RU91058U1

RU91058U1 - RAILWAY TANK FOR HARDENING LIQUIDS

Info

Publication number: RU91058U1
Application number: RU2009135353/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Бурмистров; Вячеслав Михайлович Мишин; Александр Владимирович Маненков; Владислав Вячеславович Клемин; Валентина Ивановна Сысуева; Алла Ивановна Илларионова; Елена Петровна Осипова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Рузхиммаш" (ОАО "Рузхиммаш")
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2010-01-27

Abstract

1. Железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей, содержащая котел, термоизоляцию котла, систему разогрева, котел включает в себя цилиндрическую обечайку и эллиптические днища, в верхней части котла расположен люк, в нижней части - сливное устройство, термоизоляция котла включает кожух, между котлом и кожухом расположен теплоизоляционный материал, на горловине люка котла установлена крышка с термоизоляцией, к торцевым поясам каркаса кожуха жестко закреплены его днища, выполненные из стеклопластика, отличающаяся тем, что система разогрева котла состоит из нижних и верхних регистров, выполненных из сегментов труб и жестко соединенных под углом относительно продольной оси котла для полного слива конденсата, при этом верхние и нижние регистры расположены с двух сторон ниже осевой линии котла и соединены между собой последовательно посредством коллекторов в торцах регистров, и в середине посредством центрального коллектора, через который осуществляют подачу теплоносителя, а выход конденсата - через трубку сливного устройства. ! 2. Железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей по п.1, отличающаяся тем, что сегменты труб нижних и верхних регистров системы разогрева выполнены из 1/3-1/4 части окружности трубы.1. A railway tank for hardening liquids, containing a boiler, thermal insulation of the boiler, a heating system, the boiler includes a cylindrical shell and elliptical bottoms, a hatch is located in the upper part of the boiler, a drainage device in the lower part, the boiler thermal insulation includes a casing, between the boiler and the casing a heat-insulating material is located, a lid with thermal insulation is installed on the neck of the boiler hatch, its bottoms made of fiberglass are rigidly fixed to the end belts of the casing frame, characterized in that the system boiler heating consists of lower and upper registers made of pipe segments and rigidly connected at an angle relative to the longitudinal axis of the boiler to completely drain the condensate, while the upper and lower registers are located on both sides below the center line of the boiler and are interconnected sequentially by means of collectors at the ends registers, and in the middle by means of a central collector through which the coolant is supplied, and the condensate outlet is through the drain pipe. ! 2. Railway tank for hardening liquids according to claim 1, characterized in that the pipe segments of the lower and upper registers of the heating system are made of 1 / 3-1 / 4 of the pipe circumference.

Description

Полезная модель относится к емкостям для транспортирования затвердевающих жидкостей и может быть использовано в железнодорожных цистернах для перевозки, например, битума, расплавленной серы, и др. продуктов.The utility model relates to containers for transporting solidified liquids and can be used in railway tanks for transporting, for example, bitumen, molten sulfur, and other products.

Известна цистерна для транспортирования затвердевающих жидкостей, содержащая котел с тепловой изоляцией, в нижней части которой в двух последовательно расположенных и отделенных друг от друга воздушным зазором камерах установлены секции трубчатых электрических нагревателей (секции ТЭН), при этом активная часть ТЭН находится в камерах под котлом, а выводы ТЭН в сопрягаемых "холодных" камерах, размещенных непосредственно в тепловой изоляции котла с определенными интервалами по длине цистерны, причем электрооборудование по управлению разогревом цистерны размещено в отдельных камерах (см. Авторское свидетельство N 706271).A tank for transporting solidified liquids is known, comprising a boiler with thermal insulation, in the lower part of which in two chambers arranged in series and separated by an air gap, sections of tubular electric heaters (sections of heating elements) are installed, while the active part of the heating elements is located in the chambers under the boiler, and the conclusions of the heater in the mating "cold" chambers located directly in the thermal insulation of the boiler at certain intervals along the length of the tank, and the electrical equipment for controlling zogrevom tank taken in individual cells (see. Author's Certificate N 706271).

Недостатками таких цистерн являются: значительное поглощение тепла самой изоляцией, необходимость применения сравнительно большого количества ТЭН малой единичной мощности и соответственно необходимость в установке на цистерне большого количества камер для секций этих нагревателей, потребность в применении сравнительно больших количества и длины силовых электропроводов, невозможность установки длинномерных ТЭН большой единичной мощности.The disadvantages of such tanks are: significant heat absorption by the insulation itself, the need to use a relatively large number of heaters of small unit power and, accordingly, the need to install a large number of chambers for sections of these heaters on the tank, the need to use a relatively large number and length of power wires, the inability to install long heaters large unit capacity.

