КОРПУС КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному ' составу, а именно к конструкциям котлов вагонов-цистерн, а так же к конструкциям емкостей, предназначенных для транспортировки и хранения жидких продуктов.
Из области техники известен бессекционный котел цистерны модели 15-1547, который состоит из цилиндрической части и двух днищ. Цилиндрическая часть котла составлена из пяти продольно расположенных листов различной толщины. Днища привариваются к цилиндрической части котла стыковыми швами. Таким же способом соединены между собой листы цилиндрической части котла [Каталог-справочник «Грузовые вагоны промышленного транспорта», «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ», М., 2000, стр.30].
К недостаткам такой конструкции можно отнести низкую технологичность изготовления котла, вызванную различной шириной листового металла, кромки которого необходимо подвергать механической обработке перед сваркой в единую конструкцию, из-за чего будет значительно увеличено время для переналадки оборудования с одной ширины обработки на другую. Вместе с этим, при установке данного котла на ложементы платформы, стыки между нижним броневым листом и боковыми листами попадают в зону ложементов, в результате чего при эксплуатации не исключено продавливание стыка брусками ложемента, что может повлечь за собой повреждение шва. Также выдавленный уклон на броневом листе для обеспечения полного слива груза являeтqя концентратором напряжений в котле, снижающим эксплуатационную надежность.
Эти недостатки устранены в конструкции котла цистерны модели 15-5103 [«РЖД*Партнер» №7, 2003, стр.55,], выполненного в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки. Обечайка собирается из пяти горизонтально расположенных царг. Каждая из царг состоит из двух листов, нижние из которых (увеличенной толщины) являются броневыми. Верхние и нижние листы каждой царги равны по ширине и длине соответственно Броневые листы охватывают не менее 1/3 части корпуса котла и выходят за ложементы платформы, на которые устанавливается котел.
Эта конструкция выбрана в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Обозначенная конструкция котла цистерны отвечает требованиям прочности для установки на платформы и условиям технологичности изготовления, однако, применение в конструкции каждой из царг одинаковых (соразмерных) броневых листов неоправданно по условиям увеличения массы тары и как следствие снижение грузоподъемности вагона-цистерны в целом.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции корпуса котла цистерны, обладающей меньшей материалоемкостью с обеспечением требований к прочности конструкции с последующим использованием в серийном производстве.
1
Поставленная задача решается путем изготовления цилиндрической обечайки корпуса котла из пяти царг, состоящих из двух листов, нижние из которых являются броневыми. Верхние листы каждой царги выполнены облегченными толщиной S=10 мм. Броневые листы каждой царги выполнены толщиной S=12 мм, при этом броневые листы двух крайних царг охватывают 1/3 часть корпуса котла и выходят за ложементы
платформы, на которые устанавливается котел, а броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть котла - 1/6.
Учитывая то, что броневые листы крайних царг охватывают 1/3 части окружности корпуса котла и перекрывают зону ложементов платформы, на которые устанавливается котел, а броневые листы средних царг охватывают в два раза меньшую часть котла - 1/6 часть, следовательно, при соблюдении условий прочности достигается снижение материалоемкости котла.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что корпус котла железнодорожной цистерны выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах цилиндрической обечайки, изготовляемой из горизонтально расположенных царг, состоящих из двух листов верхнего и нижнего - броневого. При этом броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть окружности корпуса котла - 1/6 часть, чем броневые листы крайних царг - 1/3 часть.
К заявляемой полезной модели относится то, что, центральная царга корпуса котла в продольном сечении имеет форму равнобочной трапеции, обеспечивая этим полноту слива перевозимого груза.
Ниже приведен перечень чертежей, показывающих конструктивное исполнение корпуса котла железнодорожной цистерны и поясняющих сущность заявляемой полезной модели.
Фиг.I - общий вид корпуса котла железнодорожной цистерны;
Фиг.II - сечение по линии А-А фиг.I;
Фиг.III - сечение по линии Б-Б фиг.I;
Фиг.VI - вид В фиг.1.
Корпус котла железнодорожной цистерны состоит из днищ 1 и обечайки 2.
1
Обечайка 2 корпуса котла выполнена из пяти горизонтально расположенных царг (3, 4, 5, 6, 7), состоящих из двух листов верхнего 8 и нижнего 9 - броневого. Верхние листы 8 каждой царги выполнены облегченными толщиной S=10 мм. Броневые листы 9 каждой царги выполнены толщиной S=12 мм.
Броневые листы 9 трех средних царг (4, 5, 6) охватывают в два раза меньшую часть окружности корпуса котла, чем броневые листы крайних царг (3, 7), которые в свою очередь составляют не менее 1/3 части окружности корпуса и выходят за ложементы платформы 10, на которые устанавливается котел.
Для устранения концентрации напряжений продольные швы каждой царги смещены относительно друг друга по оси до образования угла между сварными швами, составляющего не менее 4°.
Для обеспечения полноты слива перевозимого груза средняя царга 5 корпуса котла в продольном сечении выполнена в форме равнобочной трапеции, таким образом, обеспечивается полнота слива перевозимого груза.
Данную конструкцию корпуса котла, возможно, применять при изготовлении облегченных царговых котлов внутренним диаметром до 3200 мм, например - нефтебензиновых.
Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в том, что при соблюдении требований к условиям прочности конструкции осуществляется значительное снижение материалоемкости котла, и как следствие повышение грузоподъемности вагона-цистерны в целом.
В настоящее время, по заявляемой полезной модели, разработана конструкторская и технологическая документация, изготовлен опытный образец и проводятся его всесторонние испытания.