ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции вагонов-цистерн, предназначенных для перевозки порошкообразных, гранулированных или жидких грузов, в том числе сжиженных газов.
Уровень техники
Известен четырехосный вагон-цистерна модели 15-1209, предназначенный для перевозки сжиженных углеводородных газов, выпускаемый ОАО «Рузхиммаш» (см. «Альбом справочник. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. 002И-2006 ПКБ ЦВ», 2006 г., ч. 2, с. 338, рис. 323).
3
Конструкция данного вагона-цистерны имеет типовую для данного подвижного состава длину по осям сцепления автосцепок, равную 12020 мм, которая обусловлена шагом устройств слива-налива для одновременного наполнения/опорожнения состава вагонов на существующих терминалах погрузки-разгрузки. Конструкция включает установленный на ходовые части посредством рамы котел, выполненный в виде горизонтальной емкости, оборудованной сливо-наливной и предохранительной арматурой, и состоящий из двух днищ и цилиндрической обечайки. При этом внутренний диаметр котла цистерны, равный 3200 мм, принят наибольшим из условия соответствия вагона габариту подвижного состава, а наружная длина котла, равная 11000 мм, является максимально возможной при типовой длине вагона по осям сцепления автосцепок. Приведенные размеры обеспечивают получение полезного объема котла 70,35 м при массе тары вагона 35,6-37,8 т и грузоподъемности 51 т. При этом расстояние между наиболее близкими точками днищ котлов двух сцепленных вагонов-цистерн модели 15-1209, размещенных на прямом участке пути, составляет 1020 мм.
К недостаткам конструкции известного вагона-цистерны относится высокое значение коэффициента тары - 0,74 и неполное использование (на 94%) расчетной статической нагрузки от колесной пары на рельсы (23,5 тс) используемых в конструкции вагона ходовых частей, что связано с недостаточной вместимостью котла и приводит к ухудшению технико-экономических показателей данного вагона-цистерны.
3
Известно техническое решение, направленное на увеличение полезного объема котла вагона-цистерны до 82,18 м и, как следствие, увеличение грузоподъемности вагона до 53,5 т и доли использования расчетной статической нагрузки от колесной пары тележки на рельсы до 100%. Данное техническое решение заключается в увеличении длины котла за счет увеличения линейных размеров вагона-цистерны, в частности базы, длины по осям сцепления автосцепок, и реализовано в конструкции вагона-цистерны для перевозки фракций пропана, бутана и их смесей модели 15-1229 производства ОАО «Рузхиммаш».
К недостаткам данного технического решения относится значительное ухудшение условий обслуживания и увеличение времени проведения операций погрузки-разгрузки вагона-цистерны с увеличенной до 15280 мм длиной по осям сцепления автосцепок на существующих терминалах, оборудованных сливо-наливными устройствами с шагом 12020 мм для одновременного наполнения или опорожнения состава вагонов. Кроме того, данное техническое решение ведет к значительному увеличению массы тары вагона-цистерны до 38,8-40,4 т и, как следствие, увеличению коэффициента тары до 0,76.
Известно также техническое решение, направленное на увеличение полезного объема или грузовместимости котла вагона-цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов, которое достигается без изменения погрузочной длины вагона в составе поезда. Согласно данному техническому решению конструкция вагона включает два котла со сливо-наливным оборудованием, жестко закрепленных на четырех полурамах, установленных на четырех ходовых тележках, причем каждый котел выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и цилиндрической обечайки, выполненной из пяти царг, средние полурамы соединены жесткой, беззазорной, неразъемной сцепкой, а консольные царги котлов удлинены в сторону сцепки на отрезок от 400 мм до 1100 мм. (Патент РФ 111500 МПК B61D 5/02. Вагон-цистерна с двумя котлами, опубл. 20.12.2011).
Конструкция данного вагона-цистерны является наиболее близким техническим решением для предложенной полезной модели.
Однако данное техническое решение не обеспечивает необходимого увеличения полезного объема котла и грузоподъемности вагона-цистерны предназначенной для перевозки сжиженных углеводородных газов, определяемого исходя из условия полного использования расчетной статической нагрузки от колесной пары тележки на рельсы.
Задачей предлагаемой полезной модели является преодоление известных из уровня техники недостатков и повышение технико-экономических показателей вагона-цистерны путем снижения коэффициента тары вагона и обеспечения соответствия массы брутто вагона условию полного использования расчетной статической нагрузки от колесной пары тележки на рельсы.
