ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Область техники
Настоящая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции вагонов-цистерн, предназначенных для перевозки порошкообразных, гранулированных или жидких, в том числе сжиженных, грузов.
Уровень техники
Известен четырехосный вагон-цистерна модели 15-1209, предназначенный для перевозки сжиженных углеводородных газов, выпускаемый ОАО «Рузхиммаш» (см. «Альбом-справочник. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. 002И-2006 ПКБ ЦВ», 2006 г., ч. 2, с. 338, рис. 323). Указанный вагон-цистерна содержит котел, установленный на раму, которая опирается на две ходовые тележки. Котел оснащен сливо-наливным устройством, расположенным на центральной вертикальной оси вагона. Вагон-цистерна имеет типовую для данного подвижного состава длину по осям сцепления автосцепных устройств, составляющую 12020 мм, которая обусловлена шагом сливо-наливных устройств, обеспечивающим одновременное наполнение/опорожнение состава вагонов на существующих терминалах погрузки-разгрузки. Однако в известной конструкции вагона-цистерны осуществляется неполное использование максимальной расчетной статической нагрузки от колесных пар на рельсы, что приводит к ухудшению технико-экономических показателей данного вагона-цистерны.
Известен вагон-цистерна с двумя котлами (патент на ПМ РФ №111500, опуб. 20.12.2011),содержащий два котла со сливо-наливными устройствами в виде загрузочного люка с крышкой в верхней части котла и сливного прибора в нижней части котла. Каждый из котлов жестко закреплен на двух полурамах, установленных на двух ходовых тележках, при этом смежные полурамы соединены жесткой, беззазорной, неразъемной сцепкой. Известная конструкция вагона-цистерны позволяет сохранить требуемую длину вагона по осям сцепления автосцепных устройств, однако использование четырех ходовых тележек является неэффективным с точки зрения эксплуатационного обслуживания вагона-цистерны.
Из уровня техники известен сочлененный вагон-цистерна (патент США №3476040, опубл. 04.11.1969), выбранный в качестве прототипа. Известный вагон-цистерна имеет увеличенную длину и сформирован из двух котлов, каждый из которых жестко закреплен на двух полурамах. Указанный вагон-цистерна опирается на три ходовые тележки, одна из которых является общей для смежных полурам указанных двух котлов. Каждый котел оснащен сливо-наливным устройством, смещенным относительно центральной вертикальной оси вагона-цистерны в направлении сливо-наливного устройства соседнего котла. Однако такое расположение сливо-наливных устройств исключает возможность одновременного наполнения и опорожнения указанных котлов вагона-цистерны в принимаемом составе вагонов без выполнения расцепок автосцепных устройств. Кроме того, в патенте США №3476040 отсутствует указание на конкретные размеры вагона-цистерны и его составляющих, в частности на расстояния между осью сцепления автосцепных устройств рамы и осью соответствующих ближайших узлов сочленения, которые бы обеспечивали вписываемость удлиненных вагонов-цистерн в криволинейные участки пути малого радиуса.
Задача настоящей полезной модели заключается в создании сочлененного вагона-цистерны увеличенной длины, обеспечивающего снижение эксплуатационных расходов на осуществление операции слива и налива из/в вагон-цистерну в поезде при одинаковой длине состава, а также способного безопасно преодолевать криволинейные участки пути малого радиуса.
Раскрытие полезной модели
Вагон-цистерна, содержащий по меньшей мере два последовательно расположенных котла, каждый из которых оснащен сливо-наливным устройством, и установлен на одну раму, опирающуюся на две ходовые тележки или на две полурамы, каждая из которых опирается на одну ходовую тележку, при этом рамы или полурамы, расположенные на концах вагона-цистерны, оборудованы автосцепными устройствами, а смежные рамы или полурамы по меньшей мере двух последовательно расположенных котлов опираются на одну общую ходовую тележку и соединены шарнирным узлом сочленения, при этом длина вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств, при его размещении на прямом участке пути, определяется выражением:
a.c
где L. представляет собой длину вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств, мм, величина 12020 мм представляет собой длину между осью сцепления автосцепного устройства рамы или полурамы и осью ближайшего к указанному автосцепному устройству узла сочленения вагона-цистерны, величина 200 мм представляет собой допуск на длину между осью сцепления автосцепного устройства рамы или полурамы и осью ближайшего к указанному автосцепному устройству узла сочленения вагона-цистерны, мм, а n≥2 и представляет собой количество котлов вагона-цистерны.
Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в обеспечении одновременного наполнения или одновременного слива содержимого котлов вагона-цистерны.
Кроме того, благодаря выбору конкретных значений расстояния между осью сцепления автосцепного устройства и узла сочленения удлиненного вагона-цистерны, равного 12020 мм, и соответствующей длины всего вагона-цистерны обеспечивается такой шаг между автосцепными устройствами и ближайшим узлом сочленения и между соседними узлами сочленения вагона-цистерны, который обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении вписываемости удлиненного вагона-цистерны в криволинейные участки пути малого радиуса.
