Цистерна для затвердевающих грузов

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции цистерны для затвердевающих грузов.
Из уровня техники известен вагон-цистерна для затвердевающих продуктов (Патент России на изобретение №2669108, B61D 5/00, опубликован 08.10.2018), включающий теплоизолированный котёл с системой обогрева, выполненной в виде воздушного зазора между поверхностью котла и изоляционным материалом, внизу которого расположены электронагреватели, причем верхняя зона воздушного зазора расположена ниже плоскости, до которой котел заполнен перевозимым продуктом. От верхней зоны воздушного зазора отходят каналы, верхняя зона которых расположена не ниже плоскости, до которой котёл заполнен перевозимым продуктом.
Известен контейнер-цистерна для затвердевающих жидкостей (Патент России на изобретение №2036122, B65D 88/74, опубликован 27.05.1995), включающий котёл с теплоизоляцией, защитный кожух, электрические и паровые нагреватели, при этом каждый электрический нагреватель представляет собой лист с токопроводящими элементами, уложенными между слоями электроизоляционного материала, и размещен на наружной поверхности нижней части котла, причем паропровод смонтирован на внешней поверхности электрических нагревателей с креплением его к оболочке котла, при этом котел снабжен расположенной на внутренней поверхности теплоизоляции в зоне размещения паропровода полиамидной или металлизированной пленкой с высоким коэффициентом отражения поверхности, а нижняя часть защитного кожуха и теплоизоляции выполнена разъёмной.
Известен контейнер-цистерна (Заявка на патент Китая №107235249 (A), B65D 88/74, опубликована 10.10.2017), оборудованный системой разогрева перевозимого груза с помощью пара, причем для передачи теплоносителя к цистерне применены закрепленные в ее нижней части желоба, имеющие в поперечном сечении трапецеидальную или полукруглую форму. В концевых частях желоба объединены во впускной и выпускной коллекторы.
Кроме того, известна цистерна для жидкого пека модели 15-1532 (Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов. Справочное пособие. 1993. С. 23-32), принятая за прототип, содержащая раму, котел с теплоизоляцией, защитный кожух и электрические нагреватели. Вокруг котла создан воздушный зазор, составляющий 30 мм, для обеспечения равномерного разогрева котла горячим воздухом, который поступает от электрических трубчатых нагревателей, расположенных в нижней части между котлом и рамой. Между кожухом электронагревателей и кожухом изоляции размещена тепловая изоляция котла, состоящая из отдельных матов, каждый из которых обернут стеклотканью.
К недостаткам известных технических решений, в том числе прототипа, следует отнести сложность и громоздкость конструкций разогрева котла. Кроме того, при использовании описанных выше конструкций с электрическими нагревателями передача тепла на обогреваемую поверхность производится через воздушную прослойку путем конвекции, при этом часть тепловой энергии рассеивается, (поскольку воздух обладает плохими теплопроводящими свойствами), что свидетельствует о низком КПД систем обогрева.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема громоздкости конструкции, а также низкой эффективности обогрева цистерны.
Технический результат заключается в упрощении конструкции цистерны при повышении эффективности её обогрева.
Технический результат достигается тем, что цистерна для затвердевающих грузов содержит раму, котёл с теплоизоляцией, закреплённый на упомянутой раме, устройство разогрева и защитный кожух, причем устройство разогрева выполнено в виде электропроводящего греющего покрытия, нанесённого на наружную поверхность котла через диэлектрическое покрытие и выполненного с возможностью подключения  к источнику электропитания; электропроводящее греющее покрытие может быть выполнено из композиционного резистивного материала; на электропроводящее греющее покрытие может быть нанесено наружное диэлектрическое покрытие; толщина электропроводящего греющего покрытия может быть задана из диапазона от 0,30 до 0,35 мм.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что устройство разогрева выполнено в виде электропроводящего греющего покрытия, нанесённого на наружную поверхность котла через диэлектрическое покрытие, выполненного с возможностью подключения  к источнику электропитания; электропроводящее греющее покрытие выполнено из композиционного резистивного материала; на электропроводящее греющее покрытие нанесено наружное диэлектрическое покрытие; толщина электропроводящего греющего покрытия задана из диапазона от 0,30 до 0,35 мм.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показано:
Фиг.1 –цистерна для затвердевающих грузов, общий вид, где 1 – рама, 2 – котел, 3 – теплоизоляция, 5 – защитный кожух, 6 – электроды.
Фиг.2 – разрез А-А, где 3 – теплоизоляция, 4 – устройство разогрева, 5 – защитный кожух.
Цистерна для затвердевающих грузов содержит раму 1, котёл 2 с теплоизоляцией 3, закрепленный на упомянутой раме 1, устройство разогрева 4 и защитный кожух 5. Устройство разогрева 4 выполнено в виде электропроводящего греющего покрытия, выполненного с возможностью подключения к источнику электропитания через электроды 6. Электропроводящее греющее покрытие нанесено на наружную поверхность котла 1 через диэлектрическое покрытие, которое используется для изоляции электрических контактов.  Электропроводящее греющее покрытие выполнено из композиционного резистивного материала, например, из углеродонаполненного полиуретана. В качестве наполнителя применяют токопроводящие частицы графита или технического углерода (сажи). Применение полиуретана в качестве связующего является предпочтительным, так как полиуретану свойственна высокая адгезия практически ко всем известным материалам при сохранении механических свойств в заданном диапазоне температур. Толщина электропроводящего греющего покрытия задана из диапазона от 0,30 до 0,35 мм. Заданная толщина электропроводящего греющего покрытия обеспечивает нагрев котла до температуры 170 °С. Применение более толстого покрытия нецелесообразно, так как покрытие становится токопроводным, в результате чего не происходит его нагрев. На электропроводящее греющее покрытие нанесено наружное диэлектрическое покрытие, например, полиуретановый лак, для исключается поражение электрическим током при эксплуатации.
Выполнение устройства разогрева 4 в виде электропроводящего греющего покрытия, нанесённого на наружную поверхность котла через диэлектрическое покрытие, выполненного с возможностью подключения к источнику электропитания, обеспечивает упрощение конструкции цистерны и уменьшение ее массы, поскольку система на основе электропроводящего греющего покрытия толщиной от 0,3 до 0,35 мм существенно меньше по массе известных систем разогрева. Эффективность обогрева цистерны повышается за счет отсутствия воздушной прослойки между устройством разогрева 4 и котлом 1.
Таким образом, как показано в вышеприведенном описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в упрощении конструкции цистерны при повышении эффективности её обогрева.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники цистернах.