RU221959U1

RU221959U1 - TANK BOILER

Info

Publication number: RU221959U1
Application number: RU2023122006U
Authority: RU
Inventors: Денис Владимирович Шевченко; Андрей Андреевич Никитченко; Алексей Андреевич Мышенков
Filing date: 2023-08-23
Publication date: 2023-12-01

Abstract

Полезная модель относится к области транспортировки и хранения жидких продуктов в предназначенных для этого цистернах, контейнерах-цистернах, резервуарах с кузовами в виде цилиндрических котлов, в частности, в железнодорожных цистернах, с днищами торосферической формы. Котёл цистерны включает в себя обечайку (1) цилиндрической формы и днища (2) криволинейной торосферической формы. Каждое из днищ (2) состоит из сферической части (2.1), тороидальной части (2.2), расположенной со стороны обечайки (1), переходной тороидальной части (2.3), расположенной между тороидальной частью (2.2) и сферической частью (2.1), отбортовки (2.4). Котёл цистерны характеризуется наружным диаметром D, выполненным в интервале значений от 1600 до 2430 мм, радиусом R1 сферической части 2.1, составляющим 0,65-0,75 D, радиусом R2 тороидальной части 2.2, составляющим 0,15-0,17 D, радиусом R3 переходной тороидальной части 2.3, составляющим 0,30-0,34 D. Технический результат заключается в повышении прочности и эксплуатационной надёжности котла цистерны. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to the field of transportation and storage of liquid products in designated tanks, tank containers, tanks with bodies in the form of cylindrical boilers, in particular, in railway tanks with torispherical bottoms. The tank boiler includes a shell (1) of a cylindrical shape and a bottom (2) of a curved torispherical shape. Each of the bottoms (2) consists of a spherical part (2.1), a toroidal part (2.2) located on the side of the shell (1), a transition toroidal part (2.3) located between the toroidal part (2.2) and the spherical part (2.1), flanging (2.4). The tank boiler is characterized by an outer diameter D, made in the range of values from 1600 to 2430 mm, a radius R1 of the spherical part 2.1, amounting to 0.65-0.75 D, a radius R2 of the toroidal part 2.2, amounting to 0.15-0.17 D, a radius R3 of the transition toroidal part 2.3, amounting to 0.30-0.34 D. The technical result is to increase the strength and operational reliability of the tank boiler. 1 salary f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортировки и хранения жидких продуктов в предназначенных для этого цистернах, контейнерах-цистернах, резервуарах с кузовами в виде цилиндрических котлов, в частности, в железнодорожных цистернах, с днищами торосферической формы.The utility model relates to the field of transportation and storage of liquid products in designated tanks, tank containers, tanks with bodies in the form of cylindrical boilers, in particular, in railway tanks with torispherical bottoms.

Известен котёл транспортной цистерны для перевозки жидкостей, который содержит цилиндрическую обечайку, закрытую с обоих концов днищами с изгибом, при этом днище имеет основную часть сферической формы, которая присоединяется к торцу цилиндрической обечайки посредством более сильно изогнутого фланцевого участка (см. US 4796773 A, дата публикации 10.01.1989).A transport tank boiler for transporting liquids is known, which contains a cylindrical shell closed at both ends by bottoms with a bend, the bottom having a main part of a spherical shape, which is connected to the end of the cylindrical shell by means of a more strongly curved flange section (see US 4796773 A, date publication 01/10/1989).

Известен котёл вагона-цистерны, представляющий собой горизонтальную ёмкость цилиндрической формы, закрытую с торцов днищами торосферической формы, выполненными со сферическими и тороидальными частями, при этом котёл цистерны характеризуется наружным диаметром D1, радиусом R сферической части днища, радиусом r тороидальной части днища (см. RU 177635 U1, дата публикации 02.03.2018).A tank car boiler is known, which is a horizontal cylindrical container closed at the ends by toroidal bottoms made with spherical and toroidal parts, while the tank boiler is characterized by an outer diameter D1, radius R of the spherical part of the bottom, radius r of the toroidal part of the bottom (see. RU 177635 U1, publication date 03/02/2018).

Известен котёл цистерны, принятый за наиболее близкий аналог, содержащий цилиндрическую обечайку и закреплённые на торцах обечайки днища торосферической формы, выполненные со сферическими частями и тороидальными частями, сопряжёнными одной стороной со сферическими частями днищ и другой стороной с цилиндрической обечайкой, при этом котёл характеризуется наружным диаметром D, радиусом R сферической части днища, который составляет (0,7…0,75)D, и радиусом r тороидальной части днища, который составляет 0,15…0,17)D (см. RU 183428 U1, дата публикации 21.09.2018).A tank boiler is known, taken as the closest analogue, containing a cylindrical shell and toroidal-shaped bottoms fixed at the ends of the shell, made with spherical parts and toroidal parts, mated on one side with the spherical parts of the bottoms and the other side with a cylindrical shell, while the boiler is characterized by an outer diameter D, radius R of the spherical part of the bottom, which is (0.7...0.75)D, and radius r of the toroidal part of the bottom, which is 0.15...0.17)D (see RU 183428 U1, publication date 21.09. 2018).

