RU228328U1 - Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожным цистернам для перевозки затвердевающих продуктов, требующих разогрева перед выгрузкой, и может быть использована в стационарных емкостях, автоцистернах, контейнерах. Техническим результатом полезной модели является предотвращение локального перегрева котла при отказе термореле. Дополнительный технический результат, связанный с основным техническим результатом, заключается в увеличении срока эксплуатации котла вагона-цистерны и соответственно в увеличении срока эксплуатации всего вагона-цистерны. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов, содержащий раму с хребтовой балкой, закреплённый на раме котёл в кожухе теплоизоляции, электрооборудование, кожух электрооборудования, отделенный от котла воздушной прослойкой, секции, содержащие нагревательные элементы и расположенные под нижней частью котла в воздушной прослойке, защитные экраны, установленные над секциями и зафиксированные на них, отличающийся тем, что защитный экран содержит нижнюю полку, находящуюся под верхней полкой, между полками выполнен зазор, верхняя полка и нижняя полка соединены боковыми стенками, а зазор между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки выполнен высотой не более 90 мм. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожным цистернам для перевозки затвердевающих продуктов, требующих разогрева перед выгрузкой, и может быть использовано в стационарных емкостях, автоцистернах, контейнерах. Полезную модель используют для перевозки затвердевающих продуктов таких как, например, каменноугольный жидкий пек, нефтяной пек, древесный пек или сланцевый пек.

Из уровня техники известен контейнер-цистерна, состоящий из рамы, цистерны, оборудованной теплоизоляцией с кожухом, электрической системой разогрева, люка-лаза, оборудованного теплоизолированной крышкой, ящиков для установки электрооборудования разогрева, при этом элементы крепления котла к раме и каркасу находятся в теплоизоляции, нагревательные элементы смонтированы в секции, при этом секции выполнены быстросъёмными, а горячий воздух направляется под теплоотражающие козырьки и по всему контуру внешней поверхности котла. Патент на полезную модель № RU 204583 «Контейнер-цистерна», МПК B65D 88/74, B65D 88/12). Данное решение принято за прототип.

В вагонах-цистернах (контейнер-цистернах) для перевозки затвердевающих продуктов для нагрева нижней части котла используют систему обогрева с термореле, которое устанавливает максимальную температуру разогрева нагревательных элементов и отключает их при ее достижении. Термореле при помощи нагревательных элементов не позволяет нагреть воздушную прослойку, находящуюся под нижней частью котла, выше температуры, заданной технической документацией. Недостатком прототипа является то, что при выходе из строя термореле, используемого в прототипе, произойдет неконтролируемое повышение температуры нижней части котла. Как следствие произойдет изменение физических характеристик металла котла в худшую сторону, в результате чего снизятся прочностные характеристики котла, и возникнет его деформация.

Техническая проблема, не решаемая при использовании известного технического решения, заключается в возникновении локального перегрева котла при отказе термореле.

Техническим результатом предложенной полезной модели является предотвращение локального перегрева котла при отказе термореле. Дополнительный технический результат, связанный с основным техническим результатом, заключается в увеличении срока эксплуатации котла вагона-цистерны и соответственно в увеличении срока эксплуатации всего вагона-цистерны.

Технический результат достигается тем, что вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов содержит раму с хребтовой балкой, закреплённый на раме котёл в кожухе теплоизоляции, электрооборудование, кожух электрооборудования, отделенный от котла воздушной прослойкой, секции, содержащие нагревательные элементы и расположенные под нижней частью котла в воздушной прослойке, защитные экраны, установленные над секциями и зафиксированные на них, защитный экран содержит нижнюю полку, находящуюся под верхней полкой, между полками выполнен зазор, верхняя полка и нижняя полка соединены боковыми стенками, а зазор между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки выполнен высотой не более 90 мм.

При этом в вагоне-цистерне для перевозки затвердевающих продуктов нагревательный элемент может быть выполнен съемным.

При этом в вагоне-цистерне для перевозки затвердевающих продуктов нагревательный элемент может быть выполнен в форме изогнутой трубы.

При этом в вагоне-цистерне для перевозки затвердевающих продуктов защитный экран может быть зафиксирован при помощи стоек на секции.

При этом в вагоне-цистерне для перевозки затвердевающих продуктов зазор между верхней полкой и нижней полкой может быть выполнен в интервале от 5 мм до 100 мм.

Сущность полезной модели поясняется фигурами, где:

– на фиг. 1 изображен общий вид вагона-цистерны, вид спереди;

– на фиг. 2-3 изображена секция с защитным экраном.

Позиции на фигурах:

1 – рама;

2 – котел;

3 – кожух электрооборудования;

4 – кожух изоляции;

5 – секция;

6 – крепление котла 2 к раме 1;

7 – защитный экран;

8 – нагревательный элемент;

9 – верхняя полка защитного экрана 7;

10 – нижняя полка защитного экрана 7;

11 – зазор между нижней поверхностью секции 5 и верхней поверхностью хребтовой балки;

12 – стойка;

13 – боковая стенка;

14 – боковая стенка.

Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов содержит раму 1 с хребтовой балкой, закреплённый на раме котёл 2 в кожухе изоляции 4, электрооборудование, кожух электрооборудования 3. Кожух электрооборудования 3 отделен от котла 2 воздушной прослойкой. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов также содержит секции с нагревательными элементами, расположенные под нижней частью котла 2 в воздушной прослойке. Например, вагон-цистерна содержит секцию 5 с нагревательным элементом 8. Котел закреплен на раме при помощи креплений 6. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов также содержит защитные экраны, которые установлены над секциями с нагревательными элементами и зафиксированы на них. Например, защитный экран 7 установлен над секцией 5 с нагревательным элементом 8 и зафиксирован на секции 5. Каждый защитный экран, например, экран 7 содержит верхнюю полку 9 и нижнюю полку 10, которая расположена под верхней полкой 9 защитного экрана 7. Между полками 9 и 10 выполнен зазор.

Одна секция может содержать один нагревательный элемент, а может содержать несколько нагревательных элементов. Горячий воздух направляется под защитные экраны, например, под защитный экран 7 и по контуру внешней поверхности котла 2. Каждый защитный экран, например, экран 7 содержит верхний козырек 9 и нижний козырек 10, который расположен под верхним козырьком 9 защитного экрана 7.

В каждом защитном экране, например, в экране 7 его верхняя полка 9 и его нижняя полкой 10 соединены боковыми стенками 13 и 14, высота которых установлена технической документацией. Зазор 11, определяемый между нижней поверхностью секции, например секции 5 и верхней поверхностью хребтовой балки выполнен высотой не более 90 мм.

Одним из наиболее технологичных исполнений вагона-цистерны для перевозки затвердевающих продуктов является выполнение нагревательного элемента, например, нагревательного элемента 8 съемным. Если нагревательный элемент будет выполнен съемным, то в случае поломки последнего, его можно быстро заменить на другой нагревательный элемент.

Одним из наиболее технологичных исполнений вагона-цистерны для перевозки затвердевающих продуктов является выполнение нагревательного элемента, например, нагревательного элемента 8 в форме изогнутой трубы.

Одним из наиболее технологичных исполнений вагона-цистерны для перевозки затвердевающих продуктов является фиксация защитного экрана, например, защитного экрана 7 при помощи стоек 12 на секции 5.

Одним из наиболее технологичных исполнений вагона-цистерны для перевозки затвердевающих продуктов является выполнение зазора между верхней полкой 9 и нижней полкой 10 в интервале от 5 мм до 100 мм.

Авторы провели испытания и их результаты внесли в таблицу 1.

Таблица 1

№	Защитный экран выполнен в форме одного козырька (как в прототипе)	Защитный экран состоит из верхнего козырька и нижнего козырька, которые соединены боковыми стенками (как в патентуемой полезной модели)
1	При работе системы обогрева с термореле в штатном режиме температура нижней части котла не будет превышать 300°С.	При работе системы обогрева с термореле в штатном режиме температура нижней части котла не будет превышать 300°С.
2	При выходе из строя термореле температура нижней части котла может достигать значений, при которых происходит изменение физических свойств материала котла. Например, у котла, выполненного из низколегированной стали, при выходе из строя термореле температура его нижней части достигла 450°С. У котла, выполненного из низколегированной стали, при достижении температуры его нижней части 450°С (и выше) происходит ухудшение прочностных характеристик материала котла.	При выходе из строя термореле системы обогрева двойной экран не позволяет перегреть локально нижнюю часть котла и предотвращает нагрев его нижней части до температур, при которых происходит ухудшение физических свойств материала котла. Например, у котла, выполненного из низколегированной стали, при выходе из строя термореле температура его нижней части котла не достигла 450°С. Таким образом, у котла, выполненного из низколегированной стали, не ухудшились прочностные характеристики материала котла.

К моменту разгрузки вагона-цистерны затвердевающий продукт, например, пек остывает и может затвердеть, поэтому затвердевший пек необходимо разогреть для того, чтобы он снова стал жидким, и его можно было слить.

Секции с нагревательными элементами, помещенными под нижней частью котла, и электрооборудование используют для нагрева котла и соответственно перевозимого затвердевающего продукта на месте разгрузки вагона-цистерны. В воздушной прослойке, расположенной между кожухом и котлом, циркулирует нагретый воздух, нагреваемый от нагревательных элементов. Тепло от нагретого воздуха не рассеивается в окружающую среду за счет наличия кожуха изоляции и кожуха электрооборудования. При этом нагретый воздух передает тепло, в первую очередь, нижней части котла, так как нагретый воздушный поток поднимается снизу вверх от секций с нагревательными элементами, которые находятся под нижней частью котла.

