RU2793390C1 - Device for monitoring safe movement of railway tanks during transportation of bulk cargo - Google Patents

Device for monitoring safe movement of railway tanks during transportation of bulk cargo Download PDF

Info

Publication number
RU2793390C1
RU2793390C1 RU2022126067A RU2022126067A RU2793390C1 RU 2793390 C1 RU2793390 C1 RU 2793390C1 RU 2022126067 A RU2022126067 A RU 2022126067A RU 2022126067 A RU2022126067 A RU 2022126067A RU 2793390 C1 RU2793390 C1 RU 2793390C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
processor
output
block
cargo
Prior art date
Application number
RU2022126067A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Рэмовна Гофферт
Original Assignee
Елена Рэмовна Гофферт
Filing date
Publication date
Application filed by Елена Рэмовна Гофферт filed Critical Елена Рэмовна Гофферт
Application granted granted Critical
Publication of RU2793390C1 publication Critical patent/RU2793390C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrumentation; signaling equipment.
SUBSTANCE: device contains electro-acoustic transducers and a temperature sensor, while the outputs of the electro-acoustic transducers are directly connected to the processor through the signal converters, and the temperature sensor, there are sensors for the longitudinal and transverse angles of the tank, a controller for calculating the volume of bulk cargo, the inputs of which are connected to the output of the processor and the unit inputting information about the type of tank, and the output is connected to the controller for calculating the mass of liquid cargo, the inputs of which are connected to the temperature sensor of the liquid cargo and the block for input of the type of liquid cargo connected to the processor, while the output of the controller for calculating the mass of liquid cargo is connected through the serially connected database block and the first comparator to the alarm.
EFFECT: development of an alarm signalling the occurrence of a dangerous decrease in the load on one or more wheels of tanks of a moving train.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной и сигнальной аппаратуре, предназначенной для измерения уровня и массы наливного груза в цистернах и иных подвижных емкостях перед и в процессе их движения с выработкой сигналов о недопустимом уровне налива и об опасном перераспределении груза (плескании наливного груза) в емкости вследствие наклонов емкости и возникающих при разгоне или торможении ускорений.The invention relates to instrumentation and signaling equipment designed to measure the level and mass of liquid cargo in tanks and other movable containers before and during their movement with the generation of signals about an unacceptable filling level and dangerous redistribution of cargo (splashing liquid cargo) in the tank due to tank slopes and accelerations that occur during acceleration or deceleration.

Известно устройство для измерения уровня топлива в емкости поплавкового типа (патент РФ №55973, МПК G01F 23/36, дата приоритета 10.04.2006), установленное на электробензонасосе. В данном устройстве перемещение поплавка, расположенного на поверхности топлива, происходит в зависимости от расходования топлива и преобразуется через различные системы передачи в перемещение щетки потенциометра, сопротивление которого является функцией уровня топлива в баке.A device for measuring the fuel level in a float-type tank is known (RF patent No. 55973, IPC G01F 23/36, priority date 10.04.2006) installed on an electric fuel pump. In this device, the movement of a float located on the surface of the fuel occurs depending on the consumption of fuel and is converted through various transmission systems into the movement of a potentiometer brush, the resistance of which is a function of the fuel level in the tank.

Недостатками описанного устройства являются:The disadvantages of the described device are:

- низкая надежность конструкции, особенно в условиях постоянных значительных наклонов емкости и соответствующих колебаний уровня топлива;- low reliability of the design, especially under conditions of constant significant inclinations of the tank and corresponding fluctuations in the fuel level;

- невысокая точность измерений;- low measurement accuracy;

- отсутствие сигнализации об опасном перераспределение наливного груза в объеме емкости и, соответственно, нагрузки на колеса при наклоне и продольных и поперечных колебаниях емкости, например цистерны, что может вызвать сход цистерны с рельс.- lack of signaling about the dangerous redistribution of bulk cargo in the volume of the tank and, accordingly, the load on the wheels when tilted and longitudinal and transverse fluctuations of the tank, for example, a tank, which can cause the tank to derail.

