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., стр. 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., стр.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.
Указанный технический результат достигается тем, что вагон-цистерна включает раму, ходовую часть, автосцепное оборудование и котел, содержащий обечайку, два днища, лестницу для обслуживания, образованную верхним, средним и нижним участками, при этом средний участок лестницы выполнен в виде ступеней. Ступени лестницы расположены по меньшей мере в двух нишах боковой центральной части обечайки котла, имеющих разный размер.
Ступени не выступают за очертание железнодорожного габарита подвижного состава.
Котел имеет ширину, максимально использующую заданный железнодорожный габарит.
Ниши могут быть выполнены штамповкой.
Ниши могут быть выполнены в форме впалой усеченной пирамиды.
B
Ниши могут быть выполнены глубиной  от 30 до 200 мм.
L
Ниши могут быть выполнены шириной  от 300 до 700 мм.
H
Ниши могут быть выполнены высотой от 50 до 350 мм.
Ниши могут быть расположены симметрично или несимметрично относительно горизонтальной оси котла.
Каждая ступень может быть расположена в отдельной нише.
В отдельной нише могут быть расположены несколько ступеней.
Средний участок лестницы может быть выполнен сборочным узлом.
Ступени лестницы могут быть закреплены сваркой.
Ступени лестницы могут быть закреплены на приварных кронштейнах.
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. Средний участок лестницы выполнен в виде ступеней;
11. Ступени лестницы расположены по меньшей мере в двух нишах боковой центральной части обечайки котла,
12. Ниши имеют разный размер;
13. Ниши выполнены в листе обечайки или царги, или отдельным вставленным участком;
14. Ниши выполнены из одного материала с обечайкой или царгой, или из разных;
15. Участок с нишей выполнен из стали, алюминиевого сплава или композитных материалов;
16. Ниши выполнены штамповкой или литьем;
17. Элементы лестницы не выступают за очертание железнодорожного габарита подвижного состава;
18. Котел имеет ширину, максимально использующую заданный железнодорожный габарит.
Признаки 1-10 являются общими с прототипом, признаки 11-18 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 - представлен средний участок лестницы в нишах котла с одной ступенью в каждой нише разного размера (а), с разным количеством ступеней в каждой нише разного размера (б), с несколькими ступенями в каждой нише разного размера (в).
Вагон-цистерна (фиг. 1-3) 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, выполненная составной: верхняя 8 и нижняя 9 части лестницы представляют собой, например, сварные лестничные конструкции, а средняя часть 10 выполнена, например, в виде отдельных ступеней, закрепленных сваркой или на приварных кронштейнах, и расположенных в нишах 11 боковой центральной части обечайки 5 (фиг. 3). Ниши 11 выполнены, например, штамповкой глубиной от 30 до 200 мм, при этом ниши 11 выполнены для одной или нескольких ступеней 10 (фиг. 3) в каждой. Ниши 11 под ступени могут быть расположены симметрично или несимметрично относительно горизонтальной оси котла. Ступени 10 лестницы расположены по меньшей мере в двух нишах 11 боковой центральной части обечайки 5 котла, имеющих разный размер H1 и H2. Ниши 11 обечайки 5 выполнены таким образом, что элементы ступеней 10 не выступают за очертание железнодорожного габарита подвижного состава, 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 4 и соответственно объем перевозимого груза, при этом обеспечивается необходимая жесткость и устойчивость конструкции котла при безопасном обслуживании вагона-цистерны.
B
L
H
Геометрические параметры каждой 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 (фиг. 3): оптимальная глубина  ниш - от 30 до 200 мм; оптимальная ширина  ниш - от 300 до 700 мм; оптимальная высота  ниш - от 50 до 350 мм. При использовании размеров менее расчетных диапазонов не обеспечивается 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, реализован вагон-цистерна с базой 7800 мм и габаритом 1-Т при длине котла 11400 мм, были использованы ниши глубиной 80 мм, шириной 440 мм, высотой 120 мм и 290 мм (фиг. 3б). Использование данного решения позволяет увеличить диаметр котла в средней части с 3200 мм до 3250 мм при этом объем котла увеличивается с 88 м до 90 м.