ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к железнодорожным цистернам для перевозки затвердевающих продуктов, требующих разогрева перед выгрузкой, и может быть использована в стационарных емкостях, автоцистернах, контейнерах.
Из патента РФ № 2669108 на изобретение известен вагон-цистерна для затвердевающих продуктов, включающий теплоизолированный котел с системой обогрева, выполненной в виде воздушного зазора между поверхностью котла и изоляционным материалом, внизу которого расположены теплоэлектронагреватели, при этом верхняя зона воздушного зазора расположена ниже плоскости, до которой котел заполнен перевозимым продуктом, при этом от верхней зоны воздушного зазора отходят каналы, верхняя зона которых расположена не ниже плоскости, до которой котел заполнен перевозимым продуктом.
Недостатками вагона-цистерны по патенту № 2669108 являются неравномерный и неэффективный обогрев объема продукта, низкая скорость нагрева продукта.
Из патента РФ № 170085 на полезную модель известен вагон-цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей, содержащий 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, при этом котел снабжён усиливающими шпангоутами, закреплёнными на его наружной поверхности, несущие кронштейны опорных поясов жёстко 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, размещённым между теплоизолирующим материалом и котлом с образованием воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла, при этом величина указанного зазора определена высотой подкладок-опор, закреплённых 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, закреплённых на днищах котла, для образования единого воздушного зазора-прослойки и для свободной циркуляции в нём нагретого нагревателем воздуха в усиливающих шпангоутах выполнены сквозные воздушные каналы. Сквозные воздушные каналы в усиливающих шпангоутах прорезаны в виде пазов или отверстий.
Недостатками вагона-цистерны по патенту № 170085 являются неравномерный и неэффективный обогрев объема продукта, низкая скорость нагрева продукта.
Вагон-цистерна по патенту № 170085 выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью – недостаточная эффективность нагрева продукта, связанная с низкой скоростью и неравномерностью разогрева.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, – повышение эффективности нагрева продукта за счет повышения скорости и равномерности его разогрева, снижение времени на разгрузку цистерны, упрощение конструкции цистерны.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в цистерне для затвердевающих продуктов, содержащей котел, выполненный из теплопроводного материала, электронагреватели, кожух с теплоизолирующим материалом, размещенным между наружным защитным кожухом и котлом, при этом котел установлен и закреплен внутри кожуха на расстоянии от него с образованием кольцевого воздушного зазора между кожухом с теплоизолирующим материалом и котлом, согласно полезной модели, кожух образован теплоизолирующим материалом, размещенным между наружным защитным кожухом и внутренним защитным кожухом, электронагреватели размещены в воздушном зазоре между котлом и кожухом в нижней части цистерны, в кожухе в его верхней части установлены и зафиксированы патрубки, выходящие наружу, при этом патрубки выполнены с возможностью сообщения воздушного зазора между котлом и кожухом с атмосферой, выходящие наружу концы патрубков снабжены теплоизолированными крышками.
Над электронагревателями могут быть установлены козырьки для защиты котла от местного перегрева.
Козырьки могут быть выполнены в виде перегородок.
Патрубки размещены в верхней части кожуха.
Количество патрубков на цистерне может составлять от одного до пяти.
Патрубки с крышками могут быть выполнены с возможностью регулирования потока выходящего в атмосферу разогретого воздуха за счет регулирования положения крышек.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена заявляемая цистерна.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение заявляемой цистерны.
На фиг. 3 изображен вид сверху заявляемой цистерны.
Позиции на фигурах:
1 – котел;
2 – наружный защитный кожух;
3 – внутренний защитный кожух;
4 - теплоизолирующий материал;
5 – электронагреватель;
6 – воздушный зазор;
7 – патрубок;
8 – крышка патрубка;
9 – козырек электронагревателя.
Заявляемая цистерна для затвердевающих продуктов содержит котел 1, выполненный из теплопроводного материала, например металла – стали или алюминия; электронагреватели 5; кожух с теплоизолирующим материалом 4, размещенным между наружным защитным кожухом 2 и котлом 1, при этом котел 1 установлен и закреплен внутри кожуха на расстоянии от него с образованием кольцевого воздушного зазора 6 между кожухом с теплоизолирующим материалом 4 и котлом 1. Кожух образован теплоизолирующим материалом 4, размещенным между наружным защитным кожухом 2 и внутренним защитным кожухом 3; электронагреватели 5 размещены в воздушном зазоре 6 между кожухом 3 и котлом 1 в нижней части цистерны; в кожухе в его верхней части установлены и зафиксированы патрубки 7, выходящие наружу, при этом патрубки 7 выполнены с возможностью сообщения воздушного зазора 6 с атмосферой; выходящие наружу концы патрубков 7 снабжены теплоизолированными крышками 8. Над электронагревателями 5 установлены козырьки 9, чтобы снизить вероятность перегрева нижней части котла 1, исключить неравномерность нагрева продукта внутри котла и исключить возможность его вскипания. Козырьки 9 могут быть выполнены в виде перегородок. Посредством патрубков 7 обеспечивается принудительная циркуляция горячего воздуха от электронагревателей 5 в сквозном кольцевом воздушном зазоре 6 вокруг всей наружной поверхности котла 1 под слоем теплоизолирующего материала 4. Принудительная циркуляция горячего воздуха обеспечивается за счет тяги, создаваемой патрубком 7, посредством которого обеспечено сообщение воздушного зазора 6 с атмосферой.
Для обеспечения циркуляции вокруг котла 1 максимально нагретого воздуха патрубки 7 целесообразно размещать над зоной наибольшей концентрации электронагревателей 5. Крышки 8 патрубков 7 могут иметь возможность регулирования потока выходящего в атмосферу разогретого воздуха от полностью открытого положения (для создания максимальной тяги) до полностью закрытого (в начальном этапе разогрева).
Для обеспечения максимальной тяги патрубки размещают в верхней части кожуха.
Количество патрубков 7 на цистерне может составлять от одного до пяти в зависимости от вида продукта и объема цистерны с учетом создания необходимой эффективной тяги.
Патрубки 7 с крышками 8 могут быть выполнены с возможностью регулирования потока выходящего в атмосферу разогретого воздуха за счет регулирования (в том числе автоматического) и фиксации положений крышек 8 патрубков 7.
В процессе транспортировки затвердевающих продуктов теплоизолированная крышка 8 закрывает патрубки 7, выполняя общую функцию с теплоизолированным кожухом – сохранение груза в жидком состоянии максимальное количество времени. При подготовке цистерны к разгрузке включают электронагреватели 5 и после предварительного нагрева воздуха в зазоре 6 между котлом 1 и внутренним защитным кожухом 3 открывают крышку 8. Горячий воздух от электронагревателей 5 циркулирует вокруг котла 1 в воздушном зазоре 6. Под воздействием тяги, создаваемой патрубками 7, внутренняя полость которых одновременно сообщена с зазором 6 и атмосферой, скорость циркуляции разогретого воздуха в зазоре 6 существенно возрастает, что приводит к более быстрому нагреву продукта, находящегося внутри котла 1 (за счет охвата максимальной его поверхности потоками разогретого электронагревателями 5 воздуха). Более быстрый нагрев продукта обеспечивает снижение времени подготовки для разгрузки (слива продукта) цистерны. Указанные преимущества обеспечены при упрощении конструкции заявляемой цистерны по сравнению с аналогами. Упрощение конструкции обеспечено за счет существенного сокращения количества конструктивных элементов, только за счет введения в конструкцию патрубков, сообщающих внутренний кольцевой зазор между котлом и теплоизолированным кожухом с атмосферой.