ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Настоящая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к грузовым вагонам-цистернам, приспособленным для перевозки различных жидкостей и газов, в том числе и для перевозки опасных грузов.
Из существующего уровня техники известны несколько конструкций универсальных вагонов-цистерн, состоящих из рамы вагона, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования. Рамы вагонов-цистерн оборудуются хребтовыми, шкворневыми и лобовыми балками, в зависимости от исполнения могут быть оборудованы боковыми балками на всю длину вагона и короткими боковыми балками в консольных частях вагона, также могут иметь дополнительные промежуточные продольные и поперечные балки.
Известна железнодорожная цистерна, которая включает укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и защитные экраны. Защитные экраны имеют вертикальные предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен к горизонтальному листу напротив днища котла с зазором между ними. К вертикальному предохранительному щиту жестко закреплены центральные ребра, выполненные переменного сечения и с закрепленными между ними горизонтальными ребрами. Вертикальный предохранительный щит снабжен двумя боковыми щитками, которые образуют в совокупности защитный экран. Угол наклона защитного экрана к горизонтальному листу выполнен в пределах 73-77°С, а соотношение ширины основания бокового щита к ширине его верхней части выполнено равным 1,2-1,3. (см.патент РФ на изобретение №2133205 «Железнодорожная цистерна»).
Известна железнодорожная цистерна для перевозки нефтепродуктов, включающая закрепленный на раме платформы посредством хомутов котел, оборудованный крышкой люка и сливным прибором, при этом рама платформы состоит из жестко связанных между собой хребтовой, шкворневых, боковых и концевых балок, рама платформы снабжена дополнительными боковыми продольными балками, которые расположены между шкворневыми балками и подкреплены поперечными балками, хребтовая балка в консольной части снабжена усиливающей накладкой, установленной в зоне верхнего листа, при этом котел снабжен шпангоутами, между которыми закреплен предохранительный козырек, а в зоне лежневых опор и сливного прибора установлены накладки, (см. патент РФ на полезную модель №29273 «Железнодорожная цистерна»).
Известна железнодорожная цистерна, которая включает котел, закрепленный на раме, ходовые части, наружную лестницу, расположенную в средней части котла, люк с установленной на нем арматурой. Наружная лестница в средней части оборудована подвижной вставкой со ступеньками, (см. патент РФ на полезную модель №46467 «Железнодорожная цистерна»).
Недостатком существующих рам платформ вагонов-цистерн является то, что при увеличении длины котла вагона-цистерны с целью улучшения технико-экономических показателей вагона увеличивается свес котла над лобовым листом рамы платформы, что негативно сказывается на безопасности перевозок.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение безопасности перевозок грузов в вагонах-цистернах с улучшенными технико-экономическими показателями.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является обеспечение условий безопасности перевозки грузов, в том числе и опасных в вагонах-цистернах, а также повышение экономических показателей перевозок.
Технический результат достигается тем, что в железнодорожном вагоне-цистерне, содержащем раму, ходовую часть, автосцепное и тормозное оборудование, рама включает хребтовую, шкворневые, лобовые, боковые балки, длина рамы вагона выполнена увеличенной по сравнению с длиной хребтовой балкой рамы, при этом соотношение длины рамы платформы по лобовым балкам к длине хребтовой балки, выполнено равным в пределах 1,001-1,03, а горизонтальные листы лобовых балок выполнены переменного сечения и жестко соединены с хребтовой и боковыми балками, причем разница ширины горизонтального листа лобовой балки в зоне примыкания к боковой балке и его ширины в зоне хребтовой балки выполнена в пределах, равным 20-300 мм, а вертикальный лист лобовой балки выполнен криволинейным, и жестко соединен с ее горизонтальным листом, боковой и хребтовой балками.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели.
