Контейнер-цистерна

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для хранения и транспортирования грузов и может быть использована на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.
Известен контейнер-цистерна, включающий в себя цистерну, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки, торцевых днищ, опорной соединительной юбки, кольцевых шпангоутов и представляет собой единую цельную конструкцию, выполненную из композитного материала путем филаментной намотки ровинга, а также металлического силового каркаса, состоящего из торцевых рам, продольных и поперечных балок, соединенных между собой, образуя замкнутый контур, отличающийся тем, что корпус цистерны соединен с торцевой рамой посредством сопряжения между собой наружной поверхности его опорной соединительной юбки и внутренней поверхности двух полуколец, одно из которых приварено в нижней части торцевой рамы, а второе к соединительной панели, закрепленной в верхней части торцевой рамы (RU №160546, МПК B65D 88/12, опубл. 20.03.2016).
Недостатком известного технического решения аналога является недостаточная надежность конструкции из-за того, что не обеспечивается необходимая жесткость и прочность в соединении котла с торцевыми рамами, а также выполнение корпуса цистерны из композитного материала путем филаментной намотки ровинга приводит к её удорожанию.
Наиболее близким техническим решением является контейнер-цистерна, включающий в себя котел, корпус которого выполнен из композиционного материала и состоит из цилиндрической обечайки с кольцевыми шпангоутами, торцевых днищ, к внешней поверхности которых примыкает опорное соединительное кольцо котла, также включающий в себя соединенные между собой с помощью боковых нижних и верхних продольных брусьев две торцовые рамы с замыкающими опорными кольцами, и образованные верхними и нижними поперечными поясами, вертикальными стойками с закрепленными по углам грузозахватными угловыми фитинговым упорами и верхними и нижними диагональными распорками, соединяющими вертикальные стойки с поперечными поясами, отличающийся тем, что опорное соединительное кольцо котла также выполнено из композиционного материала, при этом цилиндрическая обечайка котла, торцевые днища, опорные соединительные кольца котла, а также кольцевые шпангоуты обечайки представляют собой единую цельную конструкцию, которая в целом получена путем филаментной и кольцевой намотки ровинга, а котел соединен с торцевыми рамами посредством сопрягающихся между собой его соединительного опорного кольца и замыкающего опорного кольца торцевой рамы и опирается в зонах кольцевых шпангоутов на промежуточные боковые продольные брусья, которые дополнительно связывают между собой торцевые рамы и подкреплены в зонах опирания котла, вертикальными и наклонными поясами (RU №148712, МПК B65D 88/12, опубл. 10.12.2014).
Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная надежность конструкции из-за того, что не обеспечивается необходимая жесткость и прочность в соединении котла с торцевыми рамами, а также выполнение корпуса цистерны из композитного материала путем филаментной намотки ровинга, что приводит к её удорожанию.
Задачей полезной модели является создание конструкции контейнера-цистерны с оптимизированными прочностными характеристиками, обеспечивающими достижения необходимых требований к надежности.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности контейнера-цистерны за счет обеспечения необходимой жесткости с оптимизированными прочностными характеристиками в соединении котла с торцевыми рамами путем создания в нем дополнительного усиления.
Указанный технический результат достигается тем, что контейнер-цистерна, состоящий из котла, включающего обечайку и днища, к которым примыкают соединительные кольца, продольных балок, торцевых рам, включающих раскосы, элементов крепления, к внутренней стороне торцевых рам и раскосов присоединены опорные кольца, на опорном кольце жестко закреплен усиливающий элемент, представляющий собой полукольцо, охватывающий опорное кольцо на угол α,  шириной находящийся в пределах ширины опорного кольца, причем ширина усиливающего элемента должна быть не менее 0,5 от ширины опорного кольца, при этом толщина усиливающего элемента находится в пределах 0,75-2 от толщины опорного кольца.
Признаками заявляемой полезной модели являются
1. Контейнер-цистерна;
2. состоящий из котла;
3. включающего обечайку;
4. днища;
5. к днищам примыкают соединительные кольца;
6. состоящий из продольных балок;
7. торцевых рам;
8. включающих раскосы и фитинги;
9.элементов крепления;
10. к внутренней стороне рамы и раскосов присоединены опорные кольца;
11. на опорном кольце жестко закреплен усиливающий элемент;
12. усиливающий элемент представляет собой полукольцо;
13усиливающий элемент охватывает опорное кольцо на угол α, значение которого лежит в диапазоне от 120° до 240°;
14. ширина усиливающего элемента находится в пределах ширины опорного кольца, но не менее 0,5 от его ширины;
15. толщина усиливающего элемента находится в пределах 0,75-2 от толщины опорного кольца;
16. контейнер-цистерна снабжен, по крайней мере, одним усиливающим элементом;
17. закрепление соединительного кольца котла с опорным кольцом рамы может быть выполнено с помощью болтовых соединений;
18.закрепление соединительного кольца котла с опорным кольцом рамы может быть выполнено с помощью ШТОГ-соединений.
