ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции вагонов-цистерн, оборудованных наружными лестницами.
Известны железнодорожные цистерны, содержащие котлы, закрепленные на рамах, в средней части которых установлены наружные лестницы (см. «Альбом-справочник 002И-97 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» МПС РФ, 1998 г., с. 129-148).
В известных конструкциях для обеспечения максимальных технико-экономических параметров железнодорожных цистерн и сохранения установленного габарита подвижного состава применены откидные ступеньки наружной лестницы, установленные между поручнями, приваренными к котлу. Ступеньки закреплены на выступающих боковых частях котла и снабжены пружинами кручения, обеспечивающими поворот и фиксацию ступенек в горизонтальном положении. То есть для сохранения установленного габарита подвижного состава применена сложная конструкция ступенек.
Известна также конструкция железнодорожной цистерны, в которой при максимальном диаметре котла с сохранением установленного габарита подвижного состава на каждой боковой выступающей части котла установлены две откидные ступеньки (см. «Альбом-справочник 002И-97 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» МПС РФ, 1998 г., с. 134). Каждая из них снабжена пружиной кручения, обеспечивающей установку ступеньки в рабочее положение при воздействии на нее усилия со стороны обслуживающего персонала, и возврат в транспортное положение, когда это усилие прекращается.
Недостатком известной конструкции ступенек является препятствие полному использованию габарита железнодорожного подвижного состава при их применении.
Известен вагон-цистерна, включающий в себя котёл, наружную лестницу, смонтированную на боковой поверхности котла и содержащую верхний сегмент, нижний сегмент, поручни, расположенные между верхним сегментом и нижним сегментом, и ступень, расположенную между верхним сегментом и нижним сегментом и закреплённую на котле, причём каждый из упомянутых сегментов лестницы содержит две тетивы и ступени, расположенные между упомянутыми тетивами и соединённые с ними, отличающийся тем, что ступень, расположенная между верхним сегментом и нижним сегментом, выполнена откидной, а упомянутые поручни прикреплены к тетивам верхнего и нижнего сегментов лестницы (RU 185994, МПК B61D 5/00, опубл. 26.12.2018).
Недостатком этого технического решения является то, что элементы конструкции лестниц обслуживания выступают за ширину обечайки котла и ограничивают оптимальное использование габарита под полезный объем.
Данная конструкция принята за прототип заявленного технического решения.
Задачей полезной модели является увеличение полезного объема котла путем обеспечения максимального использования габарита при обеспечении безопасности обслуживания вагона-цистерны с высокими технико-экономическими показателями.
Техническим результатом является увеличение полезного объема котла вагона-цистерны при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава и соответствии требованиям, предъявляемым к вагонам-цистернам, с сохранением его устойчивости к наружным воздействиям.
B
L
H
Указанный технический результат достигается тем, что котел вагона-цистерны, содержащий обечайку и два днища, имеет в центральной части обечайки нишу, ступени лестницы для подъема, при этом ниша выполнена глубиной  от 30 до 200 мм, шириной  от 300 до 700 мм, высотой от 100 до 1500 мм.
Элементы лестницы не выступают за ширину котла.
Котел имеет ширину, максимально использующую заданный железнодорожный габарит.
Ниша может быть выполнена штамповкой.
Ниша может быть расположена симметрично или несимметрично относительно горизонтальной оси котла.
Средний участок лестницы может быть выполнен сборочным узлом.
Ступени лестницы могут быть закреплены сваркой.
Ступени лестницы могут быть закреплены на приварных кронштейнах.
Ниша может быть выполнена в листе обечайки.
Ниша может быть выполнена в листе царги.
Ниша может быть выполнена отдельным участком, вставленным в обечайку.
Ниша может быть выполнена отдельным участком, вставленным в царгу.
Участок с нишей может быть выполнен из одного материала с обечайкой.
Участок с нишей и обечайка могут быть выполнены из разных материалов.
Участок с нишей может быть выполнен из одного материала с царгой.
Участок с нишей и царга могут быть выполнены из разных материалов.
Участок с нишей может быть выполнен из стали.
Участок с нишей может быть выполнен из алюминиевого сплава.
Участок с нишей может быть выполнен из композитных материалов.
