PL175012B1 - Układ grzejny zbiorników, zwłaszcza zbiorników cystern kolejowych - Google Patents

Abstract

Układ grzejny zbiorników, zwłaszcza zbiorników cy- " stern kolejowych składający się z wężownic kolektorów czynnika grzewczego i kondensatu, ogrzewka urządzeń załadunkowo-rozładunkowych, znamienny tym, że zewnątrz zbiornika (1) po obu stronach w dolnej jego części umieszczone są dwie wężownice grzewcze (2) połączone ze sobą równolegle, składające się z segmentów grzewczych (13) połączonych szeregowo, przy czym zasilanie czynnikiem grzewczym wężownic grzewczych (2) następuje przewodem rurowym (25) z kolektora doprowadzającego (9) usytuowanego przy jednym z końców zbiornika (1), połączonego z najwyższym segmentem grzewczym (13), a odprowadzenie kondensatu również przewodem rurowym (26) z najniższego segmentu grzewczego (13) do kolektorakondensatu (10) umieszczonego obok kolektora doprowadzającego (9), a na obu dnach zbiornika (1) w miejscach największego wyoblenia usytuowane są pierścienie grzewcze (4) połączonew najniższympunkcie zdolnymsegmentem grzewczym (3), usytuowanym w najniższej części zbiornika i sięgającym od dennicy aż do urządzenia spustowego, przy czym doprowadzenie czynnika grzewczego do pierścieni grzewczych (4) następuje z kolektora doprowadzającego (9) przewodem rurowym (27)równolegle z doprowadzeniem czynnika grzewczego do ogrzewka włazu (5) umieszczonego z części środkowej zbiornika (1), a odprowadzeniekondensatuwspólnymprzewodemrurowym(20) do kolektora kondensatu (10), a urządzenie spustowe zaś zaopatrzone w ogrzewek miski zlewowej (6), trójnika (7) i zaworów kulowych (8) połączone jest z kolektorem doprowadzającym (9) przewodem rurowym (24), a odprowadzenie kondensatu następuje przez końcówki parowe (12)

Description

Przedmiotem wynalazku jest ogrzewanie zbiorników, zwłaszcza zbiorników cystern kolejowych służących do przewozu produktów wymagających stopienia lub ogrzania przed rozładunkiem, zwłaszcza siarki stopionej.

Stan techniki

Znane dotychczas rozwiązania konstrukcyjne ogrzewania zbiorników są dwojakiego rodzaju zewnętrzne i wewnętrzne.

Jednym z rozwiązań ogrzewania zbiorników, zwłaszcza zbiorników cystern kolejowych jest ogrzewanie wewnętrzne. Elementy grzejne mająpostać wężownic rurowych zamocowanych w dolnej części zbiornika, a doprowadzenie i odprowadzenie pary następuje przez odpowiednie króćce wspawane w dno zbiornika.

Innym rozwiązaniem ogrzewania wewnętrznego jest ogrzewanie typu nurnikowego, to znaczy rura w rurę. Elementy grzejne umieszczone w dolnej części zbiornika wyprowadzone są na zewnątrz zbiornika poprzez dno i na zewnątrz połączone szeregowo w układ grzejny.

Takie rozwiązania są bardzo kłopotliwe podczas mycia cystern, uniemożliwiają dostęp do całej powierzchni wewnętrznej zbiornika oraz praktycznie eliminują mechanizację tych prac. Ponadto jest duża możliwość powstawania nieszczelności na połączeniach kołnierzowych znajdujących się wewnątrz zbiornika lub perforacji rury w trakcie prac naprawczych lub mycia.

Kolejnym rozwiązaniem konstrukcyjnym ogrzewania zbiorników cystern kolejowych jest ogrzewanie zewnętrzne. Elementy grzejne w postaci wężownic rurowych zamocowane są do zewnętrznej powierzchni zbiornika w jego dolnej części i przykryte blachą, zaś cały zbiornik wraz z doprowadzeniem pary do elementów grzejnych, ogrzewanie urządzenia spustowego i włazów załadunkowych jest zaizolowany. Izolacja osłonięta jest osłoną z blach.

Takie rozwiązanie konstrukcyjne ogrzewania posiada wiele mankamentów. Przekazywanie ciepła z wężownic do zbiornikajest utrudnione ze względu na liniowy tylko styk rury grzejnej ze ścianką zbiornika, a przez to duże straty ciepła. Ponadto skomplikowana jest konstrukcja zewnętrznych pierścieni usztywniających zbiornik i siodeł, na których posadowiony jest zbiornik.

