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.
Известен вагон-цистерна для затвердевающих продуктов (патент РФ на изобретение №2612299, опубл. 10.11.2016), содержащий котел, оборудованный подогревательной системой в виде рубашки, охватывающей минимум часть нижней поверхности котла, соединенный хомутами разъёмно с рамой через опоры в зоне шкворневых балок и неразъемно - лапами в средней части, лестницами с помостами обслуживания, устройствами налива и слива продукта, при этом в зонах разрыва сплошности подогревательной рубашки с внутренней стороны оболочки котла установлены каналы с возможностью движения по ним теплоносителя.
Указанное решение повышает эффективность подогревательной рубашки железнодорожного вагона-цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов за счет соединения зон разрыва сплошности подогревательной рубашки каналами, установленными с внутренней стороны оболочки котла.
Однако такой вагон не содержит теплоизоляцию, что при длительной перевозке вязких нефтепродуктов, требующих поддержания определенного температурного режима в процессе их транспортировки, приводит к их затвердеванию или загустеванию, и соответственно, к увеличению времени слива продукта.
Из уровня техники известен принятый в качестве прототипа вагон-цистерна для перевозки затвердевающих жидкостей (патент РФ на полезную модель №170085, опубл. 13.04.2017), содержащий котел, нагреватель, теплоизолирующий кожух, собранный из наружного защитного кожуха и теплоизолирующего материала, размещенного между наружным защитным кожухом и котлом, наружный защитный кожух собран из царг, смонтированных на опорных поясах, закрепленных на котле и его днищах с помощью несущих кронштейнов, при этом котел снабжён усиливающими шпангоутами, закреплёнными на его наружной поверхности, несущие кронштейны опорных поясов жёстко связаны своими нижними концами с указанными усиливающими шпангоутами, опорные пояса своими нижними концами соединены с продольными балками рамы вагона-цистерны, теплоизолирующий кожух дополнен внутренним разделительным кожухом, размещённым между теплоизолирующим материалом и котлом с образованием воздушного зазора-прослойки, охватывающего всю поверхность котла, при этом величина указанного зазора определена высотой подкладок-опор, закреплённых на наружной поверхности котла, на которые установлены царги внутреннего разделительного кожуха, которые при этом размещены между усиливающими шпангоутами и соединены с ними своими кромками, торцевые днища разделительного кожуха закреплены на несущих кронштейнах, закреплённых на днищах котла, для образования единого воздушного зазора-прослойки и для свободной циркуляции в нём нагретого нагревателем воздуха в усиливающих шпангоутах выполнены сквозные воздушные каналы, при этом фиксирующие элементы для царг защитного наружного кожуха выполнены в виде болтов с гайками.
Однако недостатками такого решения являются уменьшенная прочность теплоизолированного котла в шкворневых сечениях по сравнению с прочностью средней части теплоизолированного котла и высокая трудоемкость работ при ремонте или замене стяжных хомутов теплоизолированного котла.
Из описания и фигур, приведенных в патенте №170085, известно, что указанные усиливающие шпангоуты закреплены на наружной цилиндрической поверхности котла в пространстве между шкворневыми сечениями вагона и не расположены в шкворневых сечениях. При этом в соответствии с фиг. 6 патента №170085 стяжные хомуты, которыми осуществляется крепление котла к раме, расположены непосредственно на наружной поверхности котла под теплоизолирующим кожухом. Таким образом, техническое решение по патенту №170085 не предусматривает повышение прочности теплоизолированного котла в шкворневых сечениях, а расположение стяжных хомутов под теплоизолирующим кожухом значительно усложняет процесс снятия хомутов из-за необходимости разборки теплоизолирующего кожуха.
Решаемой технической проблемой является уменьшенная прочность теплоизолированного котла в шкворневых сечениях по сравнению с прочностью средней части котла и высокая трудоемкость работ при ремонте или замене стяжных хомутов теплоизолированного котла.
Технический результат заявляемой полезной модели – повышение прочности теплоизолированного котла в шкворневых сечениях и снижение трудоемкости работ при ремонте или замене стяжных хомутов теплоизолированного котла.
