ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к емкостям для транспортирования затвердевающих жидкостей и может быть использовано в железнодорожных цистернах для перевозки, например, расплавленной серы, пека и др. продуктов.
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. а.с. N 706271). Такие вагоны-термоцистерны в настоящее время находятся в серийном производстве в Мариупольском концерне "Азовмаш".
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.
Известно также техническое решение по установке ТЭН в емкости, снабженной внутренней камерой для размещения в ней активной части ТЭН, а камеры для выводов этих нагревателей расположены за пределами емкости, причем внутренняя камера является равнопрочной стенкой корпуса емкости, расположена по всей длине емкости и с обеих сторон жестко закреплена в торцевых частях последней (см. патент США N 2122585, кл. 123-142,5 прототип).
Недостатками такого решения являются необходимость применения специальных "сквозных" ТЭН строго определенной длины (от торца до торца емкости), сложность решения технической задачи по недопущению деформации и разрушению внутренних длинномерных сквозных камер от температурных удлинений, сложность размещения внутри емкости, препятствующих прохождению сквозных внутренних камер, потребность в установке отдельных камер для электрооборудования по управлению разогревом, необходимость в применении сравнительно больших количества и длины силовых электропроводов.
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).
Наиболее близким техническим решением к предложенной модели является цистерна для перевозки жидкого пека, модели 15-1532 (см. кн. Цистерны. (Устройство, эксплуатация, ремонт): Справочное пособие/ В.К.Губенко, А.П.Никодимов, Г.К.Жилин и др. - М.: Транспорт, 1990, с.39-42), в которой котел расположен на четырехосной платформе, дополнительно оборудованной настилом для кожуха термоизоляции. Он имеет устройство разогрева пека в котле, наружную лестницу, сливноналивное устройство и предохранительную арматуру. Котел включает в себя цилиндрическую обечайку и эллиптические днища. Для полного слива продукта нижний лист котла имеет двусторонний уклон к поддону сливной трубы. В верхней части котла приваривается горловина лазового люка с крышкой, на которой устанавливаются сливная и наливная трубы, быстрооткрывающаяся ригельная крышка, на которой установлены штуцер и муфтовый кран. Кран предназначен для подачи пар в котел при разгрузке цистерны передавливанием. Он может служить для проверки давления (вакуума) и его сброса, а также для продувки емкости. Вспомогательный люк предназначен для налива пека посредством ввода иглы заливного устройства установки автоматического налива, а также является технологическим люком для прохода в котел. Сливная труба устанавливается над поддоном на уровне внутренней образующей нижнего листа котла. Смотровой люк предназначен для определения уровня продукта в котле, а также для установки термопары
при замере температуры продукта. Люк закрывается крышкой, оборудованной предохранительной мембраной, предназначенной для предохранения котла от избыточного давления. Сверху мембрана защищена экраном, снизу - отражателем. Крышка смотрового люка закрывается с помощью ригеля и откидного болта.
Термоизоляция котла включает каркас кожуха изоляции, кожуха изоляции и электронагревателей. Каркас кожуха изоляции состоит из приваренных к котлу кронштейнов, на который крепятся четыре опорных пояса, и торцевых поясов днищ. Между опорными поясами на продольных уголках крепятся помосты лестниц. В нижней части котел снабжен нишами для установки электронагревателей. Котел цистерны крепится на раме в средней части лапами и по концам стяжными хомутами. Между котлом и опорой установлена многослойная прокладка из паронита, асбестовой ткани и алюминиевого листа, а между опорой и рамой - текстолитовый лист для улучшения изоляции.
Кожух электронагревателей предназначен для создания воздушного кругового зазора между наружной поверхностью котла и его тепловой изоляцией. Горячий воздух, конвертируемый от электрических трубчатых нагревателей, установленных в нижней части воздушного зазора, равномерного разогревает котел по всей его поверхности. Для предотвращения охлаждения пека предусмотрена тепловая изоляция, которая укладывается на кожух электронагревателей. В качестве теплоизоляционного материала выбраны термостойкие маты и маты из стеклянного штапельного волокна. Цистерна снаружи закрывается кожухом изоляции, который состоит из отдельных листов. При помощи уголков и болтов они стягиваются с двух сторон с уголками каркаса кожуха. Предусмотрена термоизоляция горловины котла с раздвижной изоляционной крышкой. Установка разогрева пека в котле включает электрические нагреватели, которые для удобства монтажа и снятия объединены в съемные секции, соединительные провода, рычажный переключатель для разрыва цепи управления, три штепсельные
вилки для подключения к пунктам электропитания, штепсельную колодку для подключения цепи управления. Секция устанавливается под котлом цистерны в нижней части воздушного зазора, образованного между котлом и кожухом электронагревателей.
Основными недостатками известных технических решений являются недостаточные теплоизоляционные и эксплуатационные свойства, большая металлоемкость, возможность проникновения влаги во внутрь изоляции, технологическая сложность изготовления.
Технической задачей полезной модели является создание железнодорожной цистерны для перевозки затвердевающих грузов с повышенными теплоизоляционными свойствами кожуха в процессе эксплуатации при различных климатических условиях и с исключением возможности проникновение влаги и ее паров внутрь изоляции, а также уменьшением металлоемкости и, соответственно, массы тары вагона.
Технический результат предлагаемой полезной моделью заключается в повышении теплоизоляционных свойств кожуха, исключении проникновения влаги во внутрь изоляции, уменьшении металлоемкости, массы тары вагона, а также улучшении эксплуатационных свойств цистерны для перевозки для затвердевающих грузов.
