locking element by turning its axis clockwise until it stops. In this case, the rolling body 11 will move along the jamming surface in the direction of the groove 10, the end of the cantilever beam 13 will begin to rise and after a while it will release the protrusion 17 of the stopper 18, which, under the action of the spring 19, will move to the left to its original position. The lower locking element is automatically locked in the closed position, and the edge of the latch of its axis, located on a vertical line, will prevent the opening of the upper locking element. Therefore, if there is no need, the upper locking element can not be fixed through the filler neck of the tank. Note that the upper locking of the locking element 4 can be done automatically when pouring liquid product into the tank. For this, the membrane 14 must be designed so that it bends under the action of the column pressure of the liquid product, after which the two-arm lever 15, under the action of the weight of the hinge 20 and the control handle 21, will turn to its original position, which prevents the end of the cantilever beam 13 from rising.

Заметим, что рукоятка 21 управления может управлять двуплечими рычагами нескольких запорных устройств, что ускоряет слив жидкого продукта (фиг. 5).Note that the control handle 21 can control the two-arm levers of several locking devices, which accelerates the drainage of the liquid product (Fig. 5).

Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции, надежное и удобное в эксплуатации запорное устройство.The implementation of the invention will allow you to create a simple in design, reliable and easy to use locking device.

Claims

1. The locking device of the railway tank, containing the control handles in the area of the filler neck of the tank, the main valve in the form of a ball valve, located in the lower part of the tank in the area of the outlet window of the drain pipe, and an additional valve located at the end of the drain pipe of the tank, characterized in that a groove with a jamming surface is made in the body of the ball valve, in which a rolling body is placed that has the possibility of contact with its axis, while the jamming surface is made in the form of an elastic beam, with the ability to interact with the control handle.

2. The locking device according to claim 1, characterized in that the additional shutter is made in the form of a ball valve, in the housing of which there is a groove with a jamming surface, in which a rolling body is placed that has the possibility of contact with its axis, while the jamming surface is made in the form elastic beams.

3. The locking device according to claim 1, characterized in that the end of the elastic beam groove of the housing of the ball valve of the main shutter is made in the form of a membrane.

4. The locking device according to claim 1, characterized in that the axis of the ball valve of the main locking element is placed outside the tank.

5. The locking device according to claim 2, characterized in that the end of the elastic beam groove of the housing of the ball valve of the additional shutter is made in the form of a latch.

6. The locking device according to any one of claims 1, 2, characterized in that part of the axes of the ball valves of the main and additional valves is made in the form of limiters of mutual rotation.

7. The locking device according to claim 3, characterized in that the membrane is made with the possibility of deformation under the influence of the pressure of the liquid product being poured into the tank.