Люк вагона-цистерны

Заявляемая полезная модель относится к конструкции загрузочных люков железнодорожных вагонов-цистерн.
Известен люк вагона-цистерны, содержащий обечайку с закрепленным в ее верхней части присоединительным фланцем, нижний конец обечайки размещен во внутренней полости котла вагона-цистерны, патент России №48948, B65D 90/54, опубл. 10.11.2005.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая надежность люка вагона-цистерны, не обеспечиваемая как при изготовлении, так и при эксплуатации вагона-цистерны, обусловленная неполным удалением газовой фазы груза из верхней зоны внутренней полости котла, расположенной выше нижней кромки нижней части обечайки люка, размещенной во внутренней полости котла вагона-цистерны, кроме того, конструкция люка имеет увеличенный вертикальный габарит, вследствие высокой обечайки люка, что также снижает надежность люка вагона-цистерны.
Известен также люк вагона-цистерны, содержащий обечайку люка, закрепленную в обечайке котла вагона-цистерны, на верхнем торце обечайки люка монтажными сварочными швами закреплен присоединительный фланец, нижний конец обечайки люка размещен во внутренней полости котла вагона-цистерны, патент России №29918, B65D 90/54, опубл. 10.11.2005 (прототип).
Данное устройство также обладает низкой надежностью, поскольку обладает завышенным вертикальным габаритом.
Также общей технической проблемой, присущей данным устройствам, является отсутствие возможности контроля качества сварочных монтажных швов, закрепляющих присоединительный фланец на обечайке люка.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности конструкции люка вагона-цистерны, обеспечиваемой при производстве и эксплуатации вагона-цистерны.
Указанный технический результат достигается люком вагона-цистерны, содержащим обечайку люка, закрепленную в обечайке котла вагона-цистерны, на верхнем торце обечайки люка монтажными сварочными швами закреплен присоединительный фланец, нижний конец обечайки люка размещен во внутренней полости котла вагона-цистерны, в нижней части обечайки люка выполнен сквозной вентиляционный канал, сообщающий внутреннюю полость обечайки люка с верхней полостью котла вагона-цистерны, расположенной выше нижней кромки обечайки люка, в присоединительном фланце между наружным и внутренним монтажными сварочными швами, которыми присоединительный фланец закреплен на обечайке люка, выполнено сквозное контрольное отверстие, выходящее в зазор между поверхностью обечайки люка и внутренней поверхностью посадочного отверстия, которым присоединительный фланец установлен на обечайке люка, присоединительный фланец размещен на расстоянии «L», измеренном между наружной поверхностью обечайки котла и нижней опорной поверхностью присоединительного фланца, используемой для опирания элементами крепления крышки люка, и удовлетворяющем при этом условию:
H
Г
L≥h+h+1,5 Sp,
где:
L - расстояние между наружной поверхностью обечайки котла и нижней опорной поверхностью присоединительного фланца, предназначенной для опирания гайками при закреплении крышки люка вагона-цистерны;
H
h - толщина усиливающей накладки, закрепленной на обечайке котла;
Г
h - высота элементов крепления: гаек, фиксирующих шайб, используемых для закрепления крышки люка вагон-цистерны;
p
S - шаг резьбы крепежных элементов, используемых для закрепления крышки люка вагона-цистерны,
об
толщина «Н» обечайки люка выполнена размером, удовлетворяющим условию:
об
котл
Н≥Н+2, мм, где:
об
Н - толщина обечайки люка, мм;
котл
Н - толщина обечайки котла, мм.
Сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде цилиндрического отверстия; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде нескольких цилиндрических отверстий; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде паза; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде двух пазов; сквозной вентиляционный канал может быть размещен в вертикальной центральной плоскости О-О вагона-цистерны, сквозное отверстие, выходящее в зазор между поверхностью обечайки люка и внутренней поверхностью посадочного отверстия, может быть выполнено радиально-направленным в направлении к центральной оси обечайки люка.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый люк вагона-цистерны, отличается от прототипа тем, что в нижнем конце обечайки люка, выполнен сквозной вентиляционный канал, сообщающий внутреннюю полость обечайки люка с верхней полостью котла вагона-цистерны, размещенной выше нижней кромки обечайки люка, в присоединительном фланце между наружным и внутренним монтажными сварочными швами, которыми присоединительный фланец закреплен на обечайке люка, выполнено сквозное контрольное отверстие, выходящее в зазор между поверхностью обечайки люка и внутренней поверхностью посадочного отверстия, которым присоединительный фланец установлен на обечайке люка, присоединительный фланец размещен на расстоянии «L», измеренном между наружной поверхностью обечайки котла и нижней опорной поверхностью присоединительного фланца, используемой для опирания элементами крепления крышки люка и удовлетворяющему при этом условию:
H
Г
p
L≥h+h+1,5 S.
об
Толщина «Н» обечайки люка выполнена размером, удовлетворяющим условию:
об
котл
Н≥Н+2, мм.
Сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде цилиндрического отверстия; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде нескольких цилиндрических отверстий; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде паза; сквозной вентиляционный канал может быть выполнен в виде двух пазов; сквозной вентиляционный канал может быть размещен в вертикальной центральной плоскости О-О вагона-цистерны; сквозное отверстие, выходящее в зазор между поверхностью обечайки люка и внутренней поверхностью посадочного отверстия, выполнено радиально-направленным в направлении к центральной оси обечайки люка. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Полезная модель проиллюстрирована рисунками, где на фиг. 1 представлен котел вагона-цистерны в сборе с люком; на фиг. 2 - люк вагона-цистерны, местный продольный разрез; на фиг. 3 - люк вагона-цистерны, местный поперечный разрез; на фиг. 4 - пример выполнения сквозного вентиляционного канала в виде паза, местный разрез; на фиг. 5 - пример установки крышки люка на присоединительном фланце, местный разрез; на фиг. 6 представлено выполнение контрольного сквозного отверстия в присоединительном фланце люка вагона-цистерны.