Геометрия выполнения рамы платформы и рассчитанные его геометрические размеры являются отличительными признаками предлагаемой полезной модели, а именно выполнение в железнодорожном вагоне-цистерне несущих боковых балок увеличенной длины по сравнению с длиной хребтовой балкой рамы платформы, при этом соотношение длины рамы платформы по лобовым балкам к длине хребтовой балке, выполнено равным в пределах 1,001-1,03 и является оптимальным. Конструкция лобовых листов выполнена переменного сечения, которые жестко соединены к хребтовой и боковым балкам, что обеспечивает сохранение работоспособности расцепных рычагов автосцепного устройства типовой конструкции, также отличительными признаками является конструктивное выполнение разницы ширины горизонтального листа лобовой балки в зоне примыкания к боковой балке и его ширины в зоне хребтовой балки, которая выполнена в пределах 20-300 мм, и выполнение вертикального листа лобовой балки криволинейным, жестко соединенного ее горизонтальным листом, боковой и хребтовой балками.
Вся совокупность конструктивных решений, использованных в вагоне-цистерне, направлена на решение безопасности перевозок грузов в вагонах-цистернах с улучшенными технико-экономическими показателями.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид железнодорожный вагон-цистерна, на фиг. 2 - рама вагона-цистерны в сборе, на фиг. 3 - вид сверху рамы вагона-цистерны.
Железнодорожный вагон-цистерна (фиг. 1) содержит раму 1, котел 2, ходовую часть 3, автосцепное и тормозное оборудование 4.
Рама 1 железнодорожного вагона-цистерны содержит (фиг. 2) хребтовую балку 5, шкворневую балку 6, лобовую балку 7, боковую балку 8, опору цистерны в сборе 9, экран защитный 10.
Длина рамы 1 вагона-цистерны выполнена увеличенной длины по боковым балкам 8 по сравнению с длиной хребтовой балки 5 рамы 1. Хребтовая балка 5 является основным несущим элементом, воспринимающим нагрузки как динамические при движении состава, так и статические от массы груза.
Соотношение длины рамы платформы А по лобовым балкам к длине В хребтовой балки, выполнено, равным в пределах 1,001-1,03 (фиг. 3).
Указанное отношение длины рамы платформы А по лобовым балкам к длине В по хребтовой балке, выполнено равным в пределах 1,001-1,03, т.е. отношение А/В=1,001-1,03, является оптимальным и определено расчетным и экспериментальным путем.
Необходимо отметить, что соотношением А/В меньше, чем 1,001 не обеспечивается возможность увеличить объем котла цистерны, а более 1,003 выходит за пределы допустимых размеров по длине вагона.
Горизонтальные листы лобовых балок 7 выполнены переменного сечения, и жестко соединены с хребтовой балкой 5 и боковой балкой 8 рамы 1 вагона-цистерны (фиг. 1, 2).
Выполнение горизонтальных листов лобовых балок 7 переменного сечения обеспечивает жесткое соединение боковых балок 8 с хребтовой балкой 5, тем самым обеспечивает эксплуатационную надежность вагона-цистерны.
Разница ширины горизонтального листа лобовой балки 7 в зоне примыкания к боковой балке 8 (С) (фиг. 3) и его ширины в зоне хребтовой балки 5 (D) (фиг. 3) равна 20-300 мм.
Выполнение разницы ширины горизонтального листа лобовой балки 7 в зоне примыкания к боковой балке 8 и его ширины в зоне хребтовой балки 5 меньше 20 мм не позволяет обеспечить увеличение длины котла цистерны, а выполнение разницы более 300 мм может привести к нежелательному контакту с соседними вагонами.
Вертикальный лист лобовой балки 7 выполнен криволинейным и жестко соединен с ее горизонтальным листом лобовой балки 7 и с боковой балкой 8 и хребтовой балкой 5, тем самым обеспечивает эксплуатационную надежность вагона-цистерны.
Вся совокупность конструктивных признаков, использованных в железнодорожном вагоне-цистерне, позволило, за счет конструктивного изменения длины боковых балок и изменения геометрии лобовых балок рамы платформы при одновременном сохранении длины вагона-цистерны по осям сцепления обеспечить безопасность перевозок при увеличении полезного объема котла цистерны, что дало возможность увеличить ее грузоподъемность.
Использование предлагаемой конструкции полезной модели позволяет увеличить грузоподъемность по сравнению с существующими моделями вагонов-цистерн с сохранением безопасности перевозок грузов, а также улучшить коммерческие свойства железнодорожного вагона цистерны за счет увеличения эффективности грузоперевозок.