В прототипе устанавливают защитный экран в форме одного козырька над каждой секцией с нагревательными элементами. Защитный экран в форме одного козырька преграждает движение к нижней части котла нагретого воздуха, поднимающегося вверх от одной секции с нагревательными элементами, но при этом одного козырька будет недостататочно для предотвращения локального перегрева нижней части котла в случае выхода из строя термореле.

Защитный экран в патентуемой полезной модели содержит верхнюю полку и нижнюю полку, между которыми выполнен зазор для циркуляции в нем нагретого воздуха, при этом полки соединены боковыми стенками. В патентуемой полезной модели нижняя полка защитного экрана находится под верхней полкой защитного экрана, и полки соединены стенками, соответственно наличие дополнительные препятствия в виде дополнительной полки и боковых стенок задерживают воздух, который при нагреве стремится подняться к верху, а именно к нижней поверхности котла. Таким образом, в патентуемой полезной модели в отличие от прототипа не только одна полка, но и вторая полка, а также стенки будут препятствовать прохождению нагретого воздуха под нижнюю часть котла, поэтому больший объем нагретого воздуха не будет подниматься сразу после нагрева под нижнюю часть котла, а будет равномерно распределяться в воздушной прослойке и обтекать котел по всей его внешней образующей. Таким образом, в патентуемой полезной модели поверхность котла будет нагреваться более равномерно по сравнению с прототипом, и в патентуемом вагоне-цистерне в отличие от прототипа не будет возникать локального перегрева нижней части котла при выходе из строя термореле,

В прототипе не указана величина зазора между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки. Опытным путем установлено, что наличие зазора между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки, выполненного высотой не более 90 мм, позволит исключить локальный перегрев нижней части котла при выходе из строя термореле. Если зазор между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки будет выполнен высотой более 90 мм, то нагревательный элемент будет находиться очень близко к поверхности котла, поэтому при выходе из строя термореле произойдет локальный перегрев нижней части котла. В прототипе неизвестна величина зазора, поэтому данный зазор в прототипе может составить более 90 мм, что приведет к локальному перегреву нижней части котла при выходе из строя термореле. Максимальное значение данного зазора составляет 90 мм, а минимальное значение зазора устанавливается технической документацией в зависимости от различных параметров вагона.

Необходимо не допускать перегрева нижней части котла при выходе из строя термореле, в противном случае прочностные характеристики материала котла снижаются (ухудшаются), в результате чего происходит разрушение котла и всего вагона-цистерны.

В патентуемой полезной модели не будет происходить локального перегрева нижней части котла при выходе из строя термореле, поэтому материал котла не будет разрушаться, соответственно будет увеличиваться срок эксплуатации котла вагона-цистерны и соответственно увеличиваться срок эксплуатации всего вагона-цистерны.

На основании вышеизложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленной полезной модели имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, что позволило решить техническую проблему.

Был изготовлен опытный вагон-цистерна, который прошел опытные работы и подтвердил свои преимущества.

Пример осуществления.

Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов содержит раму с хребтовой балкой, закреплённый на раме котёл в кожухе теплоизоляции, электрооборудование, кожух электрооборудования, отделенный от котла воздушной прослойкой, секции, содержащие нагревательные элементы и расположенные под нижней частью котла в воздушной прослойке, защитные экраны, установленные над секциями и зафиксированные на них. Защитный экран содержит нижнюю полку, находящуюся под верхней полкой, между полками выполнен зазор. Зазор, выполненный между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки, выполнен высотой 80 мм. Верхняя полка и нижняя полка соединены боковыми стенками. Нагревательный элемент выполнен съемным в форме изогнутой трубы. Защитный экран зафиксирован при помощи стоек на секции. Величина зазора между верхним козырьком и нижним козырьком составляет 70 мм.

Claims (5)

1. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов, содержащий раму с хребтовой балкой, закреплённый на раме котёл в кожухе теплоизоляции, электрооборудование, кожух электрооборудования, отделенный от котла воздушной прослойкой, секции, содержащие нагревательные элементы и расположенные под нижней частью котла в воздушной прослойке, защитные экраны, установленные над секциями и зафиксированные на них, отличающийся тем, что защитный экран содержит нижнюю полку, находящуюся под верхней полкой, между полками выполнен зазор, верхняя полка и нижняя полка соединены боковыми стенками, а зазор между нижней поверхностью секции и верхней поверхностью хребтовой балки выполнен высотой не более 90 мм.

2. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен съемным.

3. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в форме изогнутой трубы.

4. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов по п. 1, отличающийся тем, что защитный экран зафиксирован при помощи стоек на секции.

5. Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих продуктов по п. 1, отличающийся тем, что зазор между верхней полкой и нижней полкой может быть выполнен в интервале от 5 мм до 100 мм.