КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей и может быть использована на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из уровня техники известен патент на полезную модель RU 148712 (МПК B65D88/12, опублик.10.12.2014). У контейнера-цистерны каркас образован торцевыми рамами и продольными боковыми брусьями, а котел соединен с его торцевыми рамами посредством сопряжения замыкающего опорного кольца торцевой рамы и соединительного опорного кольца котла.
Известен также патент на изобретение RU 2215677 (МПК B65D88/12, опублик. 10.11.2003), который является наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому решению, и принят за п р о т о т и п.  Контейнер-цистерна содержит цистерну с днищами, две прямоугольные торцовые рамы, через центры которых проходит продольная ось контейнера, не совпадающая с продольной осью цистерны, имеющие верхние и нижние поперечины, вертикальные стойки с закрепленными по углам грузозахватными элементами и верхние, и нижние диагональные распорки, соединяющие вертикальные стойки с поперечными. Переходные обечайки связаны посредством сварного соединения с днищами и прямоугольными торцовыми рамами. С каждой стороны цистерны попарно расположены четыре опорные балки, закрепленные на нижних углах торцовых рам и цистерне. Опорные узлы выполнены в виде переходных цилиндрических обечаек, одна из которых выполнена цельной, а другая - составной. Наружный диаметр цельной переходной обечайки и внутренний диаметр части составной переходной обечайки совпадают с внутренним диаметром цилиндрической обечайки цистерны. В торцовых рамах верхняя и нижняя поперечины, диагональные распорки и вертикальные стойки смещены относительно центров грузозахватных элементов внутрь контейнера до совмещения в одну плоскость с боковыми поверхностями грузозахватных элементов, обращенных к цистерне.
Известные конструкции контейнеров-цистерн не обладают необходимой эксплуатационной надежностью. При продольных нагрузках, возникающих при экстренном торможении при транспортировании контейнера-цистерны железнодорожным или автомобильным транспортом, поперечные балки торцовых рам, совместно с переходными цилиндрическими обечайками деформируются, а также сминаются нижние части днищ цистерны.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, являются проблемы, связанные с низкими техническими характеристиками известных конструкций, а, именно, с недостаточно высокой эксплуатационной надежностью. Создание предлагаемого технического решения направлено на решение данной технической проблемы, а, именно, на создание конструкции контейнера-цистерны с улучшенными техническими характеристиками: с повышенной эксплуатационной надежностью, с необходимым запасом прочности всех ее несущих элементов, за счет равномерного распределения нагрузки между ними.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Указанная техническая проблема решается посредством контейнера-цистерны, включающем в себя цистерну, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки и торцовых днищ, и несущий каркас с креплениями для цистерны, состоящий из двух торцовых рам с верхними и нижними грузозахватными фитингами, имеющими стойки, верхние и нижние поперечные балки, а также нижние и верхние продольные брусья, которые соединяют нижние и верхние грузозахватные фитинги торцовых рам, соответственно. Предлагается крепление цистерны к каркасу выполнить с помощью двух нижних раскосов криволинейной формы, расположенных с каждой из сторон цистерны и соединяющих нижнюю часть обечайки цистерны и нижние продольные брусья, и четырех верхних раскосов, расположенных попарно с каждой из сторон цистерны и соединяющих верхнюю часть обечайки цистерны и верхние продольные брусья.
Технический результат заключается в улучшении технических характеристик, а, именно, в увеличении эксплуатационной надежности контейнера-цистерны, за счет изменения системы крепления цистерны к рамам, которая позволит исключить зоны концентрации напряжений в днищах цистерны и торцовых рамах.
В нижних и верхних раскосах могут быть выполнены отверстия или вырезы криволинейной формы, при этом сохраняется запас прочности раскосов и обеспечено равномерное распределение нагрузки между всеми несущими элементами.
Нижние и верхние раскосы могут быть установлены под углом 30˚-60˚ к вертикальной оси контейнера-цистерны, что позволяет погасить продольные нагрузки в случае экстренного торможения контейнера-цистерны и избежать образования зон концентрации напряжений в компонентах контейнера-цистерны.
Также нижние и верхние раскосы могут быть установлены симметрично относительно поперечной оси симметрии контейнера-цистерны, что позволяет обеспечить равную нагрузку на все несущие элементы в случае экстренного торможения контейнера-цистерны и избежать образования зон концентрации напряжений в компонентах контейнера-цистерны.
Кроме того, нижние раскосы могут иметь криволинейную форму, чтобы обеспечить гашение продольных нагрузок в случае экстренного торможения контейнера-цистерны и избежать образования зон концентрации напряжений в компонентах контейнера-цистерны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующим графическим материалом:
фиг.1, на которой представлен общий вид контейнера-цистерны;
фиг.2, на которой представлен контейнер-цистерна (вид спереди);
фиг.3, на которой представлен местный разрез системы крепления цистерны к несущему каркасу.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Контейнер-цистерна (фиг.1) включает в себя цистерну 1, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки 2 и торцовых днищ 3, и несущий каркас, включающий в себя две торцовые рамы 4 с верхними 5 и нижними 6 грузозахватными фитингами, имеющие стойки 7, верхние 8 и нижние 9 поперечные балки, а также нижние 10 и верхние 11 продольные брусья.
Нижние 10 и верхние 11 продольные брусья несущего каркаса соединяют нижние 6 и верхние 5 грузозахватные фитинги торцовых рам, соответственно.
Крепление цистерны 1 к несущему каркасу в нижней части контейнера-цистерны осуществляется с помощью двух нижних раскосов 13 криволинейной формы (фиг.2, 3), которые одной стороной закреплены на крайних частях нижних продольных брусьев 10, а другой стороной прикреплены к обечайке 2 цистерны 1 через подкладной лист.
Крепление цистерны 1 к несущему каркасу в верхней части контейнера-цистерны выполнено с помощью четырех верхних раскосов 12, при этом верхние раскосы 12 одной стороной прикреплены к верхним продольным брусьям 11, а другой стороной - к обечайке 2 цистерны 1 через подкладной лист.
Нижние 13 и верхние 12 раскосы могут быть установлены симметрично относительно поперечной оси симметрии контейнера-цистерны или не симметрично относительно нее для обеспечения для компенсации некоторых продольных или других нагрузок в случае экстренного торможения контейнера-цистерны.
Раскосы 12 и 13 могут быть выполнены с отверстиями или вырезами, например, криволинейной формы для снижения массы, при этом сохраняется запас прочности раскосов 12 и 13 и обеспечено равномерное распределение нагрузки между всеми несущими элементами контейнера-цистерны.
Раскосы 12 и 13 установлены под углом в диапазоне 30˚-60˚ к вертикальной оси контейнера-цистерны.
Предлагаемая схема крепления цистерны к торцевым рамам несущего каркаса посредством сопряжения нижней части обечайки цистерны и продольных нижних брусьев через раскосы криволинейной формы, а также с дополнительным подкреплением через раскосы верхней части обечайки цистерны к верхним продольным брусьям имеет преимущества по отношению к конструкциям с переходной обечайкой между днищем котла и торцевой рамой вследствие того, что исключаются зоны концентрации напряжений в днищах цистерны и торцовых рамах несущего каркаса, а продольные нагрузки равномерно перераспределяются на несущий каркас.