Известна железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей, включающая теплоизолированный котел с камерами для активной части трубчатых электронагревателей, жестко закрепленными на днищах и ориентированными внутри котла вдоль его продольной оси, камеры для выводов электронагревателей и камеры для электрооборудования по управлению разогревом цистерны, камеры для активной части электронагревателей расположены с образованием промежутка между собой в средней части котла, при этом камеры для выводов электронагревателей совмещены с камерами для электрооборудования по управлению разогревом цистерны. Камеры для активной части электронагревателей разделены по длине с обеспечением промежутка между ними в средней части котла, объединены в компактные группы, включающие, по меньшей мере, три камеры в группу, жестко соединены между собой в группах посредством планок в виде ферм, при этом фермы по длине устойчивы и установлены на опорах, а камеры для выводов электронагревателей совмещены с камерами для электрооборудования по управлению разогревом цистерны, (см. патент РФ №2063916, МПК B65D 88/74)Known railway tank for solidifying liquids, including a thermally insulated boiler with chambers for the active part of the tubular electric heaters, rigidly mounted on the bottoms and oriented inside the boiler along its longitudinal axis, a chamber for the conclusions of electric heaters and a camera for electrical equipment for controlling the heating of the tank, cameras for the active part of electric heaters are located with the formation of a gap between themselves in the middle part of the boiler, while the chambers for the conclusions of electric heaters are combined with cameras for electrical equipment for controlling the heating of the tank. The chambers for the active part of electric heaters are divided along the length to provide a gap between them in the middle part of the boiler, are combined into compact groups, including at least three chambers in a group, rigidly interconnected in groups by means of trusses in the form of trusses, while trusses the lengths are stable and mounted on supports, and the chambers for the conclusions of electric heaters are combined with chambers for electrical equipment for controlling the heating of the tank, (see RF patent No. 2063916, IPC B65D 88/74)

Известна железнодорожная цистерна с наружной подогревательной рубашкой, (см. кн. Вагоны. Изд. 2-е, перараб и доп. Под ред. Л.А.Шадура. М., «Транспорт», 1973 г., с.367) Перевозка мазутов, смазочных масел и других высоковязких грузов в цистернах общего назначения связана со значительными трудностями их выгрузки из котлов. Для облегчения слива таких грузов используют наружную подогревательную рубашку. Рубашка расположена в нижней части котла, которая образуется стенками котла и наружным листом, связанными между собой каркасом из углового проката. Для подогрева груза пар в рубашку подается через штуцер кожуха сливного прибора, а выход пара или конденсата происходит через два патрубка, расположенных по концам котла.A well-known railway tank with an external heating jacket, (see the book. Wagons. Ed. 2nd, perarab and add. Edited by L.A. Shadur. M., "Transport", 1973, p.367) Transportation fuel oil, lubricating oils and other highly viscous cargoes in general tanks is associated with significant difficulties in unloading them from boilers. To facilitate the discharge of such goods, an external heating jacket is used. The shirt is located in the lower part of the boiler, which is formed by the walls of the boiler and the outer sheet, interconnected by a frame of rolled steel. To heat the cargo, steam is supplied to the jacket through the nozzle of the casing of the drain device, and steam or condensate is released through two nozzles located at the ends of the boiler.

К недостаткам известной конструкции можно отнести увеличение тары (на 1 т), вызванное устройством рубашки, используемой только при сливе высоковязких грузов. Для перевозки битума применяются цистерны с мощной наружной изоляцией котла и расположенными внутри него змеевиками для разогрева застывшего битума. Однако частые повреждения этих змеевиков вызывают большие трудности при выгрузке битума.The disadvantages of the known design include the increase in packaging (1 t) caused by the device shirts used only when draining highly viscous cargo. For the transportation of bitumen, tanks are used with powerful external insulation of the boiler and coils located inside it to heat the cured bitumen. However, frequent damage to these coils causes great difficulties when unloading bitumen.