Техническая проблема известных котлов цистерн с торосферическими днищами заключается в том, что в местах сопряжения сферической и тороидальной частей днищ возникают зоны повышенных напряжений, обусловленные существенной разницей значений радиусов указанных частей днищ, сопрягаемых между собой. The technical problem of the known tank boilers with torispherical bottoms is that at the junction of the spherical and toroidal parts of the bottoms, zones of increased stress arise, caused by a significant difference in the radii of these parts of the bottoms mating to each other.

Техническим результатом полезной модели является повышение прочности и эксплуатационной надёжности котла цистерны.The technical result of the utility model is to increase the strength and operational reliability of the tank boiler.

Достигается технический результат за счёт того, что в котле цистерны, содержащем обечайку цилиндрической формы и закреплённые на торцах обечайки днища торосферической формы, выполненные со сферическими частями и тороидальными частями со стороны обечайки, согласно полезной модели, днища выполнены с переходными тороидальными частями, расположенными между сферическими частями и тороидальными частями со стороны обечайки, при этом котёл характеризуется наружным диаметром D, радиусом R1 сферической части днищ, составляющим 0,65-0,75 D, радиусом R2 тороидальной части днищ со стороны обечайки, составляющим 0,15-0,17 D, радиусом R3 переходной тороидальной части днищ, составляющим 0,30-0,34 D.The technical result is achieved due to the fact that in a tank boiler containing a cylindrical shell and torispherical bottoms fixed at the ends of the shell, made with spherical parts and toroidal parts on the side of the shell, according to the utility model, the bottoms are made with transitional toroidal parts located between the spherical parts and toroidal parts on the shell side, while the boiler is characterized by an outer diameter D, radius R1 of the spherical part of the bottoms, amounting to 0.65-0.75 D, radius R2 of the toroidal part of the bottoms on the shell side, amounting to 0.15-0.17 D , radius R3 of the transition toroidal part of the bottoms, amounting to 0.30-0.34 D.

В частных формах реализации полезной модели котёл характеризуется наружным диаметром D, выполненным в интервале значений от 1600 до 2430 мм.In particular forms of implementation of the utility model, the boiler is characterized by an outer diameter D, made in the range of values from 1600 to 2430 mm.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан котёл цистерны, главный вид; на фиг. 2 – днище котла-цистерны, продольный разрез; на фиг. 3 – диаграмма распределения эквивалентных напряжений торосферического днища котла цистерны известной формы; на фиг. 4 – диаграмма распределения эквивалентных напряжений торосферического днища котла цистерны предлагаемой формы.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the tank boiler, main view; in fig. 2 – bottom of the tank boiler, longitudinal section; in fig. 3 – distribution diagram of equivalent stresses of the torispherical bottom of a tank boiler of a known shape; in fig. 4 – distribution diagram of equivalent stresses of the torispherical bottom of the tank boiler of the proposed shape.

Котёл цистерны включает в себя обечайку 1 цилиндрической формы и днища 2 криволинейной торосферической формы, закреплённые на торцах обечайки 1. The tank boiler includes a cylindrical shell 1 and a curvilinear torispherical bottom 2, fixed to the ends of the shell 1.

Каждое из днищ 2 состоит из сферической части 2.1, тороидальной части 2.2, расположенной со стороны обечайки 1, переходной тороидальной части 2.3, расположенной между тороидальной частью 2.2 и сферической частью 2.1, отбортовки 2.4.Each of the bottoms 2 consists of a spherical part 2.1, a toroidal part 2.2 located on the side of the shell 1, a transition toroidal part 2.3 located between the toroidal part 2.2 and the spherical part 2.1, a flange 2.4.

Котёл цистерны характеризуется наружным диаметром D, который является также наружным диметром отбортовки днища 2, радиусом R1 сферической части 2.1, радиусом R2 тороидальной части 2.2, радиусом R3 переходной тороидальной части 2.3 днища 2. При этом радиус R1 сферической части 2.1 составляет 0,65-0,75 D, радиус R2 тороидальной части 2.2 составляет 0,15-0,17 D, радиус R3 переходной тороидальной части 2.3 составляет 0,30-0,34 D. Днища 2 имеют высоту Н.The tank boiler is characterized by an outer diameter D, which is also the outer diameter of the flanging of the bottom 2, the radius R1 of the spherical part 2.1, the radius R2 of the toroidal part 2.2, the radius R3 of the transition toroidal part 2.3 of the bottom 2. In this case, the radius R1 of the spherical part 2.1 is 0.65-0 .75 D, the radius R2 of the toroidal part 2.2 is 0.15-0.17 D, the radius R3 of the transition toroidal part 2.3 is 0.30-0.34 D. The bottoms 2 have a height H.