Известно устройство для измерения уровня топлива в топливном баке (патент РФ №68124, МПК G01F 23/00, дата приоритета 19.06.2007), содержащее емкостной датчик, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), микропроцессор и преобразователь интерфейса., Выход датчика связан с входом АЦП, выход которого связан с входом микропроцессора. Выход микропроцессора присоединен к входу преобразователя интерфейса, выход которого связан с однопроводной магистралью передачи данных на блок сбора и передачи данных.A device for measuring the fuel level in a fuel tank is known (RF patent No. 68124, IPC G01F 23/00, priority date 06/19/2007), containing a capacitive sensor, an analog-to-digital converter (ADC), a microprocessor and an interface converter. ADC input, the output of which is connected to the input of the microprocessor. The output of the microprocessor is connected to the input of the interface converter, the output of which is connected to a single-wire data transmission line to the data acquisition and transmission unit.

Данное устройство обладает повышенной, по сравнению с предыдущим, надежностью и приемлемой точностью, однако в нем также, как и в предыдущем устройстве, отсутствует сигнализация об опасном перераспределение наливного груза в объеме емкости и, соответственно, нагрузки на колеса при наклоне и продольных и поперечных колебаниях емкости, например цистерны, что может вызвать сход цистерны с рельс.This device has increased, compared to the previous one, reliability and acceptable accuracy, however, as in the previous device, there is no signaling about the dangerous redistribution of bulk cargo in the volume of the tank and, accordingly, the load on the wheels during inclination and longitudinal and transverse vibrations. container, such as a tank car, which could cause the tank car to derail.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является выбранный за прототип ультразвуковой датчик уровня топлива (патент РФ №90195, МПК G01F 23/00, дата приоритета 08.09.2009). Указанный датчик содержит электроакустический преобразователь с ультразвуковым и температурным датчиками, контактирующий с наружной поверхностью днища резервуара, соединенный с входом управляющего модуля. Управляющий модуль включает процессор, блок формирования и усиления сигнала, преобразователи сигналов ультразвукового и температурного датчиков, блок энергонезависимой памяти, аналоговый и цифровой интерфейсы, автономный источник питания и таймер реального времени, причем ультразвуковой и температурный датчики соединены через соответствующие преобразователи с входами процессора, выходы которого подключены к входам блока формирования и усиления сигнала, блока энергонезависимой памяти и аналогового и цифрового интерфейсов.Closest to the claimed invention is the ultrasonic fuel level sensor chosen for the prototype (RF patent No. 90195, IPC G01F 23/00, priority date 09/08/2009). Said sensor contains an electro-acoustic transducer with ultrasonic and temperature sensors, which is in contact with the outer surface of the tank bottom, connected to the input of the control module. The control module includes a processor, a signal generation and amplification unit, signal converters for ultrasonic and temperature sensors, a non-volatile memory unit, analog and digital interfaces, an autonomous power supply and a real-time timer, and the ultrasonic and temperature sensors are connected through the corresponding converters to the inputs of the processor, the outputs of which connected to the inputs of the block of signal formation and amplification, block of non-volatile memory and analog and digital interfaces.

К достоинствам прототипа можно отнести повышенную точность измерения уровня топлива за счет учета изменения скорости распространения ультразвуковой волны при изменении температуры. Однако устройство не лишено ряда недостатков, к которым относятся:The advantages of the prototype include increased accuracy of measuring the fuel level by taking into account changes in the speed of propagation of ultrasonic waves with temperature changes. However, the device is not without a number of disadvantages, which include:

- отсутствие учета продольного и поперечного наклона резервуара;- lack of consideration of the longitudinal and transverse inclination of the reservoir;

- отсутствие возможности проведения измерений с разными видами наливного груза, т.к. в устройстве отсутствует техническая возможность ввода информации о виде груза (бензин, керосин, мазут, кислота и др.) после его налива;- the lack of the possibility of carrying out measurements with different types of bulk cargo, tk. the device does not have the technical ability to enter information about the type of cargo (gasoline, kerosene, fuel oil, acid, etc.) after it is loaded;

- не вырабатывается информация о нагрузке на отдельные колеса цистерны при ее текущих продольном и поперечном наклонах и линейных продольном и поперечном ускорениях, приводящих к смещению наливного груза относительно цистерны. В связи с указанным недостатком не вырабатывается информация о снижении нагрузки на одно или несколько колес, которая может привести к сходу цистерны с рельс.- information is not generated on the load on individual wheels of the tank at its current longitudinal and transverse inclinations and linear longitudinal and transverse accelerations, leading to displacement of the bulk cargo relative to the tank. In connection with this shortcoming, no information is generated on the reduction of the load on one or more wheels, which can lead to the derailment of the tank from the rails.

