КОТЕЛ ЦИСТЕРНЫ (ВАРИАНТЫ)

Котел цистерны (Варианты)
Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкциям котлов вагон-цистерн, а так же к конструкциям емкостей, предназначенных для транспортировки и хранения жидких продуктов.
Из области техники известен котел цистерны, состоящий из двух днищ и обечайки с установленной сливо-наливной арматурой. При этом обечайка котла выполнена из пяти продольно расположенных листов - нижнего броневого, двух боковых и двух верхних Л.А. Шадур «Вагоны, М, Транспорт, 1980 г., стр.346, рис. XII. 5.
К недостаткам такой конструкции можно отнести низкую технологичность изготовления котла, вызванную различной шириной листового металла, который необходимо подвергать обработке, из-за чего будет значительно увеличено время для переналадки оборудования с одной ширины обработки на другую. Вместе с этим, при установке данного котла на ложементы платформы, стыки между нижним броневым листом и боковыми листами попадут в зону ложементов, в результате чего при эксплуатации не исключено продавливание стыка брусками ложемента, что может повлечь за собой повреждение шва.
Эти недостатки устранены в конструкции котла железнодорожной цистерны для транспортировки жидких грузов Пат. РФ № 212 4994, B61D 5/00, B65D 88/06, опубл. 20.01.99 Бюл. №2, состоящего из днищ и цилиндрической обечайки, выполненной из трех царг, из которых концевые соединены с днищами и выполнены из двух листов верхних и нижних броневых, а средняя царга, на которой расположены люк и сливное устройство, выполнена из четырех продольно расположенных листов, одного нижнего броневого, двух
МПК 7 B61D 5/00, B65D 88/12
боковых и одного верхнего, отличающегося от предыдущих по ширине, причем отношение толщин верхних листов к нижним броневым составляет 1:1,2.
Эта конструкция выбрана в качестве прототипа для первого аспекта заявляемой полезной модели.
Данная конструкция котла отвечает требованиям прочности для установки на платформы, однако она сложна в изготовлении из-за большой номенклатуры используемого проката, торцы которого необходимо подвергать механической обработке перед сваркой в единую конструкцию. Так же для сборки только обечайки необходимо выполнить около 50 м двухсторонних сварных швов.
Прототипом для второго аспекта заявляемой полезной модели выбрана железнодорожная цистерна для транспортировки жидких грузов Пат. РФ № 2118598 B61D 5/00, B65D 88/12, опубл. 10.09.98 бюл. № 25, включающая установленный на ходовой части посредством рамы котел в виде горизонтальной емкости, состоящей из эллиптических днищ и цилиндрической обечайки. Цилиндрическая обечайка выполнена из четырех царг, при этом средние царги равны между собой и соединены кольцевым сварным швом по средней оси обечайки, а сама цилиндрическая обечайка выполнена и установлена с уклоном 1-3° к середине котла. Вместе с этим, продольные сварные швы средних царг смещены относительно друг друга на расстояние не менее чем 100 мм.
Недостатком данной конструкции котла железнодорожной цистерны так же является ее низкая технологичность, вызванная использованием листов различной ширины, что увеличивает затраты времени на выпуск единицы изделия.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,
является создание конструкции котла цистерны, обладающей повышенной
продукции, а именно, снизить количество отходов от механической обработки и длину сварных швов.
Поставленная задача решается с помощью двух вариантов заявляемой конструкции.
По первому варианту, котел железнодорожной цистерны изготавливают из четырех продольно расположенных листов равных по ширине Я и длине L, что позволяет производить их обработку в одном пакете. Вместе с этим, нижний и боковые листы выполнены броневыми (например, толщиной 12 мм), а верхний лист - облегченный (например, толщиной 10 мм), таким образом, броневая часть обечайки охватывает до 270° окружности корпуса, что позволит котлу с учетом запаса прочности выдерживать все нагрузки в процессе эксплуатации и исключить возможность продавливания корпуса котла брусками ложементов. Так же для обеспечения полноты слива нижний броневой лист выполнен с давленым уклоном к середине котла.
По второму варианту, котел железнодорожной цистерны изготавливают из четырех поперечно расположенных листов равных между собой по длине L и ширине И, при этом каждую царгу изготавливают отдельно, а общую сборку обечайки выполняют с тем условием, что продольный сварной шов каждого листа смещен относительно соседних на угол, не меньший чем 4°.
Сущность заявляемой полезной модели по первому аспекту заключается в том, что котел железнодорожной цистерны, выполнен в виде горизонтальной емкости и состоит из днищ, закрепленных на торцах обечайки, сливноналивной арматуры, установленной на обечайке, которая изготовлена из четырех продольно установленных листов равных по ширине, при этом нижний и боковые листы выполнены броневыми, а нижний броневой лист изготавливается с выдавленным уклоном к середине котла. Вместе с этим, броневая часть обечайки котла охватывает до 270° окружности корпуса.