Технический результат достигается тем, что в железнодорожной цистерне для затвердевающих грузов, содержащей котел, термоизоляцию котла, устройство разогрева, наружную лестницу, котел включает в себя цилиндрическую обечайку и эллиптические днища, в верхней части котла расположен люк с крышкой, вспомогательный люк, смотровой люк, сливная и наливная трубы, люк закрывается крышкой, термоизоляция котла включает кожух термоизоляции и внешний кожух, между которыми
расположен теплоизоляционный материал, каркас кожуха термоизоляции состоит из приваренных к котлу кронштейнов, на который закреплены четыре опорных пояса, и торцевых поясов днищ, между опорными поясами на продольных уголках закреплены помосты лестниц, в нижней части котел снабжен нишами для установки электронагревателей устройства разогрева, цистерна снаружи закрыта внешним кожухом изоляции, который состоит из отдельных листов, стянутых с двух сторон с уголками каркаса кожуха термоизоляции, на горловине котла установлена крышка с изоляцией, электрические нагреватели объединены в съемные секции и установлены под котлом цистерны в нижней части, воздушный зазор образован между котлом и кожухом термоизоляции, к торцевым поясам каркаса кожуха термоизоляции жестко закреплены днища внешнего кожуха, выполненные из стеклопластика, а радиальные стыки днища внешнего кожуха и листов внешнего кожуха закрыты хомутами, при этом форма днищ внешнего кожуха выполнены эллиптической формы и геометрически повторяют форму днищ котла цистерны, при этом теплоизоляционный материал, расположенный между кожухом термоизоляции и внешним кожухом, закреплен на скобах, которые установлены и закреплены на внешней стороне кожуха термоизоляции, а смотровой люк снабжен разрывной мембраной.
В цистерне для затвердевающих грузов днища внешнего кожуха выполнены из стеклопластика, толщиной равной 5-7 мм.
В качестве теплоизоляционного материала использованы маты прошивные, которые покрыты авиационной тканью, прошиты нитью и утянуты канатом, причем толщина теплоизоляционного материала выполнена равной 160-180 мм.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами:
На фиг.1 представлена железнодорожная цистерна для затвердевающих грузов, общий вид; на фиг.2 - котел в сборе; на фиг.3 - люк; на фиг.4 - термоизоляция котла; на фиг.5 - крышка люка изоляционная.
Предлагаемая железнодорожная цистерна для перевозки затвердевающих грузов содержит котел 1, термоизоляцию котла 2, устройство разогрева 3, наружную лестницу 4.
Котел 1 включает в себя цилиндрическую обечайку 5 и эллиптические днища 6, в верхней части котла 1 расположен люк 7 с крышкой 8, вспомогательный люк 9, смотровой люк 10, сливную 11 и наливную 12 трубы.
Люк 7 закрывается крышкой 8, термоизоляция котла 2 включает кожух термоизоляции 13 и внешний кожух 14.
Между кожухом термоизоляции 13 и внешним кожухом 14 расположен теплоизоляционный материал 15.
Каркас 16 кожуха термоизоляции 13 состоит из приваренных к котлу кронштейнов 17, на который закреплены четыре опорных пояса 18, и торцевых поясов 19 днищ, между опорными поясами 18 на продольных уголках 20 закреплены помосты 21 лестниц 4.
В нижней части котел 1 снабжен нишами 22 для установки электронагревателей 23 устройства разогрева 3, например, пека.
Цистерна снаружи закрыта внешним кожухом 14 изоляции, который состоит из отдельных листов 24, при помощи уголков 25 и болтов 26 они стянуты с двух сторон с уголками 27 каркаса 16 кожуха термоизоляции 13.
На горловине котла 1 установлена крышка 8 с изоляцией 28. Электрические нагреватели 23 объединены в съемные секции 29 и
установлены под котлом 1 цистерны в нижней части, при этом образован воздушный зазор между котлом 1 и кожухом термоизоляции 13.
К торцевым поясам 18 каркаса кожуха 16 термоизоляции жестко закреплены днища 30 внешнего кожуха 14, выполненные из стеклопластика.
Радиальные стыки днища 30 внешнего кожуха 14 и листов 24 внешнего кожуха 14 закрыты хомутами 31.
При этом форма днищ 30 внешнего кожуха 14 выполнены эллиптической формы и геометрически повторяют форму днищ 6 котла 1 цистерны.
Теплоизоляционный материал 15, расположенный между кожухом термоизоляции 13 и внешним кожухом 14, закреплен на скобах 32, причем скобы 32 расположены и закреплены на внешней стороне кожуха термоизоляции 13. Смотровой люк 10 снабжен разрывной мембраной 33 с целью повышения эксплуатационной надежности.
В цистерне для затвердевающих грузов днища 30 внешнего кожуха 14 выполнены из стеклопластика, толщиной 5-7 мм, что позволяет уменьшить металлоемкость и массу тары вагона-цистерны для перевозки затвердевающих грузов.
В качестве теплоизоляционного материала 15 использованы маты прошивные, которые покрыты авиационной тканью, прошиты нитью и утянуты канатом, толщина теплоизоляционного материала 15 выполнена равной 160-18 Омм, являющейся оптимальной для обеспечения теплоизоляции котла 1.
Использование предлагаемой конструкции железнодорожной цистерны для затвердевающих грузов позволяет повысить теплоизоляционные свойства, исключить возможность проникновения влаги во внутрь изоляции, уменьшить металлоемкость, массу тары вагона, за счет выполнения днища внешнего кожуха из стеклопластика, а также улучшить
эксплуатационные свойства путем максимального возможного сохранения температурного режима перевозки затвердевающих грузов, в частности, пека.