Кроме того, в прототипе не вырабатывается информация для машиниста об опасности перевозки наливного груза при недопустимом уровне налива цистерны - от 20% до 80% полного объема котла, что предусмотрено п. 18 «Правил перевозок железнодорожным транспортом грузов наливом в вагонах-цистернах и вагонах бункерного типа для перевозки нефтебитума», утвержденных Приказом Минтранса России от 29.07.2019 №245. Нарушение указанного требования приводит к недопустимому плесканию наливного груза, что может привести к опрокидыванию цистерны.In addition, the prototype does not generate information for the driver about the danger of transporting liquid cargo at an unacceptable level of filling the tank - from 20% to 80% of the total volume of the boiler, which is provided for in clause 18 of the Rules for the Transportation of Bulk Cargoes by Rail in Tank Cars and Bunker Cars type for the transportation of oil bitumen”, approved by the Order of the Ministry of Transport of Russia dated July 29, 2019 No. 245. Violation of this requirement leads to unacceptable sloshing of the liquid cargo, which can lead to the overturning of the tank.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, в результате чего достигается цель изобретения - выработка сигнализации машинисту локомотива или иным членам поездной бригады о возникновении опасного, потенциально приводящего к сходу с рельс, снижения нагрузки на одно или несколько колес цистерн движущегося железнодорожного состава, а также предупреждение о нахождении уровня наливного груза в диапазоне от 20 до 80% от полного объема котла. Такое предупреждение обеспечивает как предотвращение возможности перевозки груза с недопустимым уровнем налива, так и своевременное снижение скорости и предотвращает крушение поезда.The aim of the invention is to eliminate these shortcomings of the prototype, as a result of which the aim of the invention is achieved - the development of an alarm to the locomotive driver or other members of the train crew about the occurrence of a dangerous, potentially leading to derailment, reducing the load on one or more wheels of tanks of a moving train, as well as warning about finding the level of liquid cargo in the range from 20 to 80% of the total volume of the boiler. Such a warning ensures both the prevention of the possibility of transporting cargo with an unacceptable level of filling, and the timely reduction of speed and prevents the train from crashing.

Указанная выше цель изобретения достигается за счет того, что имеются дополнительные электроакустические преобразователи, выходы которых через соответствующие преобразователи сигнала связаны с соответствующими входами процессора, датчики продольного и поперечного углов наклона цистерны, контроллер расчета объема наливного груза, входы которого связаны с выходом процессора и блоком ввода информации о типе цистерны, а выход - с контроллером расчета массы наливного груза, входы с датчиком температуры наливного груза и блоком ввода вида наливного груза, при этом выход контроллера расчета массы наливного груза через последовательно соединенные блок базы данных и первый компаратор соединены с аварийным сигнализатором, входы блока базы данных соединены с выходом контроллера расчета массы наливного груза, датчиками продольного и поперечного углов наклона цистерны, а также блоком ввода информации о типе цистерны, при этом компаратор соединен с блоком ввода минимально допустимой нагрузки на колесо тележки цистерны, причем выход контроллера расчета объема наливного груза через второй компаратор, связанный также с выходом блока ввода информации о типе цистерны, соединен с аварийным сигнализатором, при этом электроакустические преобразователи расположены на днище цистерны по ее длине преимущественно по разные стороны от ее диаметральной плоскости.The above objective of the invention is achieved due to the fact that there are additional electro-acoustic transducers, the outputs of which are connected through the corresponding signal converters to the corresponding inputs of the processor, sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank, the controller for calculating the volume of bulk cargo, the inputs of which are connected to the output of the processor and the input unit information about the type of tank, and the output - with the controller for calculating the mass of liquid cargo, the inputs with the temperature sensor for liquid cargo and the block for inputting the type of liquid cargo, while the output of the controller for calculating the mass of liquid cargo is connected to an alarm indicator through a series-connected database block and the first comparator, the inputs of the database block are connected to the output of the controller for calculating the mass of bulk cargo, sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank, as well as the block for entering information about the type of tank, while the comparator is connected to the block for entering the minimum allowable load on the wheel of the tank bogie, and the output of the controller for calculating the volume bulk cargo through the second comparator, also connected with the output of the block for entering information about the type of tank, is connected to an alarm, while electro-acoustic transducers are located on the bottom of the tank along its length, mainly on opposite sides of its diametral plane.

