СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к конструкциям сливных устройств железнодорожных цистерн, а именно к конструкции несущего кронштейна для сливного устройства железнодорожной цистерны.
Известно сливное устройство железнодорожной цистерны, содержащее вертикально и последовательно расположенные затворы – верхний затвор, перекрывающий сливное отверстие котла, промежуточный затвор для перекрытия промежуточного сливного патрубка, смонтированный в консольном корпусе и снабжённый механизмом ручного привода, поддерживаемым опорным кронштейном, нижний затвор, размещённый на конце сливного патрубка, см. RU 46253, B67D 5/00, опубл. 27.06.2005 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая надёжность, вызванная креплением механизма ручного привода и промежуточного затвора с помощью жёсткого кронштейна, что вызывает возникновение высоких внутренних напряжений, приводящих к излому при воздействии больших разнонаправленных динамических воздействий при движении железнодорожной цистерны.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение надёжности сливного устройства железнодорожной цистерны.
Указанный технический результат достигается сливным устройством железнодорожной цистерны, содержащим вертикально и последовательно расположенные затворы – верхний затвор, перекрывающий сливное отверстие котла, промежуточный затвор для перекрытия промежуточного сливного патрубка, смонтированный в консольном корпусе и снабжённый механизмом ручного привода, поддерживаемым опорным кронштейном, нижний затвор, размещённый на конце сливного патрубка, опорный кронштейн поддерживает консольный корпус промежуточного затвора и выполнен в виде горизонтальной несущей перекладины, соединённой с консольным корпусом промежуточного затвора, своими концами горизонтальная несущая перекладина смонтирована на несущих подвесах, которые верхними своими концами закреплены на котле.
- несущий подвес может быть выполнен в виде пластины, верхней частью связанной с котлом железнодорожной цистерны, нижним – с концами горизонтальной несущей перекладины;
- верхний конец несущего подвеса соединён с накладками для лап котла;
- несущий подвес может быть выполнен в виде двух соединённых между собой пластин, соединённых между собой резьбовыми элементами, пропущенными через совмещённые сквозные отверстия;
- пластины несущего подвеса может быть выполнены со сквозным пазом;
- консольный корпус промежуточного затвора может быть снабжён монтажным кронштейном, которым указанный корпус соединён с горизонтальной несущей перекладины опорного кронштейна;
- детали опорного кронштейна: горизонтальная несущей перекладина, пластины несущего подвеса, монтажный кронштейн консольного корпуса могут быть выполнены толщиной от 6 до 14 мм.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что опорный кронштейн поддерживает консольный корпус промежуточного затвора и выполнен в виде горизонтальной несущей перекладины, соединённой с консольным корпусом промежуточного затвора, своими концами горизонтальная несущая перекладина смонтирована на несущих подвесах, которые верхними своими концами закреплены на котле.
- несущий подвес выполнен в виде пластины, верхней частью связанной с котлом железнодорожной цистерны, нижним – с концами горизонтальной несущей перекладины;
- верхний конец несущего подвеса может быть соединён с накладками для лап котла;
- несущий подвес выполнен в виде двух соединённых между собой пластин, соединённых между собой резьбовыми элементами, пропущенными через совмещённые сквозные отверстия;
- пластины несущего подвеса выполнены со сквозным пазом;
- консольный корпус промежуточного затвора снабжён монтажным кронштейном, которым указанный корпус соединён с горизонтальной несущей перекладины опорного кронштейна;
- детали опорного кронштейна: горизонтальная несущей перекладина, пластины несущего подвеса, монтажный кронштейн консольного корпуса выполнены толщиной от 6 до 14 мм.
Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель представлена на чертежах, где:
- на Фиг. 1, 2, 3 – сливное устройство железнодорожной цистерны, общий вид, изометрические проекции;
- на Фиг. 4 – график изменения напряжений в элементах опорного кронштейна в зависимости от толщины элементов кронштейна;
- на Фиг. 5 – график частоты собственных колебаний опорного кронштейна в зависимости от толщины элементов опорного кронштейна;
- на Фиг. 6, 7 – эпюры напряжений для двух вариантов закрепления опорного кронштейна: на несущих подвесах и непосредственно на хребтовой балке.
