ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к транспорту, в частности к железнодорожным вагонам-цистернам.
Уровень техники
Из патента РФ №176587, МПК B61D 5/00, опубликован 23.01.2018, известен вагон-цистерна, содержащий котел в виде цилиндрического корпуса. Наверху котла размещен люк с крышкой, на которой размещена сливо-наливная и запорно-регулирующая арматура и приборы, которые укрываются металлическим колпаком. Например, колпак, применяемый в вагоне-цистерне для аммиака и выполненный из углеродистой и низколегированной стали, имеет массу 31 кг. Недостатком такого выполнения колпака является повышенная масса колпака, что приводит к увеличению массы тары вагона, и как следствие к уменьшению грузоподъемности.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом полезной модели является уменьшение массы тары вагона-цистерны и увеличение его грузоподъемности, а также повышение искробезопасности конструкции вагона-цистерны.
Заявленный технический результат обеспечивается вагоном-цистерной, имеющим котел, содержащий в верхней части люк с крышкой, над которой установлен колпак. Отличительным признаком полезно модели является то, что колпак выполнен из композитного материала.
Краткое описание чертежей
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом. На фигуре изображена верхняя часть вагона-цистерны с колпаком.
Осуществление полезной модели
Далее со ссылкой на сопровождающую фигуру детально описано осуществление полезной модели.
Вагон-цистерна, верхняя часть цилиндрического котла 1 которого показана на фигуре, имеет в верхней части котла 1 люк. Люк снабжен крышкой 2, выступающей над поверхностью котла 1. Крышка 2 является распределительной, то есть на ней размещены сливо-наливная и запорно-регулирующая арматура (не показана), а также приборы (не показаны).
Сливо-наливная и запорно-регулирующая арматура представляет собой трубы, соединительные элементы, клапаны, вентили и другие элементы и устройства, предназначенные для обеспечения слива и/или налива жидкости из/в котел 1, а также для регулирования условий, в которых находится жидкость в котле 1.
Для определения условий, имеющихся внутри котла 1, а также измерения операций слива-налива, на крышке люка также размещены приборы, которые могут включать в себя измерительные манометры, уровнемеры, расходомеры и другие измерительные устройства.
Сверху крышка 2 изолируется от внешних воздействий полым цилиндрическим колпаком 3 из композитного материала, конструктивно выполненного в виде тонкостенного полого цилиндра, ограниченного сверху дном. Колпак 3 закрывает выступающие части приборного и арматурного узла люка над поверхностью котла 1. Колпак 3 на крышке 2 люка котла 1 вагона-цистерны необходим для защиты сливо-наливной и запорно-регулирующей арматура и приборов, располагаемых на крышке 2 люка, от внешних воздействий (атмосферных, ударных, кражи и т.п.).
Композитный (композиционный) материал представляет собой многокомпонентный материал, состоящий, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение и ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам, и в то же время они легче. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении её механических характеристик.
Отличительным и полезным для настоящей полезной модели свойством композитного материала является то, что он имеет меньшую плотность при тех же или даже больших прочностных характеристиках, чем металл, например, такой как сталь, или металлический сплав. Это обеспечивает значительное уменьшение массы колпака 3 при сохранении прочностных свойств, необходимых для защиты сливо-наливной и запорно-регулирующей арматура и приборов, располагаемых на крышке 2 люка, от внешних воздействий (атмосферных, ударных, кражи и т.п.), а также обеспечивает существенное повышение искробезопасности конструкции вагона-цистерны. Предварительный расчет показывает, что при применении для изготовления колпака 3 в качестве композитного материала, например, стеклопластика, масса колпака 3 ориентировочно составит 8 кг. Таким образом, благодаря полезной модели уменьшается масса тары вагона-цистерны, увеличивается его грузоподъемность, и повышается искробезопасность конструкции вагона-цистерны.