W dotychczasowych rozwiązaniach ogrzewania brak było skutecznego ogrzewania zbiornika w strefie den, co było wielką niedogodnością w przypadku przewozu produktów, które krzepły w zbiorniku.

Istota wynalazku

Celem wynalazku było opracowanie takiej konstrukcji zewnętrznego ogrzewania zbiorników, zwłaszcza zbiorników cystern kolejowych o bardzo małych stratach, zapewniające efektywne grzanie w całej objętości zbiornika oraz urządzeń załadunkowo-wyładowczych. Zostało to rozwiązane według wynalazku w ten sposób, że zewnętrzne ogrzewanie składa się z dwóch wężownic (sekcji) grzewczych połączonych ze sobą równolegle, umieszczonych po obu stronach zbiornika w dolnej jego części. Każda wężownica grzewcza składa się z segmentów grzewczych połączonych szeregowo.

Wężownice grzewcze zasilane są czynnikiem grzewczym z kolektora doprowadzającego usytuowanego przy jednym z końców zbiornika, przy czym doprowadzenie czynnika grzewczego następuje powyżej maksymalnego poziomu napełniania zbiornika, a odprowadzenie kondensatu z najniższego segmentu następuje do kolektora kondensatu umieszczonego obok kolektora doprowadzającego.

Wężownice grzewcze są na całej długości części walcowej zbiornika i przechodzą przez pierścienie wzmacniające zbiornik wykonane z profili ceowych skierowanych półkami do zbiornika. Pierścienie wzmacniające w strefie przejścia wężownic mają półki węższe, nie sięgające do ścianek zbiornika i podparte są żebrami, ustawionymi promieniowo do zbiornika, usytuowanymi między segmentami grzewczymi. Długość żeber jest zmienna i zwiększa się ku podstawie.

Na obu dnach w miejscu największego wyoblenia usytuowane są dwa pierścienie grzewcze utworzone przez walcowy pierścień, pierścień stożkowy i fragment powierzchni den tworząc w ten sposób pierścień o przekroju trójkątnym. Pierścień grzewczy w górnej części przedzielony jest przegrodą, a w dolnej części połączony jest z dolnym segmentem grzewczym usytuowanym w najniższej części zbiornika i sięgającym od dennicy aż do urządzenia spustowego umieszczo4

175 012 nego w środku zbiornika. Czynnik grzewczy doprowadzony jest z kolektora doprowadzającego przewodem rurowym do górnej części pierścienia grzewczego dwupunktowo, po obu stronach przegrody, następnie do dodatkowego segmentu grzejnego, z którego zaś do kolektora kondensatu.

Właz usytuowany w górnej części zbiornika posiada ogrzewek, utworzony przez króciec włazu powierzchnię zbiornika odcinek rury o średnicy większej od średnicy króćca włazu i zamknięty od góry pierścieniem. Doprowadzenie czynnika grzewczego z kolektora doprowadzającego następuje równolegle z zasilaniem pierścieni grzewczych na dnach, zaś odprowadzenie kondensatu rurą pod zbiornik do zbiorczej rury odprowadzającej kondensat z obu segmentów dodatkowych, a dolnej do kolektora kondensatu usytuowanego obok kolektora doprowadzającego.

Urządzenie spustowe składające się z miski zlewowej trójnika spustowego i zaworów kulowych wyposażone jest w płaszcz parowy. Czynnik grzewczy, doprowadzony jest z kolektora doprowadzającego przewodem rurowym do płaszcza parowego miski zlewowej, skąd przez płaszcz trójnika i zaworów kulowych czynnik odprowadzony jest poprzez końcówkę parową do układu odbierającego kondensat. Wszystkie elementy grzejne oraz doprowadzenie czynnika grzewczego i odprowadzenie kondensatu są zaizolowane. Takie zestawienie środków technicznych zapewnia efektywne grzanie przewożone medium w całej objętości zbiornika oraz ogrzewanie urządzeń załadowczo-rozładowczych. Ponadto przestrzeń wewnętrzna jest wolna co ułatwia wykonanie takich prac jak mycie, oczyszczanie oraz innych wynikających z eksploatacji wagonów-cystern.