По конструктивным признакам наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей, содержащая котел, термоизоляцию котла, систему разогрева, наружную лестницу, котел включает в себя цилиндрическую обечайку и эллиптические днища, в верхней части котла расположен люк, сливное устройство, термоизоляция котла включает кожух, между котлом и кожухом расположен теплоизоляционный материал, каркас кожуха состоит из приваренных к котлу кронштейнов, на который закреплены четыре опорных пояса и торцевые пояса, цистерна снаружи закрыта кожухом, который состоит из отдельных листов, стянутых с двух сторон с уголками каркаса, на горловине котла установлена крышка с термоизоляцией, к торцевым поясам каркаса жестко закреплены днища кожуха, выполненные из стеклопластика, а радиальные стыки днищ и листов кожуха закрыты хомутами, при этом форма днищ кожуха выполнены эллиптической формы и геометрически повторяют форму днищ котла цистерны, а теплоизоляционный материал, расположенный между кожухом и котлом, закреплен на скобах, которые установлены и закреплены на внешней стороне котла по его периметру, система разогрева состоит из профильного проката, например уголков, который жестко закреплен к котлу с двух сторон ниже осевой линии, и объединен коллекторами.(см. патент РФ №80159 «Железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей», опубл. 27.01.2009 г. БИ №3)By design features, the closest technical solution to the proposed utility model is a railway tank for hardening liquids, containing a boiler, thermal insulation of the boiler, a heating system, an external staircase, the boiler includes a cylindrical shell and elliptical bottoms, in the upper part of the boiler there is a hatch, a drain device, thermal insulation of the boiler includes a casing, a heat-insulating material is located between the boiler and the casing, the casing frame consists of brackets welded to the boiler, on which to close four support belts and end belts are captured, the tank is externally covered by a casing, which consists of separate sheets pulled together on two sides with corners of the frame, a thermally insulated lid is installed on the neck of the boiler, casing bottoms made of fiberglass are rigidly fixed to the frame end zones, and radial the joints of the bottoms and sheets of the casing are closed with clamps, while the shape of the bottoms of the casing is elliptical and geometrically repeat the shape of the bottoms of the boiler tank, and the heat-insulating material located between the casing and the boiler mounted on brackets that are installed and fixed on the outside of the boiler along its perimeter, the heating system consists of profile rolled products, for example, corners, which are rigidly fixed to the boiler on both sides below the center line and are connected by collectors. (see. RF patent No. 80159 "Railway tank for hardening liquids", publ. January 27, 2009 BI No. 3)

Одним из основных недостатков известной системы разогрева в железнодорожной цистерне является не эффективность разогрева из-за конструктивно параллельного соединения регистров, которые выполнены из уголков. Необходимо отметить, что параллельное соединение регистров исключает из обогрева котла часть параллельно соединенных регистров. В известной конструкции системы подогрева образуются застойные зоны и воздушные пробки, происходит неравномерная подача насыщенного пара, что в целом приводит к увеличению время разогрева перевозимого продукта, со значительными энергозатратами при разгрузке. При этом также мала площадь соприкосновения теплоносителя (пара) со стенкой котла.One of the main disadvantages of the known heating system in the railway tank is not the heating efficiency due to the structurally parallel connection of the registers, which are made of corners. It should be noted that the parallel connection of the registers excludes from the boiler heating a part of the parallel connected registers. In the known design of the heating system, stagnant zones and air jams form, uneven supply of saturated steam occurs, which generally leads to an increase in the heating time of the transported product, with significant energy consumption during unloading. Moreover, the area of contact of the coolant (steam) with the wall of the boiler is also small.

Технической задачей полезной модели является создание железнодорожной цистерны для перевозки затвердевающих жидкостей с улучшенной проходимостью теплоносителя за счет исключения застойных зон в системе разогрева, увеличения площади обогрева в 1,5 раза, уменьшения энергозатрат, повышения эффективности системы разогрева при эксплуатации в различных климатических условиях.The technical task of the utility model is the creation of a railway tank for transporting solidified liquids with improved coolant patency by eliminating stagnant zones in the heating system, increasing the heating area by 1.5 times, reducing energy costs, and increasing the efficiency of the heating system during operation in various climatic conditions.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в улучшении эксплуатационных свойств железнодорожной цистерны для перевозки затвердевающих жидкостей за счет усовершенствовании системы разогрева, соответственно, уменьшении энергозатрат, снижении себестоимости перевозок.The technical result of the proposed utility model is to improve the operational properties of the railway tank for the transport of solidified liquids by improving the heating system, respectively, reducing energy costs, reducing transportation costs.