В данном описании под диаметральной плоскостью цистерны понимается вертикальная продольная плоскость, представляющая собой плоскость симметрии цистерны и проходящая через всю длину цистерны и делящая ее на две симметричные части.In this description, the diametrical plane of the tank is understood as a vertical longitudinal plane, which is the plane of symmetry of the tank and passes through the entire length of the tank and divides it into two symmetrical parts.

Сущность заявляемого изобретения поясняется его блок-схемой, приведенной на чертеже.The essence of the claimed invention is illustrated by its block diagram shown in the drawing.

При реализации цели изобретения заявляемое устройство содержит установленный на днище цистерны электроакустический преобразователь 1 с датчиком температуры 2, процессор 3, при этом выход указанного электроакустического преобразователя 1 через преобразователь сигнала 4 соединен соответственно с первым входом процессора 3, а датчик температуры 2 соединен со вторым входом процессора 3. Кроме того, имеются дополнительные электроакустические преобразователи 5, выходы которых через соответствующие преобразователи сигнала 6 связаны с соответствующими входами процессора 3, датчики продольного и поперечного углов наклона цистерны 7 и 8, контроллер расчета объема наливного груза 9, входы которого связаны с выходом процессора 3 и блоком ввода информации о типе цистерны 10, а выход - с контроллером расчета массы наливного груза 11, входы которого соединены с датчиком температуры наливного груза 2 и связанным с процессором 3 блоком ввода вида наливного груза 12, при этом выход контроллера расчета массы наливного груза 11 через последовательно соединенные блок базы данных 13 и первый компаратор 14 соединены с аварийным сигнализатором 15, входы блока базы данных 13 соединены с датчиками продольного и поперечного углов наклона цистерны 7 и 8, а также блоком ввода информации о типе цистерны 10, при этом первый компаратор 14 соединен с блоком 16 ввода минимально допустимой нагрузки на колесо тележки цистерны, причем выход контроллера расчета объема наливного груза 9 через второй компаратор 17, связанный также с выходом блока ввода информации о типе цистерны 10, соединен с аварийным сигнализатором 15, при этом электроакустические преобразователи расположены на днище цистерны по ее длине преимущественно по разные стороны от ее диаметральной плоскости.When realizing the purpose of the invention, the claimed device contains an electro-acoustic transducer 1 installed on the bottom of the tank with a temperature sensor 2, a processor 3, while the output of the specified electro-acoustic transducer 1 through the signal converter 4 is connected respectively to the first input of the processor 3, and the temperature sensor 2 is connected to the second input of the processor 3. In addition, there are additional electro-acoustic transducers 5, the outputs of which are connected through the corresponding signal converters 6 to the corresponding inputs of the processor 3, sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank 7 and 8, the controller for calculating the volume of bulk cargo 9, the inputs of which are connected to the output of the processor 3 and a block for inputting information about the type of tank 10, and the output is with the controller for calculating the mass of liquid cargo 11, the inputs of which are connected to the temperature sensor of liquid cargo 2 and the block for inputting the type of liquid cargo 12 connected to the processor 3, while the output of the controller for calculating the mass of liquid cargo 11 through serially connected database block 13 and the first comparator 14 are connected to the alarm 15, the inputs of the database block 13 are connected to the sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank 7 and 8, as well as the block for entering information about the type of tank 10, while the first comparator 14 connected to the input block 16 of the minimum allowable load on the wheel of the tank trolley, and the output of the controller for calculating the volume of bulk cargo 9 through the second comparator 17, also connected to the output of the input block of information about the type of tank 10, is connected to the alarm 15, while the electro-acoustic transducers are located on the bottom of the tank along its length, mainly on opposite sides of its diametral plane.

