Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожным вагонам-цистернам и может быть использована для перевозки затвердевающих жидкостей, например, серы, пека и других аналогичных продуктов.
Известна железнодорожная цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей, содержащая котел, систему подогрева котла, включающую нагреватель и термоизоляцию, состоящую из наружного защитного кожуха, между котлом и наружным защитным кожухом расположен теплоизоляционный материал, наружный защитный кожух закреплен с помощью приваренных к котлу кронштейнов с опорными поясами, патент России №80159, B65D 88/74, опубл. 27.01.2009 г.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая эффективность работы системы подогрева котла, вследствие наличия воздушного теплового зазора только на нижней части котла в зоне размещения тепловых каналов в виде проходных полостей профильного проката и его отсутствия в верхней части котла, по причине плотного прилегания теплоизолирующего материала к верхней и боковой поверхностям котла, вследствие отсутствия разделительных опорных элементов, образующих воздушный зазор-прослойку между котлом и теплоизолирующим кожухом.
Известна железнодорожная цистерна для перевозки затвердевающих грузов, содержащая котел, нагреватель, теплоизолирующий кожух, собранный из наружного защитного кожуха и теплоизолирующего материала, размещенного между наружным защитным кожухом и котлом, наружный защитный кожух собран из царг, смонтированных на опорных поясах, закрепленных на котле и его днищах с помощью несущих кронштейнов, патент России №79533, B65D 88/12, опубл 10.01.2009 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному устройству, также является низкая эффективность работы системы подогрева котла, вследствие отсутствия единого воздушного теплового зазора-прослойки между поверхностью котла и теплоизолирующим кожухом, вследствие отсутствия в конструкции вагона-цистерны разделительных элементов между котлом и теплоизолирующим кожухом, гарантирующих образование такого зазора, кроме того, отсутствие усилительных элементов в местах крепления несущих кронштейнов на котле, снижает надежность вагона-цистерны, вследствие возможного излома несущих кронштейнов при внешнем воздействии на теплоизолирующий кожух.
Техническим результатом, заявляемой полезной модели является повышение теплоизоляционных свойств кожуха котла и эффективности работы системы подогрева вагона-цистерны.
Указанный технический результат достигается вагоном-цистерной для перевозки затвердевающих жидкостей, содержащим котел, нагреватель, теплоизолирующий кожух, собранный из наружного защитного кожуха и теплоизолирующего материала, размещенного между наружным защитным кожухом и котлом, наружный защитный кожух собран из царг, смонтированных на опорных поясах, закрепленных на котле и его днищах с помощью несущих кронштейнов, котел снабжен усиливающими шпангоутами, закрепленными на его наружной поверхности, несущие кронштейны опорных поясов жестко связаны своими нижними концами с указанными усиливающими шпангоутами, опорные пояса своими нижними концами соединены с продольными балками рамы вагона-цистерны, теплоизолирующий кожух дополнен внутренним разделительным кожухом, размещенным между теплоизолирующим материалом и котлом с образованием воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла, при этом величина указанного зазора определена высотой подкладок-опор, закрепленных на наружной поверхности котла, на которые установлены царги внутреннего разделительного кожуха, которые при этом размещены между усиливающими шпангоутами и соединены с ними своими кромками, торцевые днища разделительного кожуха закреплены на несущих кронштейнах, закрепленных на днищах котла, для образования единого воздушного зазора-прослойки и для свободной циркуляции в нем нагретого нагревателем воздуха в усиливающих шпангоутах выполнены сквозные воздушные каналы; сквозные воздушные каналы в усиливающих шпангоутах могут быть прорезаны в виде пазов; сквозные воздушные каналы в усиливающих шпангоутах могут быть выполнены в виде отверстий; несущие кронштейны опорных поясов в поперечном сечении могут быть выполнены в виде уголка и снабжены опорными головками для закрепления на них с помощью фиксирующих элементов царг наружного защитного кожуха; фиксирующие элементы для царг наружного защитного кожуха могут быть выполнены в виде болтов с гайками.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый вагон-цистерна для затвердевающих грузов отличается от прототипа тем, что котел снабжен усиливающими шпангоутами, закрепленными на его наружной поверхности, несущие кронштейны опорных поясов жестко связаны своими нижними концами с указанными усиливающими шпангоутами, опорные пояса своими нижними концами соединены с продольными балками рамы вагона-цистерны, теплоизолирующий кожух дополнен внутренним разделительным кожухом, размещенным между теплоизолирующим материалом и котлом с образованием воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла, при этом величина указанного зазора определена высотой подкладок-опор, закрепленных на наружной поверхности котла, на которые установлены царги внутреннего разделительного кожуха, которые при этом размещены между усиливающими шпангоутами и соединены с ними своими кромками, торцевые днища разделительного кожуха закреплены на несущих кронштейнах, закрепленных на днищах котла, для образования единого воздушного зазора-прослойки и для свободной циркуляции в нем нагретого нагревателем воздуха в усиливающих шпангоутах выполнены сквозные воздушные каналы; сквозные воздушные каналы в усиливающих шпангоутах прорезаны в виде пазов; сквозные воздушные каналы в усиливающих шпангоутах выполнены в виде отверстий; несущие кронштейны опорных поясов в поперечном сечении выполнены в виде уголка и снабжены опорными головками для закрепления на них с помощью фиксирующих элементов царг наружного защитного кожуха; фиксирующие элементы для царг наружного защитного кожуха выполнены в виде болтов с гайками. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Полезная модель представлена на чертежах, где на фиг. 1 представлен вагон-цистерна, главный вид; на фиг. 2 - то же самое, часть наружного защитного и внутреннего кожухов условно не показаны, изометрическая проекция; на фиг. 3 - местный поперечный разрез верхней части вагона-цистерны, теплоизолирующий материал условно не показан, изометрическая проекция; на фиг. 4 - то же самое; на фиг. 5 - местный вид вагона-цистерны, наружный защитный и часть внутреннего кожухов условно не показаны, изометрическая проекция; фиг. 6 - местный вид котла на внутренний кожух, наружный кожух условно не показан; фиг. 7 - местный вид на усиливающий шпангоут.