Технический результат достигается тем, что в железнодорожной цистерне для затвердевающих жидкостей, содержащей котел, термоизоляцию котла, систему разогрева, котел включает в себя цилиндрическую обечайку и эллиптические днища, в верхней части котла расположен люк, в нижней части - сливное устройство, термоизоляция котла включает кожух, между котлом и кожухом расположен теплоизоляционный материал, на горловине люка котла установлена крышка с термоизоляцией, к торцевым поясам каркаса кожуха жестко закреплены его днища, выполненные из стеклопластика, система разогрева котла состоит из нижних и верхних регистров, выполненных из сегментов труб и жестко соединенных под углом относительно продольной оси котла для полного слива конденсата, при этом верхние и нижние регистры расположены с двух сторон ниже осевой линии котла и соединены между собой последовательно посредством коллекторов в торцах регистров, и в середине посредством центрального коллектора, через который осуществляют подачу теплоносителя, а выход конденсата - через трубку сливного устройства.The technical result is achieved in that in a railway tank for hardening liquids containing a boiler, thermal insulation of the boiler, a heating system, the boiler includes a cylindrical shell and elliptical bottoms, a hatch is located in the upper part of the boiler, a drain device is located in the lower part, and the boiler thermal insulation includes a casing , heat-insulating material is located between the boiler and the casing, a lid with thermal insulation is installed on the neck of the boiler hatch, its bottoms are rigidly fixed to the end belts of the casing frame, made of steel cloplastics, the boiler heating system consists of lower and upper registers made of pipe segments and rigidly connected at an angle relative to the longitudinal axis of the boiler to completely drain the condensate, while the upper and lower registers are located on both sides below the center line of the boiler and are interconnected sequentially by collectors at the ends of the registers, and in the middle through the central collector, through which the coolant is supplied, and the condensate outlet is through the drain pipe.

Необходимо отметить, что нижние и верхние регистры системы разогрева выполнены из сегментов труб, которые образованы из 1/3-1/4 части окружности труб.It should be noted that the lower and upper registers of the heating system are made of pipe segments, which are formed from 1 / 3-1 / 4 of the pipe circumference.

Отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является конструктивное выполнение системы разогрева котла железнодорожной цистерны, верхние и нижние регистры которой выполнены из сегментов труб, соединенных между собой последовательно, что дало возможность исключить образование застойных зон и воздушных пробок, а геометрия сегментов труб позволила увеличить площадь поверхности обогрева котла.A distinctive feature of the proposed utility model is the constructive implementation of the heating system of a railway tank boiler, the upper and lower registers of which are made of pipe segments interconnected in series, which made it possible to exclude the formation of stagnant zones and air jams, and the geometry of the pipe segments allowed to increase the surface area of the boiler heating .

Заявителю не известны конструкции железнодорожных цистерн для затвердевающих жидкостей с предлагаемой конструкцией системы разогрева, что говорит о новизне заявляемого объекта.The applicant does not know the design of railway tanks for hardening liquids with the proposed design of a heating system, which indicates the novelty of the claimed object.

Предложенная полезная модель железнодорожной цистерны для затвердевающих жидкостей иллюстрируется чертежами.The proposed utility model of a railway tank for hardening liquids is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей, общий вид;Figure 1 presents the railway tank for hardening liquids, a General view;

на фиг.2 - котел в сборе с системой разогрева;figure 2 - boiler assembly with a heating system;

на фиг.3 - развертка обечайки котла с системой разогрева.figure 3 - scan shell of the boiler with a heating system.

Предлагаемая железнодорожная цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей содержит котел 1, систему разогрева 2.The proposed railway tank for transporting solidified liquids contains a boiler 1, a heating system 2.

Котел 1 включает в себя цилиндрическую обечайку 3 и эллиптические днища 4, в верхней части котла расположен люк 5 с изоляционной крышкой 6, в нижней части - сливное устройство 7.The boiler 1 includes a cylindrical shell 3 and elliptical bottoms 4, in the upper part of the boiler there is a hatch 5 with an insulating cover 6, in the lower part there is a drain device 7.

Термоизоляция котла содержит кожух 8, а между котлом 1 и кожухом 8 расположен теплоизоляционный материал 9.Thermal insulation of the boiler contains a casing 8, and between the boiler 1 and the casing 8 there is a thermal insulation material 9.

При этом днища 10 кожуха 8 выполнены из стеклопластика эллиптической формы и геометрически повторяют форму днищ 4 котла 1 железнодорожной цистерны.The bottoms 10 of the casing 8 are made of elliptical fiberglass and geometrically repeat the shape of the bottoms 4 of the boiler 1 of the railway tank.

Теплоизоляционный материал 9 расположен между кожухом 8 и котлом 1, закреплен на скобах, которые установлены и закреплены на внешней стороне котла 1 по его периметру.Thermal insulation material 9 is located between the casing 8 and the boiler 1, mounted on brackets that are installed and fixed on the outside of the boiler 1 along its perimeter.