Objaśnienie figur rysunku

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wagon-cysternę w półprzekroju, fig. 2 - schemat ogrzewania cysterny, fig. 3 - schemat ogrzewania w rzucie bocznym, fig. 4 - widok z boku cysterny, fig. 5 - przekrój przez pierścień grzewczy w pł. C-C na fig. 4, fig. 6 - przekrój w płaszczyźnie D-D na fig. 4, fig. 7 - przekrój urządzenia spustowego w płaszczyźnie A-A na fig. 1 i fig. 8 - przekrój przez ogrzewek włazu w płaszczyźnie B-B na fig. 1.

Przykład wykonania wynalazku

Po obu stronach zbiornika 1 w dolnej jego części umieszczone są dwie wężownice grzewcze 2 połączone ze sobą równolegle. Każda wężownica grzewcza 2 składa się z kilku segmentów grzewczych 13 połączonych szeregowo i wykonanych z kątowników o kącie rozwartym i przyspawanych do ścianek zbiornika tworząc trójkątną rurę. Doprowadzenie czynnika grzewczego, którym może być np. para wodna następuje z kolektora doprowadzaj ącego 9 umieszczonego przy jednym z końców zbiornika 1 przewodem rurowym 25 zaopatrzonym w zawór zaporowy 11 i połączonym z najwyższym segmentem grzewczym 13. Doprowadzenie czynnika jest realizowane powyżej poziomu maksymalnego napełnienia zbiornika 1 przewożonym produktem.

Kondensat odprowadzony jest z najniższego segmentu grzewczego 13 do kolektora kondensatu 10 umieszczonego obok kolektora doprowadzającego 9 przewodem rurowym 26 zaopatrzonym w zawór zaporowy 11. Oba kolektory na końcach zaopatrzone są w końcówki parowe 12 służące do podłączenia stacyjnych przewodów zasilających. Wężownice grzewcze 2 są na całej długości części walcowej zbiornika 1 i przechodzą przez pierścienie wzmacniające 15 zbiornik wykonane z profili ceowych, skierowanych półkami do zbiornika. W strefie przejścia wężownic grzewczych 2 półki są węższe nie sięgają ścianek zbiornika tworząc szczelinę na przejście segmentów grzewczych 13 i podparte są żebrami 16 ustawionymi promieniowo w stosunku do zbiornika 1, usytuowanymi między segmentami grzewczymi. Długości żeber jest zmienna i zwiększa się ku podstawie.

Na obu dnach zbiornika 1 usytuowane są pierścienie grzewcze 4 utworzone przez walcowy pierścień 17, pierścień stożkowy 18 i fragment powierzchni dna tworząc pierścień o przekroju trójkątnym. Pierścień grzewczy w górnej części podzielony jest przegrodą 19, a w dolnej części połączony z dolnym segmentem grzewczym 3 usytuowanym w najniższej części zbiornika 1 i sięgającym od dennicy aż do urządzenia spustowego umieszczonego w środku zbiornika 1.

Czynnik grzewczy doprowadzony jest z kolektora doprowadzającego 9 przewodem rurowym 27 z zaworem zaporowym 11 równolegle do górnych części pierścieni grzewczych 4 i

175 012 ogrzewka włazu 5 usytuowanego u góry zbiornika. Doprowadzenie czynnika grzewczego do pierścieni grzewczych 4 jest dwupunktowe, po obu stronach przegrody 19, a następnie do dolnego segmentu grzewczego 3. Kondensat z ogrzewką włazu 5 oraz dolnych segmentów grzewczych 3 odprowadzony jest wspólnym przewodem rurowym zaopatrzonym w zawór zaporowy odprowadzany jest do kolektora kondensatu 10. W połączeniach kołnierzowych łączących odprowadzenie kondensatu z ogrzewką włazu 5 i dolnych pierścieni grzewczych 3 ze wspólnym przewodem rurowym 20 odprowadzającym kondensat do kolektora kondensatu 10 są kryzy dławiące 14. Ogrzewek włazu 5 utworzony jest przez króciec włazu 21, powierzchnię zbiornika 1, odcinek rury 22 o średnicy większej od średnicy króćca włazu 21 i zamknięty od góry pierścieniem 23, na którym spoczywa blacha osłony izolacji. Urządzenie spustowe zaopatrzone w ogrzewki miski zlewowej 6 trójnika 7 i zaworów kulowych 8 połączone jest kolektorem doprowadzającym 9 przewodem rurowym 24 pod zbiornikiem 1.

