ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ВАГОН-ЦИСТЕРНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно к грузовым вагонам-цистернам для перевозки вязких нефтепродуктов.
Из уровня техники известен принятый в качестве прототипа вагон-цистерна для перевозки затвердевающих грузов (патент РФ №172920, опубл. 31.07.2017, МПК B61D 5/06, B65D 90/12), содержащий теплоизолированный котёл, закрепленный по концам посредством лежневых опор, жестко установленных на раме, и в средней части посредством лап котла, жестко установленных на ответной части рамы, при этом между лапами котла и ответной частью рамы установлены прокладки из теплоизоляционного материала. Прокладки могут быть выполнены из текстолита или из полимерного материала.
Указанное решение позволяет снизить тепловые потери (теплоотдачу) котла вагона-цистерны в месте соединения лап теплоизолированного котла с рамой при перевозке грузов, требующих поддержания высокой температуры в процессе транспортировки.
Технической проблемой, присущей прототипу, является снижение прочности разъемных болтовых соединений лап котла и лап рамы из-за наличия между ними дополнительных элементов - прокладок из теплоизоляционного материала.
В типовом соединении лап теплоизолированного котла с ответной частью рамы продольная нагрузка, действующая от теплоизолированного котла с грузом на раму во время его эксплуатации, передаётся через лапы котла и болты (работающие на срез и смятие) на ответную часть рамы.
В прототипе, в отличие от типового соединения, между лапами котла и ответной частью рамы установлен дополнительный элемент - прокладка из теплоизоляционного материала. Но, так как эта прокладка не является несущим элементом, т. е. не воспринимает нагрузки, это лишь увеличивает суммарную толщину соединяемых деталей, что приводит к увеличению рабочей длины болтов, а значит и к изменению условий их работы: на болты, в дополнение к сминающим и срезающим нагрузкам также начинает действовать изгибающая нагрузка. Эта изгибающая нагрузка вызвана появлением изгибающего момента, образованного сдвигающей силой, действующей на соединение, что приводит к снижению прочности соединения, т. е. уменьшается коэффициент запаса прочности болта.
Технический результат заявляемой полезной модели - повышение прочности болтовых соединений лап теплоизолированного котла с ответной частью рамы и одновременном обеспечении снижения коэффициента теплопроводности места примыкания лап теплоизолированного котла к ответной части рамы.
Заявляемый технический результат достигается за счёт того, что железнодорожный вагон-цистерна для перевозки вязких нефтепродуктов, содержит раму и теплоизолированный котёл, закрепленный по концам стяжными хомутами к лежневым опорам рамы, а в средней части посредством лап теплоизолированного котла, соединенных болтовыми соединениями с ответной частью рамы, при этом между лапами теплоизолированного котла и ответными частями рамы нанесён слой теплоизолирующей краски (термокраски).
В настоящее время теплоизолирующая краска (термокраска) широко применяется для покрытия стен зданий, а также для нанесения теплоизолирующих покрытий на резервуары и трубопроводы.
Например, известна теплоизолирующая краска «Альфатек» (публикация в сети «Интернет»: http://alfatec.ru/produciya/zhidkaya-teploizolyaciya-standart.html), имеющая широкую сферу применения, в частности для теплоизоляции трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, систем отопления, промышленного оборудования, котлов, емкостей любого назначения, транспортных средств. Долговечность такой теплоизоляции составляет более 10 лет, то есть в случае её применения для вагона-цистерны, она обеспечит сохранность теплоизоляции, по меньшей мере на межремонтный период вагона-цистерны. При этом, так как такая теплоизоляция наносится путём покраски, это является быстрым и высокотехнологичным процессом, что также важно, как при изготовлении вагона-цистерны, так и впоследствии при проведении его планового ремонта.
Таким образом, в отличие от прототипа, толщина теплоизолирующей краски очень мала (толщина слоя составляет лишь 0,5 - 1,2 мм), и при этом её теплопроводность составляет только 0,0011 - 0,0015 Вт/м*К (например, по данным публикации в сети «Интернет»: http://www.assystems.eu/ru/materiali/teploizoljacionie-i-teploenergosberegajushie-kraski/alfatek), что позволяет значительно снизить тепловые потери в месте примыкания лап теплоизолированного котла к ответной части рамы при перевозке горячих грузов. Для сравнения, аналогичное применение текстолита для теплоизолирующих прокладок, обладает худшими теплоизолирующими свойствами: коэффициент теплопередачи текстолита составляет 0,23 - 0,24 Вт/м*К (ГОСТ 5-78 «Текстолит и асботекстолит конструкционные. Технические условия»).
Также поскольку в месте соединения лап теплоизолированного котла с ответной частью рамы вместо относительно толстых теплоизолирующих прокладок используется тонкий слой теплоизолирующей краски, это повышает прочность соединения за счет отсутствия изгибающего момента и при этом обеспечиваются нужные параметры теплоизоляции.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом:
- на фиг. 1 показан общий вид железнодорожного вагона-цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов;
- на фиг. 2 показано соединение лап теплоизолированного котла с ответной частью рамы.
Железнодорожный  вагон-цистерна для перевозки вязких нефтепродуктов, содержит раму 1 и теплоизолированный котёл 2 (фиг. 1), который закреплён по концам стяжными хомутами к лежневым опорам рамы, а в средней части посредством лап 3 (фиг. 2), соединённых болтовыми соединениями 4 с ответной частью 5 рамы 1, при этом, между лапами 3 теплоизолированного котла 2 и ответной частью 5 рамы 1 нанесён слой теплоизолирующей краски 6.
Слой теплоизолирующей краски 6 может быть нанесён на поверхность лап 3 теплоизолированного котла 2, либо на примыкающие к ним поверхности ответной части 5 рамы 1, а также на все поверхности одновременно.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
При загрузке вагона горячим грузом сокращение тепловых потерь теплоизолированного котла в месте соединения лап 3 теплоизолированного котла 2 с ответной частью 5 рамы 1 достигается за счёт наличия слоя теплоизолирующей краски 6 между лапами 3 и ответной частью 5 рамы 1, при этом по сравнению с прототипом, обеспечивается повышение прочности болтовых соединений 4 лап 3 теплоизолированного котла 2 с ответной частью 5 рамы 1 при одновременном обеспечении снижения коэффициента теплопроводности места примыкания лап 3 теплоизолированного котла 2 к ответной части 5 рамы 1.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности болтовых соединений лап теплоизолированного котла с ответной частью рамы и одновременном обеспечении снижения коэффициента теплопроводности места примыкания лап теплоизолированного котла к ответной части рамы.