Сущность заявляемой полезной модели по второму аспекту заключается в том, что котел железнодорожной цистерны, выполнен в виде горизонтальной емкости и состоит из днищ, закрепленных на торцах обечайки, сливноналивной арматуры, установленной на обечайке, которая изготовлена из четырёх поперечно установленных равных листов, при этом продольный сварной шов каждой царги смещен относительно соседних на угол не меньший чем 4°.
К обоим аспектам заявляемой полезной модели относится то, что длина каждого листа обечайки соразмерна суммарной ширине всех ее листов.
Ниже приведены чертежи, показывающие конструктивное исполнение котла железнодорожной цистерны и поясняющие сущность заявляемой полезной модели.
Фиг. I - общий вид котла железнодорожной цистерны, выполненный по первому варианту;
Фиг. II - сечение по линии А-А фиг. I;
Фиг. III- выносной элемент Б фиг. I;
Фиг. IV - раскрой обечайки котла фиг. I;
Фиг. V - общий вид котла железнодорожной цистерны, выполненный по второму варианту;
Фиг. VI - разрез по линии В-В фиг. V;
Фиг. VII - раскрой обечайки котла фиг. V.
Котел цистерны состоит из днищ 1, обечайки 2, сливо-наливной арматуры: люка-лаза 3 и сливного прибора 4.
По первому варианту исполнения, обечайка 2 котла выполнена из четырех продольно расположенных листов, одинаковых между собой по длине L и по ширине Н. При этом, нижний лист 5 и боковые листы 6 и 7 выполнены броневыми толщиной S, а верхний лист 8 выполнен облегченным толщиной Si. Для обеспечения полноты слива, на нижнем листе 5 выполнен давленый
уклон а к середине котла. Данный раскрой возможно применять при изготовлении облегченных котлов, например - нефтебензиновых.
По второму варианту исполнения, обечайка 2 котла выполнена из четырех поперечно расположенных листов, одинаковых между собой по длине L, по ширине Н и по толщине S. При этом для соединения отдельно завал ьцованных царг их поворачивают относительно друг друга по оси до образования угла /3 между сварными швами 9, составляющего не менее 4°. Применение данного раскроя возможно для изготовления толстостенных котлов, например - газовых.
Вместе с вышесказанным, для первого и второго вариантов исполнения котла цистерны соответствует выражение 4Н  L.
Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в упрощении технологии изготовления котла, уменьшении количества используемых листов, а также унификации их раскроя, снижении длины сварных швов, что значительно снижает временные и материальные затраты на производство единицы продукции. Вместе с этим, длина каждого листа обечайки, предназначенного для ее изготовления, соразмерна суммарной ширине всех листов обечайки, поэтому при наличии проката толщиной только 12 мм возможно изготовление обечайки котла цистерны с поперечным расположением листов. При использовании проката толщиной 10 мм для изготовления верхнего облегченного листа, возможно изготовление обечайки котла с продольным расположением листов без переналадки обрабатывающего оборудования с применением листов толщиной 12 мм в качестве нижнего и боковых, которые используются для изготовления котла с поперечным расположением листов.
В настоящее время, по заявляемой полезной модели, разработана конструкторская и технологическая документация, изготовлен опытный образец и проводятся его всесторонние испытания.
Формула полезной модели
п.1 Котел цистерны, выполненный в виде горизонтальной емкости и состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки, сливно-наливной арматуры, установленной на обечайке котла, отличающийся тем, что обечайка выполнена из продольно установленных листов равных по ширине, при этом нижний и боковые листы выполнены броневыми.
п.2 Котел цистерны по п.1 отличающийся тем, что нижний броневой лист выполнен с выдавленным уклоном к середине котла.
п.З Котел цистерны по п.1 отличающийся тем, что броневая часть обечайки охватывает до 270° окружности корпуса.
п.4 Котел цистерны, выполненный в виде горизонтальной емкости и состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки, сливно-наливной арматуры, установленной на обечайке котла, отличающийся тем, что обечайка выполнена из поперечно установленных равных по длине и ширине листов, при этом продольный сварной шов каждой царги смещен относительно
соседних на угол не меньший чем 4°.
или п.5 Котел цистерныУпо п.1,йдопо п.4, отличающийся тем, что длина
каждого листа обечайки соразмерна суммарной ширине всех листов обечайки.
Котел цистерны
(варианты)
Фиг. I
Котел цистерны
(Варианты)