Сливное устройство железнодорожной цистерны 1 (Фиг. 1, 2, 3) содержит верхний затвор 2, перекрывающий сливное отверстие (не показано) котла 3, промежуточный затвор 4 для перекрытия промежуточного сливного патрубка 5, нижний затвор 6, размещённый на конце сливного патрубка 7. Промежуточный затвор 4 снабжён механизмом ручного привода 8 с приводным маховиком 8.1 и смонтирован в консольном корпусе 9. Консольный корпус 9 закреплён на опорном кронштейне 10.
Опорный кронштейн 10 выполнен в виде несущей перекладины 10.1, которая в предпочтительном варианте расположена горизонтально и соединена с консольным корпусом 9 промежуточного затвора 4. Своими концами горизонтальная несущая перекладина 10.1 смонтирована на несущих подвесах 11. Несущие подвесы 11 верхними своими концами закреплены непосредственно или опосредованно на котле 3.
Несущий подвес 11 может быть выполнен в виде пластины, верхней частью связанной с котлом 3 железнодорожной цистерны, нижним – с концами горизонтальной несущей перекладины 10.1.
Верхний конец несущего подвеса 11 может быть соединён с накладками 3.1 для лап 3.2 котла 3, либо с лапами 3.2 котла (вариант не показан), либо с накладками (не показаны) котла 3, либо непосредственно с котлом 3.
Несущий подвес 11 может быть выполнен в виде двух пластин 11.1 и 11.2, соединённых между собой резьбовыми элементами 12, например, в виде болтов, гаек, пропущенных через совмещённые сквозные отверстия, выполненные в пластинах 11.1 и 11.2.
Пластины 11.1, 11.2 несущего подвеса 11 могут быть выполнены со сквозным пазом 11.3, который снижает вес подвеса 11, уменьшает жёсткость повеса 11.
Консольный корпус 9 промежуточного затвора 4 может быть снабжён монтажным кронштейном 9.1, которым консольный корпус 9 соединён с горизонтальной несущей перекладиной 10.1 опорного кронштейна 10.
Детали опорного кронштейна 10, в частности горизонтальная несущая перекладина 10.1, несущий подвес 11 или пластины 11.1, 11.2 несущего подвеса 11 могут быть выполнены из металлических пластин толщиной от 6 до 14 мм. Указанный диапазон толщин обеспечивает оптимальное сочетание механических напряжений и частоту собственных колебаний.
2
Проведённые расчеты показали, что указанный диапазон размеров элементов опорного кронштейна 10 несущей перекладины 10.1, пластин 11.1, 11.2 гарантирует уровень напряжений не выше допускаемого - 345 МПа (Н/мм) (Фиг. 3) и частоту собственных колебаний не ниже 25 Гц (Фиг. 4). При толщине элементов кронштейна менее 6 мм напряжения превысят допускаемые значения, при этом частота собственных колебаний станет менее 25 Гц. При толщине указанных элементов более 14 мм прочность становится избыточной, металлоемкость повышенной, что приводит к увеличению веса сливного устройства и повышенным механическим напряжениям.
Использование для подвешивания горизонтальной несущей перекладины 10.1 несущих подвесов 11 позволяет получить менее жёсткий монтаж консольного корпуса 9 промежуточного затвора 4, что обеспечивает низкие механические напряжения (Фиг. 5). Закрепление несущей перекладины 10.1 непосредственно на хребтовую балку 12 (Фиг. 6) приводит к возникновению высоких напряжений в местах крепления несущей перекладины 10.1, что повышает вероятность излома при динамических нагрузках при движении железнодорожной цистерны. Все эти технические решения в совокупности позволяют увеличить надёжность сливного устройства железнодорожной цистерны.