Czynnik po przejściu ogrzewków miski zlewowej 6 trójnika 7 i zaworów kulowych 8 odprowadzony jest przez końcówkę parową 12 do stacyjnego układu odbierającego kondensat. Wszystkie elementy grzejne oraz doprowadzenia czynnika grzewczego i odprowadzenia kondensatu mieszczą się w izolacji 28 zbiornika 1. Jedynie kolektor doprowadzający 9 kolektor kondensatu 10 i zawory zaporowe są poza izolacją 28 zbiornika 1.

4 25

13 5

fig.2.

fig.3.

175 012

fig.6.

fig.5

175 012

175 012

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ grzejny zbiorników, zwłaszcza zbiorników cystern kolejowych składający się z wężownic kolektorów czynnika grzewczego i kondensatu, ogrzewka urządzeń załadunkoworozładunkowych, znamienny tym, że zewnątrz zbiornika (1) po obu stronach w dolnej jego części umieszczone są dwie wężownice grzewcze (2) połączone ze sobą równolegle, składające się z segmentów grzewczych (13) połączonych szeregowo, przy czym zasilanie czynnikiem grzewczym wężownic grzewczych (2) następuje przewodem rurowym (25) z kolektora doprowadzającego (9) usytuowanego przy jednym z końców zbiornika (1), połączonego z najwyższym segmentem grzewczym (13), a odprowadzenie kondensatu również przewodem rurowym (26) z najniższego segmentu grzewczego (13) do kolektora kondensatu (10) umieszczonego obok kolektora doprowadzającego (9), a na obu dnach zbiornika (1) w miejscach największego wyoblenia usytuowane są pierścienie grzewcze (4) połączone w najniższym punkcie z dolnym segmentem grzewczym (3), usytuowanym w najniższej części zbiornika i sięgającym od dennicy aż do urządzenia spustowego, przy czym doprowadzenie czynnika grzewczego do pierścieni grzewczych (4) następuje z kolektora doprowadzającego (9) przewodem rurowym (27) równolegle z doprowadzeniem czynnika grzewczego do ogrzewka włazu (5) umieszczonego z części środkowej zbiornika (1), a odprowadzenie kondensatu wspólnym przewodem rurowym (20) do kolektora kondensatu (10), a urządzenie spustowe zaś zaopatrzone w ogrzewek miski zlewowej (6), trójnika (7) i zaworów kulowych (8) połączone jest z kolektorem doprowadzającym (9) przewodem rurowym (24), a odprowadzenie kondensatu następuje przez końcówki parowe (12).
2. 2. Układ grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że wężownice grzewcze (3) są zasilane czynnikiem grzewczym powyżej maksymalnego napełnienia zbiornika przewożonym medium.
3. 3. Układ grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścienie grzewcze (4) utworzone przez pierścień walcowy (17), pierścień stożkowy (18) i wycinek powierzchni dna w górnej części przedzielony jest przegrodą (19), a doprowadzenie czynnika grzewczego następuje dwupunktowo po obu stronach przegrody (19).
4. 4. Układ grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że ogrzewek włazu (5) utworzony jest przez króciec włazu (21) wycinek płaszcza zbiornika (1), odcinek rury (22) o średnicy większej od średnicy króćca włazu (21), pierścień (23), na którym leży osłona izolacji.
5. 5. Układ grzejny według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że wężownice grzewcze (2) przechodzą przez pierścienie wzmacniające (15) zbiornik (1), przy czym w strefie wężownic grzewczych (2) pierścienie wzmacniające (15) mająpółki węższe nie sięgające ścianek zbiornika i podparte są żebrami (16) ustawionymi promieniowo do zbiornika (1) usytuowanymi między segmentami grzewczymi (3 i 4) o zmiennej długości zwiększającej się ku podstawie.
6. 6. Układ grzejny według zastrz. 1 albo 3, albo 4, znamienny tym, że w połączeniach kołnierzowych łączących odprowadzenie kondensatu z obu dolnych segmentów grzewczych (3) i ogrzewka włazu (5) ze wspólnym przewodem rurowym (20) odprowadzającym kondensat do kolektora kondensatu (10) są kryzy dławiące (14).
7. 7. Układ grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że kolektor doprowadzający (9), kolektor odprowadzający mają końcówki przyłączeniowe parowe (12).
8. 8. Układ grzejny według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 7, znamienny tym, że na przewodach doprowadzających czynnik grzewczy z kolektora doprowadzającego (9) do wszystkich elementów grzejnych (2, 3, 4, 5 i 6) i odprowadzających kondensat do kolektora kondensatu (10) są zawory zaporowe (11).

   175 012

   Dziedzina techniki