КОТЁЛ ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкции котлов вагонов-цистерн.
Известен котёл вагона-цистерны, выполненный в виде ёмкости, содержащей днища, закреплённые на торцах цилиндрической обечайки, набранной и соединённой сварными швами из пяти продольных листов различной толщины, см. Каталог-справочник «Грузовые вагоны промышленного транспорта», «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ», М. 2000 г. стр. 30, модель 15-1547.
Известен также котёл вагона-цистерны, выполненный в виде ёмкости, содержащей днища, закреплённые на торцах цилиндрической обечайки, набранной и соединённой сварными швами из продольно расположенных нескольких широких основных листов и одного узкого замыкающего продольного листа, патент России №38145, В61D 5/00, B65D 88/12, опубл. 27. 05.2004 (прототип).
Общей технической проблемой, присущей данным известным устройствам, является низкая технологичность изготовления цилиндрической обечайки, вызванная использованием для её формирования продольных листов различной толщины, что требует перестройки технологического сварочного оборудования при сварке состыкованных продольно расположенных листов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение технологичности изготовления цилиндрической обечайки котла вагона-цистерны.
ц
Указанный технический результат достигается котлом вагона-цистерны, выполненным в виде ёмкости, содержащей днища, закреплённые на торцах цилиндрической обечайки, набранной и соединённой сварными швами из продольно расположенных нескольких широких листов шириной «Н» и длиной «L» и одного узкого замыкающего листа шириной «h» и также длиной «L», все листы, образующие цилиндрическую обечайку, выполнены одной равной между собой толщины «S», при этом узкий замыкающий лист размещён в нижней части цилиндрической обечайки и расположен со смещением относительно центральной вертикальной оси О-О поперечного профиля цилиндрической обечайки с целью выполнения отверстия под сливную аппаратуру непосредственно в нижнем широком продольном листе без выхода отверстия под сливную аппаратуру в зону сварных швов цилиндрической обечайки; цилиндрическая обечайка длиной «L» может быть набрана из нескольких царг длиной «L», жёстко соединённых между собой сварочными монтажными швами; ширина «h» узкого замыкающего листа может быть выполнена не менее половины ширины «Н» широких листов («h» ≥ 0,5«Н»); толщина «S» узкого замыкающего листа и широких листов может быть выдержана в диапазоне от 8 до 35 мм; длина «L» широких основных листов и узкого замыкающего листа может быть выполнена в диапазоне размеров от 8500 до 10 000 мм; в качестве материала для изготовления котла вагона-цистерны может быть использован алюминиевый сплав; в качестве алюминиевого сплава может быть использован алюминиевый сплав марки 1565ч по ТУ 1 -3-194-2011 ; в качестве алюминиевого сплава может быть использован алюминиевый сплав марки АМг5 по ГОСТ 4784-97; в качестве алюминиевого сплава может быть использован алюминиевый сплав марки АМг6 по ГОСТ 4784-97 ; сварные швы соединяемых широких листов и узкого замыкающего листа могут быть выполнены без предварительной разделки соединяемых кромок; цилиндрическая обечайка может быть набрана и соединена не менее чем из пяти широких листов с одинаковой шириной «Н» и одного узкого замыкающего листа шириной «h».
ц
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что все листы, образующие цилиндрическую обечайку, выполнены одной равной между собой толщины «S», при этом узкий замыкающий лист размещён в нижней части цилиндрической обечайки и расположен со смещением относительно центральной вертикальной оси О-О поперечного профиля цилиндрической обечайки с целью выполнения отверстия под сливную аппаратуру непосредственно в нижнем широком продольном листе без выхода отверстия под сливную аппаратуру в зону сварных швов цилиндрической обечайки; цилиндрическая обечайка длиной «L» набрана из нескольких царг длиной «L», жёстко соединённых между собой сварочными монтажными швами; ширина «h» узкого замыкающего листа выполнена не менее половины ширины «Н» широких листов; толщина «S» узкого замыкающего листа и широких листов выдержана в диапазоне от 8 до 35 мм; длина «L» широких основных листов и узкого замыкающего листа выполнена в диапазоне размеров от 8500 до 10 000 мм; в качестве материала для изготовления котла вагона-цистерны использован алюминиевый сплав; в качестве алюминиевого сплава использован алюминиевый сплав марки 1565ч; в качестве алюминиевого сплава использован алюминиевый сплав марки АМг5; в качестве алюминиевого сплава использован алюминиевый сплав марки АМг6; сварные швы соединяемых широких листов и узкого замыкающего листа выполнены без предварительной разделки соединяемых кромок; цилиндрическая обечайка набрана и соединена не менее чем из пяти широких листов с одинаковой шириной «Н» и одного узкого замыкающего листа шириной «h». Такие отличия от прототипа дают основания утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель представлена изображениями, где:
- на фиг. 1 представлен общий вид котла вагона-цистерны;
- на фиг. 2 – развёртка цилиндрической обечайки котла вагона-цистерны;
- на фиг. 3 – поперечное сечение цилиндрической обечайки котла вагона-цистерны;
- на фиг. 4 – представлен общий вид котла вагона-цистерны, в котором цилиндрическая обечайка набрана из нескольких царг.