При реализации устройства могут быть использованы следующие технические решения. В качестве электроакустических преобразователей 1, 5 могут быть использованы бесконтактные ультразвуковые датчики уровня жидкости УЗИ-2,5М. Датчик температуры можно использовать на основе терморезистора, например типа WTR 330. Процессор 3, контроллеры 9 и 11, блок базы данных 13, компараторы 14 и 17 могут быть выполнены на базе отечественных или импортных микроЭВМ. В качестве преобразователей сигнала 4, 6 может быть использована многовходовая плата ввода-вывода для ЭВМ типа PSI Express. В качестве датчиков наклона 7 и 8 могут быть использованы выпускаемые промышленностью одноосевые инклинометры INX 360D-F99-I2E2-5M. Блоки ввода исходных данных 10, 12 и 16 могут быть реализованы в виде кнопочных переключателей. Кроме того, ввод данных может осуществляться с клавиатур через декодирующее устройство. Аварийный сигнализатор 15 может быть реализован на основе информационного табло с мигающей текстовой информацией.When implementing the device, the following technical solutions can be used. Non-contact ultrasonic liquid level sensors UZI-2.5M can be used as electroacoustic transducers 1, 5. The temperature sensor can be used based on a thermistor, for example, type WTR 330. Processor 3, controllers 9 and 11, database block 13, comparators 14 and 17 can be made on the basis of domestic or imported microcomputers. As signal converters 4, 6, a multi-input I / O board for a PSI Express computer can be used. As tilt sensors 7 and 8, single-axis inclinometers INX 360D-F99-I2E2-5M manufactured by the industry can be used. Blocks input source data 10, 12 and 16 can be implemented in the form of pushbutton switches. In addition, data input can be performed from keyboards through a decoder. Alarm 15 can be implemented on the basis of an information board with flashing textual information.

Приведенный выше анализ путей реализации устройства свидетельствует о возможности его практической реализации, в том числе и в промышленных условиях.The above analysis of ways to implement the device indicates the possibility of its practical implementation, including in industrial conditions.

При реализации цели изобретения устройство работает следующим образом. Электроакустические преобразователи 1, 5 с заданной периодичностью генерируют акустические ультразвуковые импульсы, которые через днище цистерны проникают в наливной груз, заполняющий цистерну. Указанные ультразвуковые импульсы распространяются в наливном грузе, достигают его верхней поверхности и частично отражаются от нее. Отраженные акустические импульсы регистрируются соответствующими электроакустическими преобразователями 1. 5, в которых фиксируется время прохождения ультразвуковой волны. Электрические сигналы, соответствующие указанным временам, своим для каждого электроакустического преобразователя 1, 5 в преобразователях сигнала 4, 6 преобразуются в цифровой вид и поступают на вход процессора 3. При этом уровень наливного груза по оси каждого электроакустического преобразователя 1, 5 может быть определен, как расстояние от места установки электроакустического преобразователя на днище цистерны до поверхности наливного груза. Расчет указанных расстояний проводится с учетом вида наливного груза (скорость распространения ультразвуковой волны в различных жидких средах различна) и температуры наливного груза (скорость распространения ультразвуковой волны в жидких средах зависит от температуры жидкой среды). Учет указанных параметров в процессоре 3 осуществляется за счет ввода в процессор 3 данных о температуре наливного груза с датчика температуры 2 и данных о виде наливного груза с блока 12. По значениям указанных расстояний может быть определено положение зеркала поверхности наливного груза в цистерне. Во время транспортировки цистерны в реальных условиях неизбежно возникновение ее поперечных наклонов (крена), либо продольных наклонов (тангажа), связанных, например, с неровностями рельсового пути (разновысотность установки рельс в колее), уклонами рельсового пути, подъемами и спусками. Наличие данных о положении зеркала поверхности наливного груза в цистерне с учетом знания геометрии цистерны (вводится с блока ввода типа цистерны 10) обеспечивает возможность расчета в первом контроллере 9 объема наливного груза.When realizing the purpose of the invention, the device operates as follows. Electro-acoustic transducers 1, 5 generate acoustic ultrasonic pulses at a predetermined interval, which penetrate through the bottom of the tank into the bulk cargo filling the tank. These ultrasonic pulses propagate in the bulk cargo, reach its upper surface and are partially reflected from it. The reflected acoustic pulses are recorded by the corresponding electro-acoustic transducers 1. 5, in which the transit time of the ultrasonic wave is recorded. The electrical signals corresponding to the specified times are different for each electro-acoustic transducer 1, 5 in signal converters 4, 6 are converted into digital form and fed to the processor 3 input. the distance from the installation site of the electro-acoustic transducer on the bottom of the tank to the surface of the bulk cargo. Calculation of the specified distances is carried out taking into account the type of bulk cargo (the propagation velocity of an ultrasonic wave in different liquid media is different) and the temperature of the bulk cargo (the propagation velocity of an ultrasonic wave in liquid media depends on the temperature of the liquid medium). These parameters are taken into account in processor 3 by entering into processor 3 data on the temperature of liquid cargo from temperature sensor 2 and data on the type of liquid cargo from unit 12. The position of the liquid cargo surface mirror in the tank can be determined from the values of these distances. During the transportation of the tank in real conditions, the occurrence of its transverse inclinations (roll) or longitudinal inclinations (pitch) associated, for example, with rail track irregularities (different heights of the installation of rails in the track), rail track slopes, ascents and descents is inevitable. The presence of data on the position of the mirror of the surface of the liquid cargo in the tank, taking into account the knowledge of the geometry of the tank (input from the tank type input unit 10) makes it possible to calculate the volume of the liquid cargo in the first controller 9.

