Запорное устройство для железнодорожных цистерн

Устройство запорное для универсальных  сливных приборов предназначено для модернизации универсальных сливных приборов железнодорожных цистерн, транспортирующих нефть и нефтепродукты путем установки его в качестве первого дополнительного запорного органа. При конструировании изделия учтены замечания и пожелания персонала эксплуатирующих организаций нефтепродуктообеспечения (нефтебаз), сливо-наливных эстакад и предприятий владельцев цистерн.

Затвор состоит из следующих основных узлов и деталей:

  • корпуса 1, через который при открытом затворе проходит рабочая среда;
  • крышки 2, жестко соединенной с корпусом 1 посредством шпилечного соединения;
  • шпильки 3;
  • гайки 4;
  • шайбы 5, и в которой, также установлена втулка 6, поджатая гайкой 7, зафиксированная относительно корпуса винтом 8;
  • шпинделя 9, соединенного ходовой резьбой с гайкой-ползуном (лепестком) 10;
  • узла сальника, состоящего из герметизирующих резиновых колец 11, обеспечивающих герметичность рабочей полости корпуса 1 по отношению к окружающей среде;
  • узла затвора, обеспечивающего герметичное перекрытие проходного сечения корпуса 1 и состоящего из тарелки 12 с жестко закрепленной на ней с помощью кольца 13 и болтов 14 резинового уплотнительного кольца 15, установленного в корпусе 1 на осях 16 с возможностью вращения рычага 17, соединенного, с одной стороны, с помощью осей 18 с тарелкой 12, а с другой стороны, с помощью соединения цилиндрических поверхностей гайки-ползуна (лепестка) 10 – с пазами рычага 17;
  • шплинтов 19 и 20, фиксирующих положение осей 16 и 18 соответственно; узла местного указателя положения, состоящего из указателя положения 21, установленного на шпинделе 9 с помощью подвижного резьбового соединения с маркировками в виде рисок и букв «О» и «З», которые нанесены на крышке 2;
  • винтов 22, предотвращающих разворот указателя положения 21 и служащих для визуального определения положения затвора;
  • герметизирующих прокладок 23 в соединении корпус 1 – крышка 2 и 24 в соединении крышка 2 – втулка 6.

Проход условный

ДУ 200 мм

Давление условное

Ру 0,4 МПа (4 кгс/см²)

Рабочая среда

нефть и нефтепродукты по ГОСТ 1510

Температура рабочей среды

от -600°С до 1100°С, для слива в зимний период возможен разогрев паром до температуры 1200°С

Температура окружающей среды

от -600°С до 500°С

Присоединительные и габаритные размеры

внутренний диаметр нижнего патрубка сливного прибора 200 мм

Рабочее установочное положение

вертикальное

Направление подачи рабочей среды

под запирающий орган затвора

Норма герметичности затвора

класс «А» по ГОСТ 9544

Крутящий момент управления

не более 120 Н∙м, закрытие прохода осуществляется вращением привода по часовой стрелке. Подвижные трущиеся и контактирующие детали затвора исключают возможность заклиниваний и искрообразования

Масса

от 52 до 60 кг, уточняется по результатам изготовления опытных образцов

Положение запорного органа контролируется с помощью местного указателя положения

Пропускная способность затвора должна обеспечивать расход по воде 60 т/час при давлении (перепаде) не менее 0,4 МПа (4 кгс/см²)

Затвор работоспособен после воздействия внешних механических нагрузок:

а) продольных ускорений, действующих вдоль оси вагона-цистерны, величиной 12g;

б) вибрационных нагрузок по группе «LX» по ГОСТ 12997.

Затвор при проведении промывки, пропарки и дегазации котла цистерны обеспечивает возможность введения через него механизированных и автоматизированных устройств диаметром не более 120 мм по оси сливного патрубка, а также возможность пломбирования привода затвора в закрытом положении.

Пропускная способность затвора обеспечивает расход по воде 60 т/час при давлении (перепаде) не менее 0,4 МПа (4 кгс/см²).

Температура рабочей среды - от минус 60°С до плюс 110°С. Для слива в зимний период возможен разогрев продукта паром и химраствором до температуры 120°С.

В конструкции учтены особенности технологического процесса слива вязких нефтепродуктов с применением существующих систем циркуляционного разогрева, которыми еще с советских времен оборудованы все сливные эстакады.

Анализ конструкций существующих на рынке запорных устройств, применяемых для создания первого дополнительного затвора в универсальном сливном приборе, выявил следующие недостатки:

имеет место нарушение пунктов технических требований МПС в части сохранения проходного сечения ДУ 200. Ось поворотного запорного органа, проходя через середину сечения патрубка, суммарно с запорным органом затеняет порядка 23% сечения, тем самым уменьшая сечение до ДУ 150. В результате этого происходит увеличение времени слива любого продукта на 23%. Учитывая универсальность использования нефтебензиновых цистерн запорное устройство, выполняющее функцию первого дополнительного затвора не должно нарушать универсальности самого сливного прибора. Однако применяемые в настоящее время для этих целей поворотные затворы не обеспечивают унификацию с системами циркуляционного разогрева вязких нефтепродуктов.

Конструкция нашего прибора не ухудшает условий слива продуктов за счет ухода в сторону запорного органа при открытии затвора. Это обеспечивает требуемую площадь сечения слива, которая соответствует ДУ 200.

В соответствии с действующей технологией слива вязких нефтепродуктов после слива 70% жидкости основной запорный орган закрывают, и цистерну заполняют паром для прогрева внутренних поверхностей, после чего его вновь открывают и продолжают слив. Для обслуживающего персонала это два подъема-спуска на цистерну для управления затвором. Наше устройство за счет его унификации с системами циркуляционного разогрева позволяет исключить эту операцию, и на время пропарки перекрывать и открывать сливной патрубок в нижней части цистерны.

Конструкция затвора обеспечивает возможность проведения всех работ по техническому обслуживанию без его демонтажа со сливного прибора. Периодичность технического обслуживания определяется инструкцией на обслуживание вагона-цистерны, на которой установлен затвор, но не реже 1 раз в год. При тяжелых эксплуатационных условиях техническое обслуживание и регламентные работы должны производиться 1 раз в 6 месяцев.

Показатели надежности:

  • Назначенный срок службы до списания, лет - не менее 32.
  • Средний ресурс, циклов - не менее 4500.
  • Средняя наработка на отказ, циклов - не менее 1600.