Признаки 1-10 являются общими с прототипом, признаки 11-15 являются существенными   признаками, раскрывающими частные случаи реализации технического решения.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 –общий вид контейнера-цистерны;  на фиг. 2 – вид А, на фиг. 3 – изображен угол охвата опорного кольца усиливающим элементом.
Контейнер-цистерна (фиг. 1) состоит из котла 1, который включает в себя цилиндрическую обечайку 2 с торцевыми днищами 3, к которым по всему периметру посредством сварки примыкают соединительные кольца 4, а также оборудована сливо-наливным оборудованием 5. Контейнер-цистерна, кроме того, включает в себя продольные балки 6 и торцевые рамы 7, включающие в себя фитинги 8 и раскосы 9. К внутренней стороне торцевых рам 7 и к внутренней стороне раскосов 9 посредством сварки присоединены опорные кольца 10. Дополнительно на опорное кольцо 10 в нижней части посредством сварки жестко закреплен усиливающий элемент 11 (фиг. 2), представляющий собой полукольцо, охватывающий опорное кольцо 10 на угол α (фиг. 3). Значение угла α лежит в диапазоне от 120° до 240°. Для создания необходимой жесткости и прочности контейнер-цистерна снабжен, по крайней мере, одним усиливающим элементом 11, при необходимости их может быть больше, но не более четырех в зависимости от сложности и требований к жесткости и прочности конструкции. Ширина усиливающего элемента 11 находится в пределах ширины опорного кольца 10, но не менее 0,5 ширины опорного кольца 10. Толщина усиливающего элемента 11 находится в пределах 0,75-2  толщины опорного кольца 10.
Котел 1 закреплен с торцевыми рамами 7 посредством сопрягающихся между собой соединительных колец 4 котла 1 и опорных колец 10 торцевой рамы 7. Каждое соединительное кольцо 4 котла 1 и опорное кольцо 10 торцевой рамы 7 соединены между собой по всей длине сопряжения с помощью элементов крепления 12, в местах прохождения которых расположены проставки 13. Сопряжение может реализовываться, например, болтовым соединением, ШТОГ-соединением.
Внесение в конструкцию контейнера-цистерны в нижней части крепления котла 1 с торцевой рамой 7 дополнительного усиливающего элемента 11 шириной в пределах ширины опорного кольца 10, причем ширина усиливающего элемента 11 должна быть не менее 0,5 от ширины опорного кольца 10, при этом толщина усиливающего элемента 11 находится в пределах 0,75-2 от толщины опорного кольца 10, что позволяет добиться необходимой жесткости и надежности конструкции при экслуатации.
Данная ширина и толщина усиливающих элементов 11 обусловлена тем, что при ширине менее 0,5, а толщине менее 0,75 толщины опорного кольца 10 не достигается необходимая прочность и жесткость соединения котла с торцевыми рамами, а соответственно не достигается достаточная надежность контейнера-цистерны, а применение ширины более ширины опорного кольца 10, а толщины более 2 (двойной) толщины опорного кольца 10 экономически не целесообразно и не обеспечивает дополнительной прочности и жесткости соединения котла с торцевыми рамами, а соответственно и надежности контейнера-цистерны.
Примером использования полезной модели может быть изготовленный контейнер-цистерна в конструкции которого использовано два усиливающих элемента, по одному с каждой стороны соединения котла с торцевыми рамами, усилитвающие элементы охватывают опорные кольца на угол 150°, их толщина составляет 1,5 толщины опорного кольца, а ширина 0,73 ширины опорного кольца. Данное исполнение соединений котла с торцевыми рамами с применением усиливающих элементов позволило обеспечить необходимую жесткость с оптимизированными прочностными характеристиками, а соотвественно повысить надежность конструкции в целом.
По сравнению с известным техническим решением предлагаемое совокупностью существенных признаков позволяет добиться необходимой жесткости с оптимизированными прочностными характеристиками в соединении котла с торцевыми рамами за счет создания дополнительного усиления в месте соеденения элементов конструкции, тем самым повышая надежность всего контейнера-цистерны.