RU214321U1

RU214321U1 - FASTENING ASSEMBLY OF HATCH SHELL WITH BOILER SHELL

Info

Publication number: RU214321U1
Application number: RU2022121080U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Маненков; Игорь Александрович Романов; Илья Александрович Водяков; Олег Владимирович Чарин; Сергей Владимирович Горских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий"
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2022-10-21

Abstract

Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей и может быть использована в конструкциях железнодорожных транспортных средств. Выполнение узла крепления обечайки люка с обечайкой (2) котла вагона-цистерны так, что крепление обечайки люка с обечайкой котла выполнено посредством диска (3), изогнутого по форме обечайки котла и являющегося частью обечайки котла, при этом диск выполнен с центральным сквозным отверстием, по периметру сквозного отверстия диск соединен посредством сварки с обечайкой люка, а по наружному периметру диск соединен посредством сварки с обечайкой котла, что обеспечивает снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления вагона-цистерны.

The utility model relates to containers for storing and transporting aggressive liquids and can be used in the construction of railway vehicles. Execution of the fastening unit of the hatch shell with the shell (2) of the boiler of the tank car so that the fastening of the hatch shell with the boiler shell is made by means of a disk (3) bent in the shape of the boiler shell and being part of the boiler shell, while the disk is made with a central through hole, along the perimeter of the through hole, the disk is connected by welding to the hatch shell, and along the outer perimeter, the disk is connected by welding to the boiler shell, which reduces labor intensity and improves the manufacturability of the tank car.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей и может быть использована в конструкциях железнодорожных транспортных средств.The utility model relates to containers for storing and transporting aggressive liquids and can be used in the construction of railway vehicles.

Уровень техникиState of the art

Согласно изобретению RU 2652310 известна конструкция люка цистерны, содержащем обечайку с монтажным фланцем, обечайка люка выполнена с хвостовиком, предназначенным для его размещения в котле цистерны, люк цистерны выполнен в виде отливки, при этом на обечайке люка цистерны в его средней части между монтажным фланцем и хвостовиком отлит присоединительный фланец, предназначенный для соединения люка цистерны с обечайкой котла цистерны; присоединительный фланец может быть выполнен в виде цилиндрического сегмента с радиусом, равным радиусу обечайки котла цистерны; кромки присоединительного фланца могут быть сопряжены между собой по радиусу; радиус «R» сопряжения кромок присоединительного фланца может быть равен половине ширины «H» присоединительного фланца; в хвостовике обечайки люка под присоединительным фланцем могут быть выполнены сквозные дренажные отверстия, сообщающие верхнюю часть котла цистерны с полостью обечайки люка, для удаления из цистерны остатков газовой фазы испарившегося груза; дренажные отверстия могут быть выполнены под присоединительным фланцем в зоне сопряжения обечайки люка цистерны и присоединительного фланца, в продольной вертикальной плоскости симметрии обечайки котла цистерны; на внутренней поверхности обечайки люка цистерны в местах выхода сквозных дренажных отверстий могут быть выполнены усиливающие приливы-утолщения; в качестве материала отливки может быть использован алюминий; сопрягаемые поверхности обечайки люка и присоединительного фланца могут быть выполнены со скруглением по радиусам «R1», «R2», выдержанным в диапазоне от 50 до 200 мм. Недостатком предложенного изобретения можно считать высокая трудоемкость при реализации предложенной конструкции, как результат снижение производительности и/или снижение надежности конструкции в целом.According to the invention RU 2652310, a design of a tank hatch is known, containing a shell with a mounting flange, the hatch shell is made with a shank designed for its placement in the tank boiler, the tank hatch is made in the form of a casting, while on the tank hatch shell in its middle part between the mounting flange and a connecting flange is molded with a shank, designed to connect the tank hatch with the shell of the tank boiler; the connecting flange can be made in the form of a cylindrical segment with a radius equal to the radius of the tank boiler shell; the edges of the connecting flange can be mated with each other along the radius; the radius "R" of the edges of the connecting flange can be equal to half the width "H" of the connecting flange; in the shank of the hatch shell under the connecting flange, through drainage holes can be made that communicate the upper part of the tank boiler with the cavity of the hatch shell, to remove the remains of the gas phase of the evaporated cargo from the tank; drainage holes can be made under the connecting flange in the area of interface between the tank hatch shell and the connecting flange, in the longitudinal vertical plane of symmetry of the tank boiler shell; on the inner surface of the shell of the hatch of the tank at the exit points of the through drainage holes, reinforcing tides-thickenings can be made; aluminum can be used as a casting material; the mating surfaces of the manhole shell and the connecting flange can be made with rounding along the radii "R1", "R2", maintained in the range from 50 to 200 mm. The disadvantage of the proposed invention can be considered a high complexity in the implementation of the proposed design, as a result of reduced productivity and/or reduced reliability of the design as a whole.