По результатам расчета объема наливного груза в первом контроллере 9 с учетом вводимого с блока 12 вида наливного груза (исходная плотность и коэффициент температурного расширения), текущего значения температуры наливного груза (снимается с датчика 2) обеспечивает возможность расчета во втором контроллере 11 массы наливного груза.According to the results of calculating the volume of liquid cargo in the first controller 9, taking into account the type of liquid cargo entered from the block 12 (initial density and coefficient of thermal expansion), the current temperature value of the liquid cargo (taken from sensor 2) makes it possible to calculate the mass of liquid cargo in the second controller 11.

Одной из причин аварийности на железнодорожном транспорте при перевозке наливного груза в цистернах является опасное смещение груза в цистерне, что приводит к перераспределению нагрузки на колеса цистерны, снижению нагрузки на одно из колес, его возможному отрыву от рельса и, как следствие, сходу цистерны с рельс. Недопустимое смещение груза в цистерне может произойти, в частности, при большой скорости движения на поворотах, раскачивании цистерны на неровностях пути, резком торможении. Предотвратить указанные факторы можно, если своевременно информировать машиниста о необходимости снижения скорости. В заявляемом техническом решении информирование машиниста о необходимости снижения скорости происходит следующим образом. В блоке базы данных 13 хранится заранее полученная расчетным путем информация о нагрузках на колеса данного вида цистерны при различных сочетаниях массы груза, положении зеркала поверхности наливного груза в цистерне, углах наклона цистерны по крену и тангажу. При работе устройства информация о массе груза, положению зеркала поверхности наливного груза в цистерне, углах наклона цистерны по крену и тангажу поступает в блок базы данных 13 со второго контроллера расчета массы груза 11, датчика угла наклона цистерны по крену 7 и датчика угла наклона цистерны по тангажу 8. При поступлении указанной совокупности данных в блок базы данных 13 в нем определяется нагрузка на каждое из колес цистерны для данного ее типа (вводится с блока ввода информации о типе цистерны 10), при этом минимальное из выявленных значений вводится в первый компаратор 14. В первом компараторе 14 производится сравнение указанной величины с минимально допустимой нагрузкой на колесо тележки цистерны, вводимое с блока 16 ввода минимально допустимой нагрузкой на колесо тележки данного вида цистерны. В случае, если величина нагрузки не превышает введенной с блока 15, на выходе компаратора 13 формируется управляющий сигнал, приводящий к срабатыванию аварийного сигнализатора 14, установленного на рабочем месте машиниста. При срабатывании указанного сигнализатора машинист плавно снижает скорость движения состава, положение наливного груза в цистерне возвращается к нормальному состоянию и нагрузка на колесо цистерны возвращается в допустимые пределы.One of the causes of accidents in railway transport during the transportation of bulk cargo in tanks is a dangerous displacement of cargo in the tank, which leads to a redistribution of the load on the wheels of the tank, a decrease in the load on one of the wheels, its possible detachment from the rail and, as a result, the derailment of the tank from the rail . Inadmissible displacement of the load in the tank can occur, in particular, at high speeds when cornering, swinging the tank on uneven track, and sudden braking. You can prevent these factors if you inform the driver in a timely manner about the need to reduce speed. In the claimed technical solution informing the driver about the need to reduce the speed is as follows. The database block 13 stores pre-calculated information about the loads on the wheels of a given type of tank for various combinations of cargo mass, the position of the liquid cargo surface mirror in the tank, and the roll and pitch angles of the tank. When the device is operating, information about the mass of the cargo, the position of the mirror of the surface of the liquid cargo in the tank, the angles of the tank in roll and pitch enters the database block 13 from the second controller for calculating the mass of the cargo 11, the sensor for the angle of inclination of the tank for roll 7 and the sensor for the angle of inclination of the tank for pitch 8. Upon receipt of the specified set of data in the database block 13, it determines the load on each of the wheels of the tank for its given type (input from the block for entering information about the type of tank 10), while the minimum of the detected values is entered into the first comparator 14. In the first comparator 14, the specified value is compared with the minimum allowable load on the tank truck wheel, input from the input block 16 with the minimum allowable load on the truck wheel of this type of tank. In the event that the load value does not exceed the value entered from block 15, a control signal is generated at the output of the comparator 13, leading to the operation of an alarm 14 installed at the driver's workplace. When this signaling device is triggered, the driver smoothly reduces the speed of the train, the position of the bulk cargo in the tank returns to normal and the load on the tank wheel returns to acceptable limits.

