УСТРОЙСТВО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

УСТРОЙСТВО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ
Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к железнодорожному вагоностроению и может быть использована при модификации конструкции теплоизоляции существующих и проектируемых корпусов железнодорожных вагонов.
Известно устройство, которое содержит корпус, выполненный в виде каркаса, с наружной металлической и внутренней неметаллической обшивкой, между которыми расположен теплоизоляционный материал, расположенный во внутреннем пространстве корпуса подвесной потолок, отличается тем, что он дополнительно содержит экраны-отражатели инфракрасного излучения, расположенные на изолирующем слое со стороны внутреннего пространства корпуса и на поверхности подвесного потолка со стороны корпуса.
Благодаря наличию экранов-отражателей инфракрасного излучения, которые расположены со стороны полости на подвесном потолке, и горизонтальной поверхности корпуса тепло, которое в зимнее время генерируется нагревательными приборами, которые расположены в нижней части полости корпуса, и тепловыделения пассажиров, отражается во внутрь объема корпуса. Это приводит к тому, что граница раздела холодного и горячего воздуха, т.е. «точка росы» перемещается с поверхности корпуса во внутренний объем корпуса, где воздух всегда имеет плюсовую температуру, и выпадения влаги на поверхности корпуса не происходит, а удаление избыточной влажности осуществляется за счет вентиляции внутреннего объема благодаря наличию системы вентиляции и кондиционирования.
В теплый период времени, когда температура внешней обшивки увеличивается за счет солнечной радиации, предложенное устройство для временного пребывания людей работает следующим образом.
Тепловые потоки от внешней обшивки, которые за счет теплопередачи поступают в объем корпуса, отражаются экранами-отражателями инфракрасного излучения, что снижает тепловой поток от внешней обшивки во внутренний объем корпуса. Это значительно улучшает возможности системы вентиляции и кондиционирования, что приводит к стабилизации температуры внутри объема корпуса (см. описание полезной модели к патенту РФ №86920 «Устройство для временного пребывания людей», приоритет от 20 июня 2008 года).
К недостаткам следует отнести необходимость дополнительно устанавливать экраны-отражатели и обеспечивать постоянный уход за ними. Это приводит к удорожанию стоимости вагона и увеличению трудозатрат по его уходу.
Известна конструкция кузова изотермического вагона [1], которая состоит из каркаса наружной и внутренней металлических обшивок, слоев тепло- и гидроизоляционных материалов.
Как известно, влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного. По этой причине диффузия водяных паров через толщу стенки всегда происходит из теплого помещения в холодное.
Если с наружной стороны стенки расположен плотный материал, плохо пропускающий водяные пары, то часть влаги, не имея возможности выйти наружу, будет скапливаться в толще конструкции. Если у наружной поверхности расположен материал, не препятствующий диффузии водных паров, то вся влага будет свободно удаляться из ограждения.
Недостатки: данное техническое устройство является сложным, трудоемким, требует больших затрат материалов, каркасных крепежных материалов и финишной защитной облицовки.
Известно устройство тепловой защиты вагона, которое содержит корпус, выполненный в виде каркаса, с наружной металлической и внутренней неметаллической обшивкой, отличающейся тем, теплоизолирующий материал нанесен слоями на внутреннюю металлическую поверхность кузова вагона, образуя термобарьерное покрытие. Причем теплоизоляционный материал состоит из акрилового связующего, композиции катализаторов и фиксаторов, керамических сверхтонкостенных микросфер с разряженным воздухом, толщина теплоизоляционного материала, наносимого слоями на внутреннюю металлическую поверхность кузова вагона, составляет 1,5-3 мм (см. описание полезной модели к патенту РФ №131682 МПК B61/D 1/00, B61D 17/18, публикация 27.08.2013).