Известно изобретение RU 2646709, согласно которому котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла, при этом место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на наружной цилиндрической поверхности обечайки и охватывающей горловину люка, при этом усиливающая накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной Н и концевых участков толщиной h с промежуточными переходными участками, общая длина L усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра D горловины люка, ширина L1 усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла.Known is the invention RU 2646709, according to which the tank car boiler containing a shell, a hatch with a neck fixed in the shell of the boiler, while the junction of the neck of the hatch with the shell is reinforced with a lining installed on the outer cylindrical surface of the shell and covering the mouth of the hatch, while the reinforcing lining made with a variable cross-section in the form of a central section with a thickness H and end sections with a thickness h with intermediate transitional sections, the total length L of the reinforcing lining, measured along the longitudinal axis of the tank car boiler, is made not less than 1.3 times the diameter D of the hatch neck , the width L1 of the reinforcing lining, measured transversely to the shell of the boiler, is from 0.08 to 0.20 of the circumference of the boiler shell.

Техническим недостатком, присущим данному устройству, является наличие переменного сечения в усиливающей накладке, что затрудняет формообразование по поверхности цилиндрической обечайки, что увеличивает трудоемкость изготовления и снижает надежность конструкции в целом при недостаточно точном примыкании поверхности накладки с поверхностью обечайки.The technical disadvantage inherent in this device is the presence of a variable section in the reinforcing lining, which makes it difficult to shape the surface of the cylindrical shell, which increases the complexity of manufacturing and reduces the reliability of the structure as a whole if the surface of the lining is not adjoined accurately to the surface of the shell.

Наиболее близким решением является полезная модель, описанная в патенте РФ № 170104. Согласно полезной модели для достижения заявленного технического результата в контейнере-цистерне, содержащем емкость из композиционного материала с отверстием под горловину люка на его цилиндрической части и установленный люк в отверстии емкости, скрепленный с ней горловиной из композиционного материала по периметру люкового отверстия и стенкой емкости посредством опорного вкладыша из композиционного материала, соединенного с поверхностью емкости клеевым соединением и выполненного в виде кольца, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю поверхность стенки емкости в зоне люкового отверстия, особенность заключается в том, что крепление горловины люка к цилиндрической части емкости выполнено посредством опорной части горловины, под основанием которой имеется закладной элемент. Закладной элемент выполнен в виде металлического кольца, по периметру которого приварены кронштейны для установки откидных болтов для крепления крышки люка. Кроме того, дополнительно стянут винтам со стенкой емкости.The closest solution is the utility model described in RF patent No. 170104. According to the utility model, to achieve the claimed technical result in a tank container containing a container made of composite material with a hole for the hatch neck on its cylindrical part and a hatch installed in the container hole, fastened with it has a neck made of composite material along the perimeter of the hatch opening and a container wall by means of a supporting insert made of composite material connected to the surface of the tank by adhesive bonding and made in the form of a ring, the outer surface of which repeats the inner surface of the tank wall in the area of the hatch opening, the peculiarity lies in the fact that fastening of the mouth of the hatch to the cylindrical part of the tank is made by means of the supporting part of the neck, under the base of which there is an embedded element. The embedded element is made in the form of a metal ring, along the perimeter of which brackets are welded for installing hinged bolts for fixing the hatch cover. In addition, it is additionally tightened with screws to the container wall.

Недостатком наиболее близкого аналога следует считать сложность изготовления из-за большого количества трудоемких технологических операций, а также наличие клеевого соединения, что снижает надежность конструкции в целом.The disadvantage of the closest analogue should be considered the complexity of manufacturing due to the large number of labor-intensive technological operations, as well as the presence of an adhesive joint, which reduces the reliability of the design as a whole.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в повышении технологичности изготовления вагона-цистерны. The task to be solved by the proposed utility model is to improve the manufacturability of the tank car.

Технический результат: упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления за счет исключения накладного кольца.EFFECT: simplified design, increased manufacturability due to the exclusion of the overlay ring.