Кроме поступления на вход второго контроллера 11 информация об объеме наливного груза с выхода первого контроллера 9 поступает на второй компаратор 17. В компаратор 17 также поступает информация об объеме груза, соответствующем заполнению цистерны от 20 до 80% ее полного объема для данного типа цистерны (с блока ввода информации о типе цистерны 10). При нахождении наливного груза в указанном диапазоне второй компаратор 17 вырабатывает сигнал о невозможности начала (или опасности продолжения) движения, который поступает на аварийный сигнализатор 15.In addition to entering the input of the second controller 11, information about the volume of bulk cargo from the output of the first controller 9 is fed to the second comparator 17. The comparator 17 also receives information about the volume of cargo corresponding to the filling of the tank from 20 to 80% of its total volume for this type of tank (with block for entering information about the type of tank 10). When the bulk cargo is in the specified range, the second comparator 17 generates a signal about the impossibility of starting (or the danger of continuing) movement, which is fed to the alarm 15.

Применение рассмотренного устройства позволяет существенно снизить опасность схода поездов, в составе которых находятся цистерны с наливным грузом.The use of the considered device can significantly reduce the risk of derailment of trains, which include tanks with bulk cargo.

Кроме того, заявляемое устройство дополнительно позволяет:In addition, the claimed device additionally allows:

- контролировать процесс налива цистерн, предотвращая перелив или недолив топлива;- control the process of filling tanks, preventing overfilling or underfilling of fuel;

- оповещать машиниста поезда и грузовладельца о несанкционированном сливе (уменьшении веса) топлива;- notify the train driver and the cargo owner about unauthorized draining (weight reduction) of fuel;

- фиксировать время и место слива топлива, упрощая ведение учета железнодорожных перевозок.- record the time and place of fuel discharge, simplifying the accounting of rail transportation.

Claims (1)

Устройство контроля безопасности движения железнодорожных цистерн при перевозке наливного груза, содержащее установленный на днище цистерны электроакустический преобразователь с датчиком температуры и процессор, при этом выход указанного электроакустического преобразователя через преобразователь сигнала соединен соответственно с первым входом процессора, а датчик температуры соединен со вторым входом процессора, отличающееся тем, что имеются дополнительные электроакустические преобразователи, выходы которых через соответствующие преобразователи сигнала связаны с соответствующими входами процессора, датчики продольного и поперечного углов наклона цистерны, контроллер расчета объема наливного груза, входы которого связаны с выходом процессора и блоком ввода информации о типе цистерны, а выход - с контроллером расчета массы наливного груза, входы которого связаны с датчиком температуры наливного груза и связанным с процессором блоком ввода вида наливного груза, при этом выход контроллера расчета массы наливного груза через последовательно соединенные блок базы данных и первый компаратор соединены с аварийным сигнализатором, входы блока базы данных соединены с датчиками продольного и поперечного углов наклона цистерны, а также блоком ввода информации о типе цистерны, при этом компаратор соединен с блоком ввода минимально допустимой нагрузки на колесо тележки цистерны, причем выход контроллера расчета объема наливного груза через второй компаратор, связанный также с выходом блока ввода информации о типе цистерны, соединен с аварийным сигнализатором, при этом электроакустические преобразователи расположены на днище цистерны по ее длине преимущественно по разные стороны от ее диаметральной плоскости.A device for controlling the traffic safety of railway tanks during the transportation of bulk cargo, containing an electro-acoustic transducer installed on the bottom of the tank with a temperature sensor and a processor, while the output of the specified electro-acoustic transducer is connected through the signal converter, respectively, to the first input of the processor, and the temperature sensor is connected to the second input of the processor, differing the fact that there are additional electro-acoustic transducers, the outputs of which are connected through the corresponding signal converters to the corresponding inputs of the processor, sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank, the controller for calculating the volume of bulk cargo, the inputs of which are connected to the output of the processor and the block for entering information about the type of tank, and the output - with a bulk cargo weight calculation controller, the inputs of which are connected to a liquid cargo temperature sensor and a block for inputting the type of liquid cargo connected to the processor, while the output of the controller for calculating the bulk cargo mass is connected to an alarm indicator through a series-connected database unit and the first comparator, the unit inputs the databases are connected to the sensors of the longitudinal and transverse angles of the tank, as well as to the block for entering information about the type of tank, while the comparator is connected to the block for entering the minimum allowable load on the wheel of the tank bogie, and the output of the controller for calculating the volume of bulk cargo through the second comparator, also connected with the output of the block for entering information about the type of tank is connected to an alarm, while the electro-acoustic transducers are located on the bottom of the tank along its length, mainly on opposite sides of its diametral plane.
RU2022126067A 2022-10-04 Device for monitoring safe movement of railway tanks during transportation of bulk cargo RU2793390C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793390C1 true RU2793390C1 (en) 2023-04-03

