RU203401U1

RU203401U1 - Железнодорожный вагон-цистерна

Info

Publication number: RU203401U1
Application number: RU2020140384U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Маненков; Игорь Александрович Романов; Алексей Владимирович Григорьев; Валерий Валерьевич Брызгалов; Вячеслав Александрович Лавров
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2021-04-02

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции вагонов-цистерн для затвердевающих продуктов. Вагон-цистерна, включающий раму, ходовую часть, автосцепное оборудование, котел, содержащий обечайку, два днища, шпангоуты, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции вагонов-цистерн для затвердевающих продуктов.

Известен котел вагона-цистерны, содержащий котел, включающий днища, люк с крышкой, предохранительный клапан, лапы, сливной прибор. Для подогрева затвердевающих продуктов снизу котла расположена пароподогревательная рубашка с концентрическими вырезами. Для установки котла на рамную конструкцию с помощью хомутов в рубашке существуют отступы. Для расположения лестниц обслуживания в пароподогревательной рубашке выполнены отступы (RU 200079, МПК B61D 5/00, B65D 90/10, опубл. 05.10.2020).

Недостатком этого технического решения является то, что в конструкции не предусмотрены шпангоуты, так как котлы вагонов-цистерн для перевозки затвердевающих продуктов изготавливаются из металла небольшой толщины, при этом необходимо обеспечить устойчивость сжатых элементов оболочки котла от наружного давления, а жесткости подогревательной рубашки не достаточно для обеспечения необходимого критерия устойчивости сжатых элементов, так как потеря устойчивости происходит, как правило, в верхней части котла.

Известен котел вагона-цистерны для затвердевающих продуктов, оборудованный шпангоутами, подогревательной системой в виде рубашки с каркасом и снабженный опорными листами и лежневыми опорами и лапами в средней части котла для установки на рамную конструкцию, отличающийся тем, что в зонах разрыва сплошности подогревательной рубашки с наружной стороны котла закреплены желоба с возможностью движения по ним теплоносителя, при этом в шпангоутах выполнены сквозные вырезы для размещения желобов (RU 194216, МПК B61D 5/00, B65D 88/74, опубл. 03.12.2019).

Недостатком этого технического решения является то, что шпангоуты являются охватывающими котел вагона-цистерны по периметру, что влечет за собой уменьшение полезного объема котла из-за невозможности максимально приблизить стенки котла к железнодорожному габариту, а также к увеличению металлоемкости.

Известен вагон-цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей, содержащий котел, нагреватель, теплоизолирующий кожух, собранный из наружного защитного кожуха и теплоизолирующего материала, размещенного между наружным защитным кожухом и котлом, наружный защитный кожух собран из царг, смонтированных на опорных поясах, закрепленных на котле и его днищах с помощью несущих кронштейнов, отличающийся тем, что котел снабжен усиливающими шпангоутами, закрепленными на его наружной поверхности, несущие кронштейны опорных поясов жестко связаны своими нижними концами с указанными усиливающими шпангоутами, опорные пояса своими нижними концами соединены с продольными балками рамы вагона-цистерны, теплоизолирующий кожух дополнен внутренним разделительным кожухом, размещенным между теплоизолирующим материалом и котлом с образованием воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла, при этом величина указанного зазора определена высотой подкладок-опор, закрепленных на наружной поверхности котла, на которые установлены царги внутреннего разделительного кожуха, которые при этом размещены между усиливающими шпангоутами и соединены с ними своими кромками, торцевые днища разделительного кожуха закреплены на несущих кронштейнах, закрепленных на днищах котла, для образования единого воздушного зазора-прослойки и для свободной циркуляции в нем нагретого нагревателем воздуха в усиливающих шпангоутах выполнены сквозные воздушные каналы (RU 170085, МПК B61D 5/00, B65D 88/74, опубл. 13.04.2017).

Недостатком этого технического решения является то, что шпангоуты выполнены охватывающими котел вагона-цистерны по всему периметру, что влечет за собой уменьшение полезного объема котла из-за невозможности максимально приблизить стенки котла к железнодорожному габариту, а также повышенную металлоемкость за счет излишней металлоконструкции по обеспечению устойчивости к наружным воздействиям.

Наиболее близким техническим решением является железнодорожная цистерна, которая содержит котел, собранный из обечайки и днищ, содержащий поперечные и продольные швы, усиленный охватывающими наружную поверхность котла составными шпангоутами, жестко соединенными на котле. Для вывода мест стыков частей составных шпангоутов из зон наибольших эксплуатационных напряжений, возникающих в участках котла в районе центральной горизонтальной плоскости котла и в нижнем районе в центральной вертикальной продольной плоскости котла, места стыков составных шпангоутов расположены под углами от центральной вертикальной плоскости котла в нижней и верхней его точках, выдержанными, соответственно, в диапазонах от 38° до 50° и не менее 50°, и на расстоянии S, измеренном по дуге по поверхности котла от поперечных и продольных сварных швов котла, составляющем не менее 100 мм. При этом места стыков составных шпангоутов подкреплены усиливающими элементами (RU 175367, МПК B61D 5/00, B65D 88/06, B60P 3/22, опубл. 01.12.2017).