Указанный технический результат достигается за счет того, что узел крепления обечайки люка (4) с обечайкой (2) котла вагона-цистерны, включающий цилиндрическую обечайку (1) люка с горловиной, жестко закрепленной в обечайке котла вагона-цистерны, отличающийся тем, что крепление обечайки люка с обечайкой котла выполнено посредством диска (3), изогнутого по форме обечайки котла и являющегося частью обечайки котла, при этом диск выполнен с центральным сквозным отверстием, по периметру сквозного отверстия диск соединен посредством сварки с обечайкой люка, а по наружному периметру диск соединен посредством сварки с обечайкой котла, диск выполнен толщиной Sd=(1,5-3)⋅Sоб, где Sоб - толщина обечайки котла вагона-цистерны в месте сопряжения с диском, наружный диаметр Dd диска в плоском состоянии составляет Dd=(1,2-2)⋅Dл, где Dл - наружный диаметр обечайки люка.The specified technical result is achieved due to the fact that the attachment of the shell of the hatch (4) with the shell (2) of the boiler of the tank car, including the cylindrical shell (1) of the hatch with a neck rigidly fixed in the shell of the boiler of the tank car, characterized in that the mount hatch shell with the boiler shell is made by means of a disk (3), bent in the shape of the boiler shell and being part of the boiler shell, while the disk is made with a central through hole, along the perimeter of the through hole, the disk is connected by welding to the hatch shell, and along the outer perimeter the disk is connected by welding with the boiler shell, the disk is made with a thickness of Sd=(1.5-3)⋅Sb, where Sb is the thickness of the tank car boiler shell at the interface with the disk, the outer diameter Dd of the disk in the flat state is Dd=(1.2 -2)⋅Dl, where Dl is the outer diameter of the hatch shell.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Сущность предлагаемого узла крепления обечайки люка с обечайкой котла вагона-цистерны более подробно поясняется на прилагаемом чертеже, где на фиг. 1 изображен общий вид узла крепления, а на фиг. 2 показан разрез узла крепления, где 1 - цилиндрическая обечайка люка, 2 - обечайка котла вагона-цистерны, 3 - усиливающая накладка в форме диска, 4 - люк вагона-цистерны.The essence of the proposed attachment of the shell of the hatch with the shell of the boiler of the tank car is explained in more detail in the attached drawing, where in Fig. 1 shows a general view of the mount, and Fig. 2 shows a section of the attachment point, where 1 is the cylindrical shell of the hatch, 2 is the shell of the boiler of the tank car, 3 is a reinforcing plate in the form of a disk, 4 is the hatch of the tank car.

Объем защиты при этом не ограничивается приведенным вариантом реализации и может распространяться на любые другие вагон-цистерны, известные специалисту в области техники.The scope of protection is not limited to the above embodiment and can be extended to any other tank car known to a person skilled in the art.

В предлагаемом устройстве усиливающая накладка (3) выполнена в форме диска и содержит сквозное отверстие. Наиболее предпочтительным материалом для изготовления усиливающей накладки является листовой прокат из алюминия или сплава на основе алюминия. Для обеспечения надежности и долговечности узла крепления обечайки (1) люка с обечайкой (2) котла толщина усиливающей накладки в форме диска (3) должна составлять 1,5-3 толщины обечайки (2) котла, а внешний диаметр усиливающей накладки в форме диска (3) составляет 1,2-2 диаметра наружного диаметра обечайки (1) люка (4). Использование конструкции узла крепления с усиливающей накладкой в форме диска (3) с внешним диаметром 1,2-2 относительно наружного диаметра обечайки (1) люка (4) позволяет равномерно распределить внутренних напряжений в местах соединения усиливающей накладки в форме диска (3) с обечайкой (1) люка (4) и обечайкой (2) котла и исключает локализацию локализации нежелательных внутренних напряжений в местах сварных соединений.In the proposed device, the reinforcing pad (3) is made in the form of a disk and contains a through hole. The most preferred material for making the reinforcing patch is aluminum or aluminum alloy sheet. To ensure the reliability and durability of the attachment of the shell (1) of the hatch with the shell (2) of the boiler, the thickness of the reinforcing plate in the form of a disk (3) should be 1.5-3 of the thickness of the shell (2) of the boiler, and the outer diameter of the reinforcing plate in the form of a disk ( 3) is 1.2-2 diameters of the outer diameter of the shell (1) of the hatch (4). The use of the design of the attachment unit with a reinforcing plate in the form of a disk (3) with an outer diameter of 1.2-2 relative to the outer diameter of the shell (1) of the hatch (4) makes it possible to evenly distribute internal stresses at the junctions of the reinforcing plate in the form of a disk (3) with the shell (1) the hatch (4) and the shell (2) of the boiler and excludes the localization of the localization of undesirable internal stresses in the places of welded joints.

Claims

Hatch shell attachment assembly (4) with shell (2) of the tank car boiler, including a cylindrical shell (1) of the hatch with a neck rigidly fixed in the tank car boiler shell, characterized in that the hatch shell is fastened to the boiler shell by means of a disk ( 3), bent according to the shape of the boiler shell and being part of the boiler shell, while the disc is made with a central through hole, along the perimeter of the through hole, the disc is connected by welding to the hatch shell, and along the outer perimeter, the disc is connected by welding to the boiler shell, the disc is made of thickness Sd=(1.5-3)⋅Sob, where Sob is the thickness of the shell of the tank car boiler at the interface with the disk, the outer diameter Dd of the disk in the flat state is Dd=(1.2-2)⋅Dl, where Dl is outer diameter of the manhole shell.