Выполнение днищ 2 котла, дополненных переходными тороидальными частями 2.3, у которых радиусы R3 имеют промежуточные значения, меньшие значений радиусов R1 сферических частей 2.1 и большие значений радиусов R2 тороидальных частей 2.2, приводит к сокращению разницы значений радиусов указанных частей днища 2. Более равномерное изменение кривизны поверхностей днищ 2 обеспечивает более равномерное распределение эквивалентных напряжений на участках днищ 2, где сферические части 2.1 переходят в отбортовки 2.4 через последовательно расположенные тороидальные части 2.3 и 2.2 с поэтапным снижением радиусов R3 и R2. The implementation of boiler bottoms 2, supplemented with transitional toroidal parts 2.3, in which the radii R3 have intermediate values, smaller than the radii R1 of the spherical parts 2.1 and larger values of the radii R2 of the toroidal parts 2.2, leads to a reduction in the difference in the values of the radii of the specified parts of the bottom 2. A more uniform change in curvature surfaces of the bottoms 2 ensures a more uniform distribution of equivalent stresses in sections of the bottoms 2, where the spherical parts 2.1 pass into the flanges 2.4 through successively located toroidal parts 2.3 and 2.2 with a gradual decrease in the radii R3 and R2.

Уменьшение значений радиусов R1, R2, R3 сферической 2.1 и двух тороидальных 2.2, 2.3 частей ниже минимальных граничных значений представленных интервалов радиусов, при сохранении неизменной длины котла цистерны, требует увеличить высоту Н днища 2, что может привести к уменьшению толщины днища и, как следствие, к снижению прочностных характеристик. Увеличение значений радиусов R1, R2, R3 сверх наибольших граничных значений интервалов радиусов делает менее плавными зоны сопряжений тороидальных частей 2.2, 2.3 со сферической частью 2.1 днища 2, нагрузка распределяется менее равномерно, вследствие чего возрастают напряжения, приводящие к снижению прочности и эксплуатационной надёжности котла цистерны.Reducing the values of the radii R1, R2, R3 of the spherical 2.1 and two toroidal 2.2, 2.3 parts below the minimum boundary values of the presented radius intervals, while maintaining the same length of the tank boiler, requires increasing the height H of the bottom 2, which can lead to a decrease in the thickness of the bottom and, as a consequence , to a decrease in strength characteristics. An increase in the values of the radii R1, R2, R3 above the largest boundary values of the radius intervals makes the interface zones of the toroidal parts 2.2, 2.3 with the spherical part 2.1 of the bottom 2 less smooth, the load is distributed less evenly, as a result of which the stresses increase, leading to a decrease in the strength and operational reliability of the tank boiler .

На диаграммах распределения эквивалентных напряжений торосферического днища котла цистерны (фиг. 3, 4) представлены результаты расчётов прочности. Из сравнения диаграмм следует, что в котле цистерны предлагаемой формы торосферического днища напряжения распределяются более равномерно и не достигают критических значений в тороидальных частях.The distribution diagrams of equivalent stresses of the torispherical bottom of the tank boiler (Fig. 3, 4) present the results of strength calculations. From a comparison of the diagrams it follows that in a tank boiler of the proposed toroidal bottom shape, the stresses are distributed more evenly and do not reach critical values in the toroidal parts.

В конкретном примере реализации котёл цистерны может быть выполнен с наружным диаметром D в интервале от 1600 до 2430 мм. При этом радиус R1 сферической части 2.1 составляет от 1040,0 до 1822,5 мм, радиус R2 тороидальной части 2.2 составляет от 240,0 до 413,1 мм, радиус R3 переходной тороидальной части 2.3 составляет от 480,0 до 826,2 мм.In a specific implementation example, the tank boiler can be made with an outer diameter D in the range from 1600 to 2430 mm. In this case, the radius R1 of the spherical part 2.1 is from 1040.0 to 1822.5 mm, the radius R2 of the toroidal part 2.2 is from 240.0 to 413.1 mm, the radius R3 of the transition toroidal part 2.3 is from 480.0 to 826.2 mm .

Claims

1. A tank boiler containing a cylindrical shell and toroidal shaped bottoms fixed at the ends of the shell, made with spherical parts and toroidal parts on the shell side, characterized in that the bottoms are made with transitional toroidal parts located between the spherical parts and toroidal parts on the shell side , while the boiler is characterized by an outer diameter D, radius R1 of the spherical part of the bottoms, amounting to 0.65-0.75 D, radius R2 of the toroidal part of the bottoms from the shell side, amounting to 0.15-0.17 D, radius R3 of the transition toroidal part of the bottoms , amounting to 0.30-0.34 D.

2. Tank boiler according to claim 1, characterized in that the boiler is characterized by an outer diameter D made in the range from 1600 to 2430 mm.