Использование предложенной конструкции вагона-цистерны позволяет создать вагон-цистерну увеличенной длины, имеющий длину, кратную длине стандартного вагона-цистерны, тем самым обеспечив повышенную грузоподъемность вагона с сохранением вписываемости состава вагонов-цистен в криволинейные участки пути малого радиуса.
Расстояние между сливо-наливными устройствами расположенных рядом котлов вагона-цистерны может быть равно 12020 мм.
Каждая рама или полурама может опираться на общую ходовую тележку непосредственно или опосредованно.
Узел сочленения вагона-цистерны может быть выполнен шарнирным.
Сливо-наливное устройство каждого котла может быть расположено на расстоянии, находящимся в интервале ±3500 мм относительно центральной вертикальной оси котла.
Дополнительно, вагон-цистерна может содержать два или три котла.
Краткое описание чертежей
Далее предложенная полезная модель описана со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематически изображен вид сбоку вагона-цистерны согласно настоящей полезной модели.
Подробное описание полезной модели
Предложенный вагон-цистерна, показанный на фигуре 1, содержит два котла 1, каждый из которых размещен на двух полурамах 2. Каждая полурама 2 опирается на двухосную ходовую тележку 3, при этом смежные полурамы 2 двух последовательно расположенных котлов 1 вагона-цистерны опираются на одну общую тележку 3. Полурамы 2, расположенные на концах вагона-цистерны, оснащены автосцепными устройствами 4.
Смежные полурамы 2 двух последовательно размещенных котлов 1 вагона-цистерны соединены шарнирным узлом сочленения 5.
Вместо двух полурам 2 каждый котел 1 может быть установлен на одну раму, при этом рамы смежных котлов 1 также будут опираться на две крайние и одну общую ходовые тележки 3.
Количество используемых котлов 1 вагона-цистерны может быть более двух.
Каждый котел 1 оснащен сливо-наливным устройством 6 в виде люка, на крышке которого размещена сливо-наливная арматура. Сливо-наливное устройство 6 может быть выполнено в виде загрузочного люка с крышкой в верхней части котла и сливного прибора в нижней части котла. Сливо-наливное устройство 6 может быть расположено на центральной вертикальной оси вагона-цистерны. Также могут использоваться котлы 1, люк которых, а также сливной прибор при его наличии смещен относительно центральной вертикальной оси на расстояние, находящееся в интервале ±3500 мм относительно центральной вертикальной оси котла 1, например, смещен на 3500 мм в одну из сторон. В одном из вариантов выполнения в сформированном вагоне-цистерне расстояние между сливо-наливными устройствами двух последовательно расположенных котлов вагона-цистерны может составлять 12020 мм.
При этом длина вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств 4, размещенного на прямом участке пути, определяется по формуле:
a.c.
где L представляет собой длину вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств, мм, 12020 представляет собой значение длины между осью сцепления автосцепного устройства рамы или полурамы и осью ближайшего к указанному автосцепному устройству узла сочленения вагона-цистерны, мм, 200 представляет собой значение допуска на длину между осью сцепления автосцепного устройства рамы или полурамы и осью ближайшего к указанному автосцепному устройству узла сочленения вагона-цистерны, мм, а n≥2 и представляет собой количество котлов 1 вагона-цистерны.
Следует отметить, что хотя выше описан вариант реализации полезной модели, в соответствии с которым вагон-цистерна содержит два котла 1, в других вариантах реализации вагон-цистерна может содержать более двух котлов 1.
При формировании вагона-цистерны размещают последовательно требуемое количество котлов 1, установленных на полурамах 2. При этом крайние полурамы 2 устанавливают на индивидуальные ходовые тележки 3, а смежные полурамы 2 устанавливают на общую ходовую тележку 3. Производят соединение смежных полурам 2 посредством шарнирного узла сочленения 5.
При этом длина по осям сцепления автосцепных устройств вагона-цистерны, содержащего два котла, будет составлять 24040±400 мм, а в случае трех котлов - 36060±600 мм и т.д.
Таким образом, очевидно, что, несмотря на количество котлов вагона-цистерны, значение длины вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств будет по существу кратно 12020 мм. При этом использование в конструкции вагона-цистрены общей ходовой тележки для смежных полурам двух котлов в сочетании с указанной длиной по осям сцепления автосцепных устройств позволяет обеспечить вписываемость вагона-цистерны увеличенной длины в криволинейные участки пути. Дополнительно, при использовании вагона-цистерны согласно настоящей полезной модели в составе вагонов обеспечивается осуществление одновременного наполнения/опорожнения всех вагонов-цистерн в принимаемом составе вагонов без выполнения расцепок автосцепных устройств.
Указанные рамы или полурамы могут опираться на общую ходовую тележку непосредственно или опосредованно.
Использование предложенной конструкции вагона-цистерны позволяет снизить вес вагона-цистерны благодаря уменьшению числа тележек, а также снизить эксплуатационные расходы на осуществление операции слива и налива из/в вагон-цистерну в поезде при одинаковой длине состава.
Необходимо отметить, что предложенный вагон-цистерна представляет собой лишь один из возможных вариантов осуществления полезной модели. Для специалиста в данной области техники очевидно, что в настоящую полезную модель могут быть внесены изменения и модификации без отклонения от объема полезной модели, определенного описанной ниже формулой полезной модели.