Люк вагона-цистерны содержит обечайку 1 (Фиг. 1) люка с закрепленным в ее верхней части присоединительным фланцем 2. Фланец 2 (Фиг. 2) предназначен для закрепления крышки 3, несущей загрузочно-разгрузочную и контрольную арматуру вагона-цистерны (не показана).
Нижняя часть 1.1 обечайки 1 размещена во внутренней полости котла 4 вагона-цистерны. В нижней части 1.1 обечайки 1 под внутренней верхней поверхности обечайки 4.1 котла 4 выполнен сквозной вентиляционный канал, который может быть выполнен в виде одного или двух цилиндрических отверстий 5 (Фиг. 3), либо в виде одного, или двух пазов 5.1 (Фиг. 4). Указанный сквозной вентиляционный канал служит для сообщения полости «А» обечайки 1 люка с верхней зоной «Б» внутренней полости котла 4 вагона-цистерны, размещенной выше кромки 1.2 обечайки 1 люка вагона-цистерны.
Для полного удаления остатков газовой фазы груза из верхней зоны «Б» котла 4 сквозное отверстие 5, либо паз 5.1 размещены в верхней точке верхней зоны «Б» котла 4 в вертикальной центральной плоскости O-O (Фиг. 5). Для более быстрого удаления остатков газовой фазы груза на противоположных сторонах обечайки 1 может быть выполнено два противоположно лежащих в вертикальной центральной плоскости 0-0 сквозные отверстия 5, либо два паза 5.1.
В присоединительном фланце 2 выполнено контрольное сквозное отверстие 6 (Фиг. 6), размещенное между наружным монтажным швом 7 и внутренним монтажными швом 7.1, закрепляющими присоединительный фланец 2 на обечайке 1. Сквозное контрольное отверстие 6 выполнено выходящим в монтажный зазор, образованный между поверхностью обечайки 1 люка и внутренней поверхностью посадочного отверстия, которым присоединительный фланец 2 установлен на обечайке 1 люка. Сквозное контрольное отверстие 6 может быть выполнен радиально-направленным в направлении к центральной оси обечайки 1 люка.
Для сокращения вертикального габарита люка присоединительный фланец 2 размещен на расстоянии «L», измеренном от наружной поверхности обечайки 4.1 котла 4 и до опорной поверхности 8, используемой для опирания гайками 9 при закреплении крышки 3 люка, удовлетворяющем условию:
H
Г
p
L≥h+h+1,5 S.
Толщина «Ноб» обечайки 1 люка выполнена с размером:
об
котл
Н≥Н+2, мм.
Технический результат, заявляемой полезной моделью, заключающийся в повышении надежности конструкции люка вагона-цистерны, обеспечивается следующим образом.
Повышение надежности люка при производстве вагона-цистерны обеспечивается возможностью контроля качества монтажных швов 7, 7.1, которые не должны содержать непровары, раковины, трещины. Для проведения контроля указанных швов используют сквозное контрольное отверстие 6, в которое подают под давлением воздух. В случае некачественной сварки воздух из сквозного контрольного отверстия 6 проникает через монтажный шов 7 или 7.1, определяя местом своего выхода расположение участков, некачественно выполненных указанных сварных монтажных швов.
После выгрузки жидкого груза, например, аммиака, легковоспламеняющихся жидкостей в верхней зоне «Б» внутренней полости котла 4 остается газообразная фаза испарившегося жидкого груза. Для дальнейшей эксплуатации вагона-цистерны необходимо полное освобождение котла 4 от остатков груза, в том числе, и от газообразной фазы перевезенного груза.
Повышение надежности предлагаемого люка при эксплуатации вагона-цистерны обеспечивается наличием в нижней части 1.1 обечайки 1 люка сквозного вентиляционного канала в виде одного, либо нескольких отверстий 5, в виде одного или нескольких пазов 5.1, сообщающих полость «А» обечайки 1 люка с верхней зоной «Б» котла 4, позволяя осуществлять эффективное и быстрое вентилирование верхней зоной «Б» котла 4 для полного удаления остатков газообразного груза через открытый люк вагона-цистерны.
Максимально возможное снижение вертикального габарита люка вагона-цистерны также обеспечивает повышение надежности люка при эксплуатации вагона-цистерны. Выдерживание расстояния «L» от наружной поверхности обечайки 4.1 котла 4 до опорной поверхности 8 присоединительного фланца 2 в пределах, удовлетворяющих следующему условию:
H
Г
p
L≥h+h+1,5 S,
позволяет получить наименьшую высоту люка, при сохранении возможности монтажа присоединительного фланца 2 на обечайке 1 люка с использованием для крепления крышки 3 люка резьбовых крепежных элементов: болтов 11, гаек 9. Снижение вертикального габарита люка приводит к увеличению прочность и жесткости люка вагона-цистерны, обеспечивая тем самым более надежную защита люка при аварийных ситуациях.
об
Выполнение толщины «Н» обечайки 1 люка, как минимум на 2 мм больше, чем толщина обечайки 4.1 котла 4, позволяет получить наиболее прочное взаимное соединение указанных элементов и усиливающей накладки 10, поскольку в этом случае получается наиболее равнопрочные сечения взаимно соединяемых указанных элементов.
Таким образом, предлагаемая конструкция люка вагона-цистерны позволяет существенно повысить надежность люка вагона-цистерны.