Недостатком этого технического решения является то, что шпангоуты выполнены охватывающими котел вагона-цистерны по всему периметру, что влечет за собой уменьшение полезного объема котла из-за невозможности максимально приблизить стенки котла к железнодорожному габариту, а также к увеличению металлоемкости, в том числе из-за того, что составные шпангоуты подкреплены усиливающими элементами.

Задачей полезной модели является оптимизация конструкции шпангоутов для увеличения грузоподъемности вагона-цистерны, при сохранении его устойчивости к наружным воздействиям.

Техническим результатом является увеличение грузоподъемности вагона-цистерны в заданном железнодорожном габарите подвижного состава при соответствии требованиям, предъявляемым к вагонам-цистернам, с сохранением его устойчивости к наружным воздействиям за счет увеличения полезного объема котла вагона-цистерны.

Указанный технический результат достигается тем, что вагон-цистерна включает раму, ходовую часть, автосцепное оборудование, котел, содержащий обечайку, два днища, шпангоуты, которые выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла.

Признаками заявляемой полезной модели являются:

1. Вагон-цистерна;

2. Включает раму;

3. Ходовую часть;

4. Автосцепное оборудование;

5. Котел;

6. Содержащий, обечайку;

7. Два днища;

8. Котел оборудован шпангоутами;

9. Шпангоуты выполнены укороченной длины;

10. Нижние края шпангоутов смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H;

11. Ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла, при этом расположение нижней части шпангоутов обеспечивает функциональность при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава.

Признаки 1-8 является общими с прототипом, признаки 9-11 являются отличительными признаками полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 - представлен общий вид вагона-цистерны; фиг. 2 - представлен котел вагона-цистерны (аксонометрическая проекция); фиг. 3 - вид с торцевой части котла вагона-цистерны; фиг. 4 - пример профиля шпангоута.

Вагон-цистерна, включает раму 1, ходовую часть 2, автосцепное оборудование 3 и котел 4 (фиг. 1).

Котел 4 содержит обечайку 5, два днища 6, люк с крышкой 7, предохранительный клапан 8, лапы 9, сливной прибор 10. Для подогрева и обеспечения условий устойчивости сжатых элементов конструкции котла в нижней части котла расположен каркас кожуха подогревательной рубашки 11 с вырезами 12 в области днищ 6. Для крепления котла к раме платформы с помощью хомутов (позицией не обозначено) в каркасе кожуха подогревательной рубашки 11 существуют секторы 13, а для расположения лестниц обслуживания (позицией не обозначено) секторы 14. Для обеспечения условий устойчивости сжатых элементов конструкции в верхней части котла расположены шпангоуты 15 (фиг. 2).

Наружный диаметр котла D_н выбран из расчета обеспечения максимального использования заданного габарита подвижного состава, при этом шпангоуты 15 выполнены не охватывающими котел вагона-цистерны по всему периметру, а укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, которая находится в диапазоне 0,00125D_н до 0,16D_н, например, от 4 мм до 520 мм, при этом ширина W в месте, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты 15, не превышает наружного диаметра котла D_н, что позволяет максимально приблизить стенки котла к габариту вписывания, за счет этого увеличивается объем котла и соответственно объем перевозимого груза, а также обеспечивается необходимая жесткость и устойчивость конструкции котла (фиг. 3).

Для обеспечения необходимой устойчивости сжатых элементов всего котла к наружным воздействиям, шпангоуты 15 (фиг. 2) расположены в верхней части обечайки 5 и жестко связаны с ней, при этом расположение нижней части шпангоутов обеспечивает функциональность при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава. Шпангоуты 15 выполнены, например, из уголкового профиля (фиг. 4) или профиля, который в сечении омегаобразный, швеллерообразный и т.д.

Шпангоуты 15 выполнены составными как минимум из двух частей, которые могут быть соединены между собой жестким или не жестким соединением. Сечение одной части составного шпангоута может быть увеличено или уменьшено в 1,25 раза по сравнению с сечением второй части шпангоута для того, чтобы одна часть составного шпангоута вставлялась во вторую часть шпангоута.

Таким образом, наличие шпангоутов, которые не охватывают периметр котла вагона-цистерны, а являются укороченными, позволяет максимально приблизить стенки котла к габариту вписывания, за счет этого увеличивается полезный объем котла и соответственно грузоподъемность всего вагона-цистерны, а также обеспечивается необходимая устойчивость сжатых элементов всего котла к наружным воздействиям.

Claims

1. Вагон-цистерна, включающий раму, ходовую часть, автосцепное оборудование, котел, содержащий обечайку, два днища, шпангоуты, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, находящуюся в диапазоне от 0,00125D_н до 0,16D_н, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла D_н.

2. Вагон-цистерна по п. 1, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены составными как минимум из двух частей.

3. Вагон-цистерна по п. 2, отличающийся тем, что сечение одной части составного шпангоута увеличено или уменьшено в 1,25 раза по сравнению с сечением второй части шпангоута.

4. Вагон-цистерна по п. 2, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута вставлена во вторую часть шпангоута.

5. Вагон-цистерна по п. 2, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута соединена нежестко со второй частью шпангоута.

6. Вагон-цистерна по п. 2, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута соединена жестко со второй частью шпангоута.