Вагон-цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей, содержит котел 1 (Фиг. 1, 2, 3, 4), нагреватель 2 (Фиг. 5), теплоизолирующий кожух 3, собранный из наружного защитного кожуха 3.1 и теплоизолирующего материала 3.2. Наружный кожух 3.1 собран из царг 3.1.1, смонтированных на опорных поясах 4, закрепленных на котле 1 с помощью несущих кронштейнов 5.
Для образования постоянного по длине, торцам и внешнему диаметру котла 1 единого воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла 1, теплоизолирующий кожух 3 дополнен внутренним разделительным кожухом 3.3, который осуществляет поддержку теплоизолирующего материала 3.2, образовывая и сохраняя при этом единый воздушный зазор-прослойку «Z» между котлом 1 и теплоизолирующим кожухом 3.
Внутренний разделительный кожух 3.3 набран из царг 3.3.1 и торцевых днищ 3.3.2. Царги 3.3.1 установлены на подкладки-опоры 8. Подкладки-опоры 8 закреплены на наружной поверхности котла 1 и выполнены высотой «h», равной величине воздушного зазора-прослойки «Z». Торцевые днища 3.3.2 установлены на опорных торцевых поясах 6.1, которые закреплены на кронштейнах 7.1 на торцах котла 1 (Фиг. 6). Котел 1 дополнительно снабжен усиливающими шпангоутами 9, которые закреплены на наружной цилиндрической поверхности котла 1. При этом несущие кронштейны 5 опорных поясов 4 жестко связаны своими нижними концами с указанными усиливающими шпангоутами 9. Опорные пояса 4 своими нижними концами 4.1 закреплены на продольных балках 10.1 жесткости несущей рамы 10 вагона-цистерны. Между усиливающими шпангоутами 9 размещены царги 3.3.1 внутреннего кожуха 3.3. Царги 3.3.1 закреплены своими торцами на боковой поверхности «Б» усиливающих шпангоутов 9. Для образования единого воздушного зазора и беспрепятственной циркуляции в воздушном зазоре-прослойке «Z» нагретого нагревателем 2 воздуха в усиливающих шпангоутах 9 вырезаны сквозные воздушные каналы, которые могут быть выполнены в виде пазов 9.1, либо в виде отверстий 9.2 (фиг. 7). Несущие кронштейны 5 опорных поясов 4 в своем поперечном сечении могут быть выполнены в виде проката-уголка и снабжены опорными головками 5.1 для монтирования на них царг 3.1.1 наружного кожуха 3.1. Фиксирующие элементы для царг наружного защитного кожуха могут быть выполнены в виде болтов 5.2 с гайками 5.3.
Технический результат, заключающийся в повышении теплоизоляционных свойств теплоизолирующего кожуха 3, повышение эффективности работы системы подогрева котла достигается следующим образом.
Дополнение теплоизолирующего кожуха 3 внутренним разделительным кожухом 3.3, размещенным между теплоизолирующим материалом 3.2 и котлом 1 за счет использования опорных подкладок-опоров 8, закрепленных на наружной поверхности котла 1, и выполненных высотой «h», определяющей величину воздушного зазора-прослойки «Z», позволяет обеспечить создание постоянного по длине котла 1, днищам и внешнему диаметру котла 1 единого воздушного зазора-прослойки «Z», охватывающего всю поверхность котла 1, что существенно повышает эффективность работы системы подогрева вагона-цистерны. Жесткое связывание несущих кронштейнов 5 опорных поясов 4 с усиливающими шпангоутами 9 повышает надежность системы подогрева, вследствие увеличения прочности и жесткости соединения кронштейнов 5 с котлом 1. Выполнение в усиливающих шпангоутах 9 сквозных воздушных каналов 9.1 позволяет беспрепятственно циркулировать в воздушном зазоре-прослойке «Z» нагретого нагревателем 2 теплого воздуха.
Таким образом, предлагаемые технические решения, позволяют повысить теплоизоляционные свойства теплоизолирующего кожуха 3, повысить эффективность работы системы подогрева, увеличить надежность вагона-цистерны.