Заявляемый технический результат достигается за счёт того, что железнодорожный вагон-цистерна для перевозки вязких нефтепродуктов, содержит теплоизолированный котел с подогревательной системой в виде рубашки, охватывающей днища и цилиндрическую часть котла, теплоизоляция покрывает всю наружную поверхность рубашки, котел соединен с рамой стяжными хомутами в зоне шкворневых сечений, при этом в шкворневых сечениях с наружной стороны котла установлены нижние и верхние теплоизолированные шпангоуты, содержащие каналы для движения теплоносителя, сообщенные с частями подогревательной рубашки, при этом соединение котла с рамой в шкворневых сечениях осуществляется прижатием стяжных хомутов к верхним теплоизолированным шпангоутам и опиранием котла  на лежневые опоры рамы через нижние теплоизолированные шпангоуты. Нижние и верхние теплоизолированные шпангоуты, установленные с наружной стороны котла в шкворневых сечениях, содержат полости, заполненные теплоизолирующим материалом.
В предложенном техническом решении шпангоуты расположены в шкворневых сечениях котла, что повышает его прочность в указанных сечениях.
Соединение котла с рамой в шкворневых сечениях прижатием стяжных хомутов к верхним шпангоутам и опиранием котла на лежневые опоры рамы через нижние шпангоуты обеспечивает по сравнению с прототипом снижение трудоемкости работ при ремонте или замене стяжных хомутов теплоизолированного котла, так как не требуется демонтаж теплоизоляции котла.
Шпангоуты выполнены теплоизолированными (содержат полости, заполненные теплоизолирующим материалом), что необходимо для перевозки вязких нефтепродуктов, требующих поддержания определенного температурного режима в процессе их транспортировки для предотвращения их загустевания или затвердевания.
Таким образом, заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что в шкворневых сечениях с наружной стороны котла установлены нижние и верхние теплоизолированные шпангоуты, содержащие каналы для движения теплоносителя, сообщенные с частями подогревательной рубашки, при этом соединение котла с рамой в шкворневых сечениях осуществляется прижатием стяжных хомутов к верхним теплоизолированным шпангоутам и опиранием котла на лежневые опоры рамы через нижние теплоизолированные шпангоуты.
Тем самым обеспечивается соответствие заявляемой полезной модели критерию «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом:
- на фиг. 1 показан общий вид железнодорожного вагона-цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов;
- на фиг. 2 показано поперечное сечение котла железнодорожного вагона-цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов;
- на фиг. 3 показана часть продольного разреза котла железнодорожного вагона-цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов.
Железнодорожный вагон-цистерна (фиг. 1) для перевозки вязких нефтепродуктов содержит теплоизолированный котел 1 с подогревательной системой в виде рубашки 2 (фиг. 2), охватывающей днища и цилиндрическую часть котла 1. Теплоизоляция 2.1 (фиг. 3) покрывает всю наружную поверхность рубашки 2. Теплоизоляция закрыта защитным кожухом 2.2.
Котел 1 соединен с рамой 3 стяжными хомутами 4 в зоне шкворневых сечений через теплоизолированные шпангоуты 5, расположенные снаружи котла 1. При этом, стяжные хомуты 4 прилегают к верхним шпангоутам 5, а прижатие котла 1 к лежневым опорам рамы 3 осуществляется через нижние шпангоуты 5.
Теплоизолированные шпангоуты 5 содержат каналы 6 для движения теплоносителя, например пара, сообщенные с полостями 7 подогревательной рубашки 2.
Для снижения тепловых потерь перевозимого продукта через котел 1, в полостях 8 шпангоутов 5 размещен теплоизолирующий материал 9, чем достигается теплоизоляция шпангоутов 5.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом: при обогреве котла 1 теплоносителем через подогревательную рубашку 2 имеется возможность движения теплоносителя между частями подогревательной рубашки 2 через каналы 6 шпангоутов 5, сообщающие полости 7 рубашки 2. Соединение котла 1 с рамой 3 в шкворневых сечениях прижатием стяжных хомутов 4 к верхним шпангоутам 5 и опиранием котла 1 на лежневые опоры рамы 3 через нижние шпангоуты 5 обеспечивает ремонтопригодность котла 1, так как для демонтажа стяжных хомутов 4 не требуется разборка других элементов котла 1.
При этом по сравнению с прототипом увеличивается прочность теплоизолированного котла 1 в шкворневых сечениях за счет целостности котла 1 и за счет соединения теплоизолированного котла 1 с рамой 3 в шкворневых сечениях стяжными хомутами 4 через шпангоуты 5.