ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается вагонов-цистерн для перевозки опасных грузов и устройствам их защиты.
Защитные экраны, устанавливаемые на вагоне-цистерне, предназначены для защиты котла вагона-цистерны от продольных внешних воздействий, например, таких как, удар по днищу котла во время аварийных ситуаций может отскочить в защитный экран, и предотвращения данных воздействий на днища котла. Нагрузка, действующая на защитные экраны, передается в нижнюю часть экрана - наиболее закрепленную, а в случае сильных нагрузок, защитные экраны могут соударяться с днищем котла, при этом распределив нагрузку как в нижнюю часть экрана, так и по поверхности днища.
Наиболее близким техническим решением является железнодорожная цистерна (RU 2133205 С1, опубл. 20.07.1999, МПК B61D 5/00), включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и защитные экраны. Защитные экраны состоят из вертикальных предохранительных щитов, каждый из которых закреплен к горизонтальному листу и раме напротив днища котла с зазором между ними. К вертикальному предохранительному щиту также жестко присоединены центральные вертикальные (продольные) ребра переменного сечения с закрепленными между ними горизонтальными ребрами. Вертикальный предохранительный щит снабжен двумя боковыми щитами, которые образуют в совокупности защитный экран. Горизонтальные ребра снабжены жестко соединенными с ними перемычками.
Технической проблемой, присущей данному техническому решению, является малая площадь контакта защитного экрана с днищем котла вагона-цистерны, а именно мала площадь взаимодействия вертикальных (продольных) ребер с днищем котла, так как при достаточно сильном воздействии и соударении защитного экрана с днищем котла возможно появление вмятин или пробоин на поверхности днища.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение площади контакта при соударении элементов защитного экрана и днища котла вагона-цистерны в аварийных ситуациях и, следовательно, снижение вероятности свления вмятины или пробоины в днище.
Указанный технический результат достигается тем, что в вагоне-цистерне, включающим котел, содержащий обечайку и днища и закрепленный на рамной конструкции, ходовую часть и защитные экраны, каждый из которых жестко закреплен на рамной конструкции в виде рамы или полурамы напротив днища котла с зазором между защитным экраном и днищем котла, содержащие предохранительные щиты, при этом к каждому предохранительному щиту жестко присоединены продольные ребра переменного сечения и закрепленные между ними поперечные ребра, согласно настоящей полезной модели, на продольных ребрах переменного сечения жестко закреплены опорные пластины.
Опорные пластины обеспечивают увеличение площади контакта (поверхности взаимодействия) защитного экрана и днища котла вагона-цистерны при соударении в аварийных случаях, когда продольные нагрузки, действующие на защитный экран, велики, что приводит к распределению нагрузок по поверхности контакта и снижению давления на единицу площади контакта, при той же силе воздействия на днище котла в целом, и соответственно к уменьшению деформации днища котла вагона-цистерны. В случае отсутствия опорных пластин на продольных ребрах защитного экрана при соударении защитного экрана с днищем котла вагона-цистерны возможно появление вмятин или пробоин от воздействия грани продольного ребра на поверхность днища котла, что не безопасно при перевозке опасных грузов. Во избежание данных последствий необходимо увеличение площади контакта защитного экрана с днищем котла при соударении в аварийных ситуациях.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что опорные пластины выполнены шириной от 20 до 200 мм. Минимальное значение ширины опорных пластин обеспечивает минимальную площадь контакта днища котла с защитным экраном, что приводит к распределению нагрузок по поверхности днища котла и обеспечивает предотвращение появление вмятин и пробоин днища котла при соударении продольных ребер с поверхностью днища котла, так как давление, действующее на единицу площади контакта, снижается. Максимальное значение ширины опорных пластин обеспечивает наибольшую площадь контакта защитного экрана и днища котла вагона-цистерны, что приводит к увеличению площади распределения нагрузки и снижению давления на единицу площади контакта поверхностей опорных пластин и днища котла. Увеличение ширины опорных пластин, закрепленных на продольных ребрах защитных экранов приведет к нахлесту опорных пластин друг на друга, что при соударении защитного экрана с днищем котла приведет к образованию вмятин и пробоев из-за неровной поверхности соударения, а именно нахлеста опорных пластин защитного экрана.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что опорные пластины установлены на верхних частях продольных ребер переменного сечения.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что опорные пластины установлены на средних частях продольных ребер переменного сечения.
Верхняя и средняя части продольных ребер переменного сечения - наиболее вероятные зоны соударения защитного экрана с днищем котла вагона-цистерны в аварийном случае, когда нагрузка не передалась в нижнюю наиболее укрепленную часть защитного экрана. Установка опорных пластин в указанные зоны обеспечит наиболее плотный контакт защитного экрана с днищем котла вагона-цистерны при соударении в аварийной ситуации.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что на предохранительном щите с обеих боковых сторон жестко закреплены поперечные ребра.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что на поперечных ребрах жестко закреплены опорные пластины.
Установка поперечных ребер с боковых сторон предохранительного щита обеспечивает повышение прочности защитного экрана в целом, а также установка опорных пластин на указанные поперечные ребра также увеличит площадь контакта защитного экрана (в данном случае боковой стороны экрана) с днищем котла, так как внешние нагрузки могут воздействовать на боковые стороны защитного экрана и соответственного соударение защитного экрана с днищем котла может быть и с боку.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами где на фиг. 1 представлен вагон-цистерна; на фиг. 2 - защитный экран, фиг. 3 - защитный экран с поперечными ребрами.
Вагон-цистерна, представленный на фиг. 1, содержит котел 1, закрепленный, в представленном варианте, на раме 2, и ходовую часть 3. С обеих сторон котла 1 вагона-цистерны напротив днищ 4 котла 1 расположены защитные экраны 5. Каждый защитный экран 5 закреплен на раме 2 вагона-цистерны с зазором между ним и днищем 4 котла 1 в нижней части и в верхней части.
Защитный экран 5, представленный на фиг. 2, содержит предохранительный щит 6, к которому жестко закреплены продольные ребра 7 переменного сечения и закрепленные между ними поперечные ребра 8. На продольных ребрах 7 переменного сечения в верхней части установлены опорные пластины 9. В представленном варианте поперечные ребра 8 также оборудованы опорными пластинами.
Защитный экран 5, представленные на фиг. 3, содержит предохранительный щит 6, к которому жестко закреплены продольные ребра 7 и закрепленные между ними поперечные ребра 8, которые в представленном варианте снабжены опорными пластинами. На продольных ребрах 7 переменного сечения установлены опорные пластины 9. Кроме того с обеих сторон от продольных ребер 7 на боковых сторонах предохранительного щита 6 установлены поперечные ребра 10. Все поперечные ребра 8 и 10 оборудованы опорными пластинами.
Предохранительный щит 6 может представлять собой конфигурацию соединенных между собой листов и может быть выполнен радиальной формы.
В случае повреждения защитного экрана в целом или какой-либо его части, его можно заменить на новый при небольших трудозатратах.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить поверхность контакта защитного экрана с днищем котла вагона-цистерны при соударении.