Участок с нишей может быть выполнен штамповкой.
Участок с нишей может быть выполнен литьем.
Признаками заявляемой полезной модели являются:
1. Вагон-цистерна;
2. Включает раму;
3. Ходовую часть;
4. Автосцепное оборудование;
5. Котел,
6. Содержащий обечайку,
7. Два днища;
8. Котел оборудован лестницей для обслуживания;
9. Лестница для обслуживания образована верхним, средним и нижним участками;
10. По крайней мере одна ступень среднего участка лестницы расположена в нише боковой центральной части обечайки котла,
11. Ниша выполнена в листе обечайки или царги, или отдельным вставленным участком;
12. Ниша выполнена из одного материала с обечайкой или царгой, или из разных;
13. Участок с нишей выполнен из стали, алюминиевого сплава или композитных материалов;
14. Ниша выполнена штамповкой или литьем.
15. Элементы лестницы не выступают за ширину котла.
16. Котел имеет ширину, максимально использующую заданный железнодорожный габарит подвижного состава.
B
L
H
17. Ниша выполнена глубиной  от 30 до 200 мм, шириной  от 300 до 700 мм, высотой от 100 до 1500 мм.
Признаки 1-9 являются общими с прототипом, признаки 10-17 являются отличительными признаками полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 - представлен общий вид вагона-цистерны; фиг. 2 - представлено сечение центральной боковой части котла вагона-цистерны; фиг. 3 - представлены сечения и внешний вид среднего участка лестницы с несколькими ступенями в нише котла выполненной по хорде (а), в нише котла выполненной местной выштамповкой (б).
Вагон-цистерна (фиг. 1) включает раму 1, ходовую часть 2, автосцепное оборудование 3 и котел 4. Котел 4 содержит обечайку 5 и два днища 6. Для подъема на котел 4 в центральной боковой части вагона расположена лестница для обслуживания 7, при этом верхняя 8 и нижняя 9 части лестницы представляют собой, например, сварные лестничные конструкции или отдельные ступени, а средняя часть 10 выполнена в виде отдельных ступеней, расположенных в нише 11 боковой центральной части обечайки 5 (фиг. 3) и закреплённых сваркой или на приварных кронштейнах. Ниша 11 выполненная, например, штамповкой глубиной от 30 до 200 мм, выполнена для нескольких ступеней 10 (фиг. 3). Ниша 11 под ступени может быть расположена симметрично или несимметрично относительно горизонтальной оси котла. Ниша 11 выполнена таким образом, что элементы лестницы 7 не выступают за ширину котла 4 и соответственно за очертание железнодорожного габарита подвижного состава (фиг. 3), при этом обечайка 5 котла 4 максимально приближена по ширине к очертанию железнодорожного габарита подвижного состава из расчета обеспечения максимального использования заданного габарита, за счет чего увеличивается объем котла и соответственно объем перевозимого груза, при этом обеспечивается необходимая жесткость и устойчивость конструкции котла при безопасном обслуживании вагона-цистерны.
B
L
H
Геометрические параметры ниши выбираются минимальными, с учетом требований нормативной документации к расположению лестниц и ступеней, с целью обеспечения необходимой жесткости конструкции и максимального полезного объема котла. Диапазоны, подобранные расчетным методом: оптимальная глубина  ниши (фиг. 2) - от 30 до 200 мм; оптимальная ширина  ниши - от 300 до 700 мм; оптимальная высота  ниши - от 100 до 1500 мм. При использовании размеров менее расчетных диапазонов, не обеспечиваются выполнения требований стандартов по расположению ступеней, а использование размеров более расчетных диапазонов не рекомендуется, так как необоснованно снижает полезный объем котла.
3
3
Заявляемое техническое решение позволяет увеличить полезный объем котла вагона-цистерны при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава и соответствии требованиям, предъявляемым к вагонам-цистернам. Например, для вагона-цистерны с базой 7800 мм и габаритом 1-Т при длине котла 11400 мм, была использована ниша глубиной 75 мм, шириной 470 мм, длиной 480 мм. Использование данного решения позволило увеличить диаметр котла в средней части с 3200 мм до 3245 мм, при этом объем котла увеличивается с 88 м до 90 м на 2,3%.