Система разогрева котла состоит из верхних 11 и нижних 12 регистров, которые выполнены из сегментов труб и жестко соединены под углом относительно продольной оси котла и расположены с двух сторон ниже его осевой линии. Расположение регистров 11 и 12 под углом относительно продольной оси обеспечивает полный слив конденсата.The boiler heating system consists of upper 11 and lower 12 registers, which are made of pipe segments and are rigidly connected at an angle relative to the longitudinal axis of the boiler and are located on both sides below its center line. The location of the registers 11 and 12 at an angle relative to the longitudinal axis provides a complete drain of condensate.

При этом верхние 11 и нижние 12 регистры соединены между собой последовательно посредством коллекторов 13 в торцах регистров 11 и 12 и в середине за счет центрального коллектора 14. Через центральный коллектор 14 обеспечивают подачу теплоносителя, а выход конденсата осуществляют через трубку сливного устройства 7.In this case, the upper 11 and lower 12 registers are interconnected sequentially by means of collectors 13 at the ends of the registers 11 and 12 and in the middle due to the central collector 14. Through the central collector 14, coolant is supplied, and the condensate is discharged through the drain pipe 7.

Необходимо отметить, что верхние 11 и нижние 12 регистры системы разогрева 2 выполнены из сегментов труб. Причем каждый сегмент образован из 1/3-1/4 части окружности трубы. Геометрические размеры сегментов труб для регистров системы разогрева определены расчетным и экспериментальным путем с учетом соответствующего увеличения площади поверхности обогрева котла цистерны, но без повышения массы-тары вагона. Данная конструкция обеспечивает увеличение поверхности обогрева котла 1 в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Последовательное соединение в системе разогрева верхних 11 и нижних 12 регистров посредством коллекторов 13 и 14 между собой улучшает проходимость теплоносителя за счет исключения образования застойных зон и воздушных пробок.It should be noted that the upper 11 and lower 12 registers of the heating system 2 are made of pipe segments. Moreover, each segment is formed from 1 / 3-1 / 4 of the pipe circumference. The geometric dimensions of the pipe segments for the heating system registers are determined by calculation and experimentally, taking into account the corresponding increase in the surface area of the heating of the boiler of the tank, but without increasing the mass of the wagon. This design provides an increase in the heating surface of the boiler 1 by 1.5 times in comparison with the prototype. Serial connection in the heating system of the upper 11 and lower 12 registers by means of manifolds 13 and 14 between each other improves the flow of the coolant by eliminating the formation of stagnant zones and air jams.

Предлагаемая конструкция железнодорожной цистерны для затвердевающих жидкостей соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку ее реализация возможна на базе известного оборудования и технологии, существующей в вагоностроении.The proposed design of a railway tank for hardening liquids meets the criterion of "industrial applicability", since its implementation is possible on the basis of well-known equipment and technology existing in car building.

Использование предлагаемой конструкции железнодорожной цистерны для затвердевающих жидкостей позволяет повысить эффективность и сократить время обогрева, уменьшить энергозатраты, снизить себестоимость, а в целом улучшить эксплуатационные и коммерческие свойства за счет усовершенствование системы разогрева цистерны.Using the proposed design of a railway tank for hardening liquids can increase efficiency and reduce heating time, reduce energy consumption, reduce costs, and generally improve operational and commercial properties by improving the heating system of the tank.

Claims

1. A railway tank for hardening liquids, containing a boiler, thermal insulation of the boiler, a heating system, the boiler includes a cylindrical shell and elliptical bottoms, a hatch is located in the upper part of the boiler, a drainage device in the lower part, the boiler thermal insulation includes a casing, between the boiler and the casing a heat-insulating material is located, a lid with thermal insulation is installed on the neck of the boiler hatch, its bottoms made of fiberglass are rigidly fixed to the end belts of the casing frame, characterized in that the system boiler heating consists of lower and upper registers made of pipe segments and rigidly connected at an angle relative to the longitudinal axis of the boiler to completely drain the condensate, while the upper and lower registers are located on both sides below the center line of the boiler and are interconnected sequentially by means of collectors at the ends registers, and in the middle by means of a central collector through which the coolant is supplied, and the condensate outlet is through the drain pipe.

2. Railway tank for hardening liquids according to claim 1, characterized in that the pipe segments of the lower and upper registers of the heating system are made of 1 / 3-1 / 4 of the pipe circumference.