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256502A3 (en) * 2001-05-08 2003-10-29 Rolf Käufer Protection against accident and fire for vehicles
RU90195U1 (en) * 2009-09-08 2009-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТрансСенсор" ULTRASONIC FUEL LEVEL SENSOR
RU2466460C2 (en) * 2010-12-30 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Computer-aided system of monitoring rail freightage
RU2578005C1 (en) * 2014-12-12 2016-03-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Post integrated control of axle box defects of units and wheels of moving cars

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256502A3 (en) * 2001-05-08 2003-10-29 Rolf Käufer Protection against accident and fire for vehicles
RU90195U1 (en) * 2009-09-08 2009-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТрансСенсор" ULTRASONIC FUEL LEVEL SENSOR
RU2466460C2 (en) * 2010-12-30 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Computer-aided system of monitoring rail freightage
RU2578005C1 (en) * 2014-12-12 2016-03-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Post integrated control of axle box defects of units and wheels of moving cars

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9395276B2 (en) Method and system for detection and analysis of railway bogie operational problems
CN105292397A (en) Method, system and device for monitoring and pre-warning inland ship stability in real time
WO2014192897A1 (en) Derailment sign detection system, control device, derailment sign detection method, and derailment sign detection program
RU2793390C1 (en) Device for monitoring safe movement of railway tanks during transportation of bulk cargo
CN111775929A (en) Dynamic safety early warning method for dangerous liquid mobile vehicle-mounted device
KR101205964B1 (en) System for measuring driving stability for railway vehicles
CN105737933A (en) Mining dump truck oil level measurement device and measurement method
CN206203491U (en) A kind of novel car dumper transfer platform is to rail detection system
US20210394805A1 (en) Method and Device for Detecting a Derailed State of a Rail Vehicle
CN209356210U (en) The braking distance measuring device of motor vehicles in field based on global position system
KR101868999B1 (en) Speed detection device
KR100921547B1 (en) The Fatigue Monitoring System For Railway Vehicle Bogie and Method For Protecting Railway Vehicle Using The Fatigue Monitoring System
CN202676149U (en) Track gauge measuring device
JP2018054567A (en) Railway vehicle abnormality detection method
EA028265B1 (en) Method and system of energy-optimized railway rolling stock control taking into account possible emergencies
RU2513338C1 (en) Estimation of track state
WO1999051996A1 (en) Method and apparatus for detecting harmonic rocking in railcars
JP4415401B2 (en) Fuel consumption detector
CN110823320A (en) Sand level detection method and system for sand box of railway vehicle
Antipin et al. Analysis of vibrational load influence upon passengers in trains with a compulsory body tilt
RU190336U1 (en) SANDWAY LOCOMOTIVE
CN115179997B (en) Railway wagon running safety monitoring method
AU2019475492A1 (en) Device, method and non-invasive system for measuring fluid volume to determine the volume of fluid in a movable tank
ES2235345T3 (en) METHOD AND DETECTION DETECTION DEVICE FOR A TRAIN WAGON.
RU221219U1 (en) Device for operational monitoring of car wheel derailment in a train