КОТЕЛ ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции котлов вагонов-цистерн.
Из уровня техники известен железнодорожный вагон-цистерна (RU 170382 U1, опубл. 24.04.2017), включающий установленный на ходовые части посредством полурам котёл, подкреплённый шпангоутами, содержащий два днища и обечайку, имеющую цилиндрическую центральную царгу, соединённую с консольными царгами, в свою очередь, соединенными с днищами котла. Оси консольных царг, выполненных в форме усеченного конуса, расположены под углом от 7,51° до 15° к горизонтальной оси центральной царги.
Известен бункер для перевозки цемента (WO 2017/142490 A2, опубл. 24.08.2017), содержащий днища и обечайку, выполненную из царг, имеющих форму цилиндра, воронки или других форм, при этом царги в центральной части соединены поясом. В центральной части бункер выполнен таким образом, что нижняя его центральная часть выполнена в форме конуса, при этом диаметр конуса уменьшается от верхней части корпуса бункера к нижней части корпуса, тем самым образуя форму воронки.
Технической проблемой, присущей указанным техническим решениям, является неполное использование объема при заполнении перевозимым грузом, поскольку в концевых частях образуется воздушная «подушка», при условии обеспечения разгрузки перевозимого груза под собственным весом, что снижает эффективность использования цистерны.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение полезного объема котла вагона-цистерны при обеспечении полной разгрузки перевозимого груза под собственным весом.
Указанный технический результат достигается тем, что в котле вагона-цистерны, содержащем днища и обечайку, выполненную из царг, согласно настоящей полезной модели, каждая царга обечайки выполнена в форме усеченного конуса с углом между образующей и осью усеченного конуса царги обечайки в нижней части котла, при этом ось усеченного конуса каждой царги обечайки расположена под углом к продольной оси котла  вагона-цистерны.  Угол между осью  усеченного конуса  каждой царги обечайки и  продольной  осью  котла  вагона-цистерны  равен  углу  между  образующей  и  осью усеченного конуса этой царги. Угол между образующей и осью усеченного конуса этой царги выполнен в диапазоне от 0,5° до 22,5°.
Заявляемая полезная модель отличается от ближайших аналогов тем, что каждая царга обечайки выполнена в форме усеченного конуса с углом между образующей и осью усеченного конуса царги обечайки в нижней части котла, при этом ось усеченного конуса каждой царги обечайки расположена под углом к продольной оси котла вагона-цистерны. Такое отличие даёт основание утверждать о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами примеров реализации, где на фиг. 1 – котел вагона-цистерны (вид сбоку), на фиг. 2 – котел вагона-цистерны (вид сбоку).
Котёл содержит днища 1 и обечайку, выполненную из царг 2. Обечайка котла может быть выполнена из двух одинаковых царг, расположенных симметрично относительно центрального поперечного сечения котла вагона-цистерны. Обечайка котла может быть выполнена из четырёх царг, расположенных симметрично относительно центрального поперечного сечения котла, и каждая центральная царга по своей форме является продолжением конусообразной формы, соответствующей крайней царги.
На фиг. 1 представлен пример реализации котла вагона-цистерны с обечайкой, выполненной из двух царг 2, каждая из которых выполнена в форме усеченного конуса с углом α между образующей 2.1 усеченного конуса и установлена так, что ось 3 царги 2 расположена под углом α к продольной оси 4 котла вагона-цистерны равным углу α между образующей 2.1 и осью 3 усеченного конуса указанной царги 2, при этом царги 2 установлены симметрично относительно центрального поперечного сечения 5 котла вагона-цистерны.
При выполнении обечайки котла вагона-цистерны из четырёх царг формы усеченного конуса – центральных царг 2.2 и крайних 2.3 (фиг. 2), расположенных симметрично относительно центрального поперечного сечения 5 котла, каждая центральная царга 2.2 по своей форме является продолжением формы усеченного конуса соответствующей ей крайней царги 2.3.
Царги 2 в форме усеченного конуса соединены таким образом, что верхняя образующая усеченного конуса одной царги 2 является продолжением верхней образующей  усеченного конуса соседней царги 2, образуя при этом одну прямую линию, а нижние образующие усеченного конусов царг соединены между под углом, равным 180° - 2 α.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся увеличении полезного объема котла вагона-цистерны при обеспечении полной разгрузки перевозимого груза под собственным весом, достигается следующим образом.
Царги обечайки котла вагона-цистерны, выполненные в форме усеченного конуса с углом α между образующей и осью усеченного конуса в диапазоне значений от 0,5° до 22,5°, позволяют выполнить котел расширяющимся к центральному поперечному сечению, что увеличивает полезный объем котла вагона-цистерны на 10-15%. Соединение царг обечайки котла вагона-цистерны симметрично относительно центрального поперечного сечения котла и таким образом, что угол α между образующей и осью усеченного конуса царги равен углу α между осью указанной царги и продольной осью котла вагона цистерны, позволяет выполнить котел вагона-цистерны с ровной поверхностью сверху и наклоном обечайки к центру в нижней его части симметрично относительно центрального поперечного сечения, что обеспечивает полную разгрузку перевозимого груза под собственным весом. Диапазон значений угла α между образующей и осью усеченного конуса царги обечайки от 0,5° до 22,5° с меньшей стороны диапазона обусловлен минимальным значением угла для обеспечения полной разгрузки перевозимого груза под собственным весом, а с большей стороны диапазона - ограничениями габаритов котла вагона-цистерны для вписывания котла вагона-цистерны в габарит железнодорожного состава.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить полезный объем котла вагона-цистерны при обеспечении полной разгрузки перевозимого под собственным весом.