ВАГОН-ЦИСТЕРНА С СИСТЕМОЙ ОБОГРЕВА

Вагон-цистерна с системой обогрева относится к области вагоностроения, в частности, к вагонам-цистернам для перевозки затвердевающих грузов, к контейнерам-цистернам и стационарным емкостям.
Известна цистерна (патент RU 2202505, 20.04.2003), содержащая корпус с установленными внутри него теплообменниками, каждый из которых состоит из заглушенной с одного конца трубы и расположенной внутри нее укороченной трубы меньшего диаметра, которые своими концами, снабженными подводящими теплоноситель штуцерами, закреплены фланцевым соединением с наружной стороны корпуса, а по длине - посредством опорных кронштейнов, установленных внутри корпуса.
Разъемное соединение теплообменников с котлом предопределяет не только значительную трудоемкость при изготовлении изделия, но и требует постоянного наблюдения за состоянием герметичности соединения и устранения возникающей разгерметизации в эксплуатационных условиях, что является недостатком изложенного устройства.
Известна цистерна для затвердевающих продуктов (патент UA №52216, 16.12.2002, принят за прототип), включающая корпус с установленными внутри него трубчатыми теплообменниками, каждый из которых состоит из заглушенной с одного конца трубы, в середине которой установлена труба меньшего диаметра и меньшей длины, которая служит для подачи теплоносителя и одним концом выведена через стенку цистерны и соединенная с коллектором, расположенным на днище котла, содержащем две камеры - подвода и отвода теплоносителя. В днище котла предусмотрено отверстие, закрываемое герметически и служащее для ввода теплообменников внутрь котла.
Наличие отверстия на днище котла является недостатком, так как такое устройство приводит к дополнительному расходу металла, увеличению трудоемкости и эксплуатационных расходов по поддержанию герметичности крышки, закрывающей отверстие, предназначенное для ввода теплообменников в котел. При закрытии в днище такого отверстия, например, сваркой, после размещения теплообменников в котле, усложняются последующие возможные замены теплообменников или их ремонт. Кроме того, в цистернах при перевозке определенных продуктов не допускается наличие отверстий в котле ниже зеркала продукта.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача разработки устройства системы обогрева котла цистерны, состоящей из отдельных теплообменников с размещением их внутри котла цистерны, с целью снижения затрат при изготовлении и эксплуатации и, кроме того, такая цистерна допускается к использованию для перевозки продуктов, для которых не допускается наличие отверстий в котле ниже зеркала продукта, находящегося в котле.
Поставленная задача достигается тем, что вагон-цистерна с системой обогрева, включающая котел, содержащий теплообменную систему в виде отдельно расположенных в его нижней части теплообменников, состоящих из труб с размещением в них труб меньшего диаметра, каждый теплообменник выполнен трехсекционным, крайние секции выполнены в виде заглушенной с одного конца наружной трубы и установленной в ней подвижно трубы меньшего диаметра, соединены средней секцией, выполненной в виде обечайки, разделенной вдоль перегородкой на две камеры, одна из которых закрыта с двух сторон стенками с отверстиями и которые соединены с трубами меньшего диаметра с созданием общего пространства камеры и труб. В обечайке каждой камеры средней секции выполнены отверстия, через которые теплообменники каналами соединены с коллекторами подвода и отвода теплоносителя. Перегородка в камере средней секции установлена наклонно. Обечайка средней секции выполнена из двух частей с соединением их перегородкой между собой.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1. изображен общий вид вагона-цистерны;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1- вид с торца на котел цистерны;
на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2- продольный разрез котла с теплообменником;
на фиг. 4 - разрез В-В на фиг 3 - вид в поперечном сечении на теплообменник с неподвижными опорами и расположение подводящих каналов средней секции;
на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг 3-вид на теплообменник, установленный в подвижном кронштейне;
на фиг. 6 - выносной элемент Д на фиг. 3 - вид соединения крайних секций теплообменника со средней и соединение их неподвижно с котлом и коллектором подачи и отвода теплоносителя.
Вагон-цистерна с системой обогрева включает котел 1, оборудованный системой обогрева в виде отдельно расположенных параллельно друг другу в его нижней части теплообменников 2, соединенных каналами 11 и 12 с коллекторами подвода и отвода теплоносителя и состоящих из трех секций - крайних 3 и средней 4. Крайние секции 3 теплообменников выполнены в виде наружной трубы 5, заглушенной с одной стороны и расположенной внутри нее трубы меньшего диаметра 6 с центрирующими распорками 7, которые соединены с ней неразъемно и не имеют соединения с наружной трубой 5. Средняя секция выполнена в виде обечайки 8 из трубы диаметром равным диаметру наружной трубы 5, разделена перегородкой 9 на две камеры Е и Ж. Камера Е закрыта соединенными с обечайкой 8 перегородкой 9 и стенками 10 в виде секторов с выполненными в них отверстиями И. В обечайке 8 камер Е и Ж выполнены отверстия К, которыми через каналы 11 и 12 средняя секция соединена с коллекторами подвода 13 и отвода 14 теплоносителя. Теплообменники соединены неподвижно с котлом 1 кронштейнами 15, расположенными в средней части, и подвижно в кронштейнах 16, соединенных с котлом 1 неподвижно.
Учитывая, что длина крайних секций 3 у теплообменника зависит от расположения горловины в котле и его диаметра (чем меньше диаметр котла, тем короче по длине крайние секции можно разместить в котле) длина средней секции определяется как разность между длиной теплообменника и длинами двух крайних секций. С целью обеспечения более полного удаления конденсата из верхней камеры Е перегородка 9 установлена наклонно к горизонтальной плоскости. С целью обеспечения удобства соединения перегородки 9 с обечайкой 8, обечайка средней секции выполнена из двух частей с соединением их перегородкой между собой.
При разогреве перевозимого продукта в котле теплоноситель подается через штуцер 17 в коллектор 13, далее через канал 11 в камеру Е средней секции 4 и расходится через отверстия И и трубы меньшего диаметра 6 в наружные трубы 5. Образующийся конденсат стекает в камеру Ж средней секции 4 и через отверстие К в обечайке 8, канал 12, коллектор 14, штуцер 18 попадает в предусмотренные приемники. Центрирующие распорки 7, соединенные неподвижно только с трубой меньшего диаметра 6, позволяют ей при нагреве удлиняться.