Недостатками данной полезной модели является не возможность использовать стандартные грунты, используемые в вагоностроении, а также отсутствие защиты наружного корпуса вагона от нагрева прямыми солнечными лучами и солнечной радиации в теплый период года, что приводит к повышению температурного режима в помещении вагона или цистерны.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание теплоизоляционной конструкции, обеспечивающей повышение адгезии и коррозионностойкости за счет сочетания стандартных грунтовых покрытий, используемых в вагоностроении и сверхтонкого теплоизоляционного покрытия.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Устройство теплоизоляции железнодорожных вагонов, содержащее термобарьерное покрытие, выполненное на внутренней и внешней стальной поверхности кузова вагона и состоящее из грунтовки и теплоизоляционного материала, выполненного в виде слоев из акрилового связующего, композиции катализаторов и фиксаторов и керамических микросфер с разряженным воздухом, толщина которого составляет 1,5-3 мм.
Сущность предполагаемого решения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - приведен контур кузова железнодорожной цистерны или вагона.
На фиг. 2 - дан разрез стенки железнодорожной цистерны или вагона с нанесенными теплоизоляционными покрытиями.
На фиг. 1 обозначено: 1 - контур кузова железнодорожной цистерны или вагона, А - боковая стенка железнодорожной цистерны или вагона.
На фиг. 2 обозначено: 1 - часть контура кузова железнодорожной цистерны или вагона, 2 - теплоизоляционное покрытие с наружной стороны кузова железнодорожной цистерны или вагона, 3 - теплоизоляционное покрытие с внутренней стороны кузова железнодорожной цистерны или вагона.
Материал наносится слоями на наружную и внутреннюю поверхность кузова железнодорожной цистерны или вагона 1 (фиг. 1). Свойства материала позволяют покрывать равномерным слоем элементы конструкции вагона со сложной геометрией 1 (фиг. 2). При нанесении на внутреннюю огрунтованную стальную поверхность кузова железнодорожной цистерны или вагона 1 (фиг. 2) слоя теплоизоляционного материала 3 (фиг. 2) устраняется появление «мостиков холода», в результате чего образуется сплошное термобарьерное покрытие, позволяющее достигать стабилизацию климатических параметров внутри вагона при изменении внешних воздействий. При нанесении на наружную огрунтованную стальную поверхность кузова железнодорожной цистерны или вагона 1 (фиг. 2) слоя теплоизоляционного материала 2 (фиг. 2) устраняется нагрев наружной поверхности кузова железнодорожной цистерны или вагона прямими солнечными лучами и солнечной радиацией в теплый период года.
Проведенные опыты и расчеты показали, что теплоизоляционное покрытие толщиной 1 мм обеспечивает разность температур 55 градусов Цельсия в стационарном режиме в нормальных условиях.
Теплоизоляционный материал состоит из следующих компонент:
акрилового связующего;
композиция катализаторов и фиксаторов;
керамических сверхтонких сфер с разряженным воздухом.
В таблице 1 приведены технические характеристики жидкого теплоизоляционного покрытия [2].
Использование в качестве теплозащитного покрытия материала толщиной от 1,5 до 3 мм позволит:
- значительно снизить вес используемых теплоизоляционных материалов;
- снизить трудоемкость выполнения работ;
- обеспечить 100% покрытие конструкции вагона любой геометрической формы;
- обеспечить антикоррозийную защиту материала конструкции;
- исключить образование конденсата влаги в конструкции;
- снизить средний коэффициент теплопередачи ограждений кузова;
- повысить теплоизоляционные свойства кузова железнодорожной цистерны или вагона;
- снизить нагрев наружной поверхности кузова железнодорожной цистерны или вагона от действия прямых солнечных лучей и солнечной радиации в теплый период года.
Источники информации
1. Тертеров М.Н., Лысенко Н.Е., Панферов В.Н. Железнодорожный хладотранспорт: Учебник для вузов ж/д трансп. - М.: Транспорт, 1987. - 255 с.
2. Технические условия. Жидкие керамические теплоизоляционные покрытия серии «Броня». ТУ 2216-006-09560516-2013.