Раскрытие полезной модели
Указанная задача решена предлагаемой полезной моделью благодаря созданию вагона-цистерны, содержащего по меньшей мере два котла, каждый из которых выполнен в виде емкости, состоящей из обечайки и двух днищ, и установлен на раму или две полурамы, а смежные рамы или полурамы указанных по меньшей мере двух последовательно расположенных котлов соединены узлом сочленения и опираются в зоне узла сочленения на общую ходовую тележку, а расстояние между наиболее близкими точками обращенных друг к другу днищ указанных по меньшей мере двух последовательно расположенных котлов вагона-цистерны, размещенного на прямом участке пути, составляет менее 1000 мм.
Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в увеличении используемого объема пространства между последовательно расположенными котлами вагона-цистерны, которое достигается благодаря сокращению расстояния между днищами указанных котлов.
Использование предложенной конструкции вагона-цистерны позволяет устранить недостатки, присущие серийно выпускаемым вагонам-цистернам, в частности:
- увеличить длину котлов в сторону узла сочленения и, соответственно, увеличить полезный объем (грузовместимость) котлов;
- обеспечить соответствие массы брутто вагона условию полного использования расчетной нагрузки от колесной пары тележки на рельсы при сохранении возможности беспрепятственной погрузки-разгрузки состава вагонов на существующих терминалах;
- снизить массу тары состава вагонов по отношению к массе тары состава той же длины, сформированного из нескольких типовых вагонов-цистерн;
- снизить коэффициент тары вагона.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет значительно повысить технико-экономические показатели вагона-цистерны.
Указанные смежные рамы или полурамы указанных по меньшей мере двух последовательно расположенных котлов в зоне узла сочленения могут опираться на общую ходовую тележку непосредственно или опосредованно. Узел сочленения может быт выполнен шарнирным.
Краткое описание чертежей
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется сопроводительным чертежом, на котором изображен вариант выполнения предлагаемого вагона-цистерны для перевозки порошкообразных, гранулированных или жидких грузов, в том числе сжиженных газов.
Подробное описание полезной модели
д
На фигуре приведен общий вид предлагаемого вагона-цистерны в двухсекционном исполнении. Вагон-цистерна содержит два котла 1, предназначенных для размещения перевозимого груза, каждый из которых выполнен в виде емкости, состоящей из обечайки и двух днищ 2, и установлен на две полурамы 3. Две смежные полурамы расположенных последовательно котлов вагона-цистерны соединены друг с другом шарнирным узлом сочленения, причем каждая полурама в зоне узла сочленения опирается опосредованно через узел сочленения и боковые опоры на общую ходовую тележку 4, а расстояние Lмежду наиболее близкими точками обращенных друг к другу днищ соседних котлов вагона-цистерны, размещенного на прямом участке пути, составляет менее 1000 мм.
При формировании вагона-цистерны размещают последовательно требуемое количество котлов 1, установленных на полурамах 3. При этом крайние полурамы устанавливают на индивидуальные ходовые тележки, а смежные полурамы 3 устанавливают на общую ходовую тележку 4. Далее производят соединение смежных полурам 3 посредством шарнирного узла сочленения. При этом расстояние между наиболее близкими точками обращенных друг к другу днищ 2 соседних котлов вагона-цистерны, размещенного на прямом участке пути, составляет менее 1000 мм.
3
Использование предлагаемой полезной модели, к примеру, в конструкции вагона-цистерны, предназначенного для перевозки сжиженных углеводородных газов, позволяет изготовить сочлененный вагон с двумя котлами, состоящий из двух секций, опирающихся на три двухосные тележки. Причем длина вагона по осям сцепления автосцепок, составляющая 24040 мм, и расстояние между сливо-наливной арматурой котлов, составляющее 12020 мм, соответствуют параметрам двух сцепленных типовых вагонов-цистерн, что позволяет беспрепятственно выполнять погрузочно-разгрузочные операции на существующих терминалах. При этом сокращение расстояния между днищами котлов, например, до 300 мм за счет использования пространства над шарнирным узлом сочленения секций вагона позволяет увеличить полезный объем каждого котла до 73,9 м, что дает возможность разместить 44,65 т сжиженных углеводородных газов при массе тары вагона 57,3-60,7 т. Таким образом, грузоподъемность вагона составляет 89,3 т, а масса брутто вагона, составляющая 150,0 т, полностью использует расчетную статическую нагрузку от колесной пары тележки на рельсы, составляющую 25,0 тс. При этом коэффициент тары вагона снижен на 8,1% по отношению к коэффициенту тары типового вагона-цистерны модели 15-1209 и составляет 0,68.
Таким образом, предложенная конструкция вагона-цистерны позволяет увеличить полезный объем котла за счет использования пространства над узлом сочленения секций вагона и обеспечивает соответствие массы брутто вагона условию полного использования расчетной статической нагрузки от колесной пары тележки на рельсы.