Котёл вагона-цистерны выполнен в виде ёмкости, содержащей днища 1 (Фиг. 1, 2), закреплённые на торцах цилиндрической обечайки 2, набранной и соединённой сварными швами из продольно расположенных нескольких широких основных листов 2.1 шириной «Н» и длиной «L» и одного узкого замыкающего листа 2.2 шириной «h» и аналогичной длиной «L» (Фиг. 1 - 4).
Все листы, образующие цилиндрическую обечайку 2, выполнены одной равной толщины «S». Узкий замыкающий лист 2.2 размещён в нижней части цилиндрической обечайки 2 и размещён со смещением своих сварных монтажных швов относительно центральной вертикальной оси «О-О» цилиндрической обечайки 2 для размещения отверстия 3 под сливную аппаратуру вне зоны сварных швов, которыми узкий замыкающий лист 2.2 закреплён в цилиндрический обечайке 2.
ц
В случае выполнения цилиндрической обечайки 2 из нескольких царг 2.3 (Фиг. 4) длина «L» царг 2.3 может быть выполнена в диапазоне размеров от 1 500 до 10 000 мм. Ширина «h» узкого замыкающего листа 2.2 может быть выполнена превышающей половину ширины «Н» широких основных листов 2.1. Толщины «S» узкого замыкающего продольного листа 2.2 и широких основных листов 2.1 может быть выдержана в диапазоне размеров от 8 до 35 мм. Длина «L» широких основных листов и узкого замыкающего листа может быть выполнена в диапазоне размеров от 8500 до 10 000 мм. В качестве материала для изготовления котла вагона-цистерны может быть использован алюминиевый сплав, например, алюминиевый сплав марки 1565ч по ТУ 1 -3-194-2011, либо алюминиевый сплав марки АМг5, либо алюминиевый сплав марки АМг6 по ГОСТ 4784-97. Для ускорения и упрощения выполнения операций сварки все сварные швы соединяемых элементов, образующих ёмкость, могут быть выполнены без предварительной разделки соединяемых кромок. Цилиндрическая обечайка 2 может быть набрана не менее чем из пяти широких основных листов 2.1.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в повышении технологичности изготовления цилиндрической обечайки 2 котла вагона-цистерны, обеспечивается следующим образом.
Цилиндрическую обечайку 2 котла вагона-цистерны изготавливают из нескольких, например, пяти широких основных продольных листов 2.1 и одного узкого замыкающего продольного листа 2.2. Наличие узкого замыкающего листа 2.2 позволяет получить цилиндрическую обечайку заданного диаметра путём подгонки ширины только одного узкого замыкающего листа 2.2 без изменения ширины «H» остальных широких основных листов 2.1. Положение узкого замыкающего листа 2.2 со смещением от вертикальной оси О-О позволяет разместить сквозное отверстие 3 под сливную аппаратуру вне зоны сварных швов, непосредственно в одном из широких основных продольных нижних листов 2.1. Котёл вагона-цистерны может быть собран с использованием различных видов сварки, например, аргонодуговой, плазменной, либо сваркой трением с перемешиванием.
В связи с тем, что для изготовления цилиндрической обечайки 2 котла вагона-цистерны используются листы одной равной между собой толщины «S», появляется возможность производить сварку всех листов без перенастройки сварочного оборудования, а также и без разделки кромок под сварку соединяемых деталей. Использование при этом в качестве материала для свариваемых листов алюминиевых сплавов, например, таких как алюминиевый сплав марки 1565ч по ТУ 1 – 3 – 194 - 2011, алюминиевый сплав марки АМг5, алюминиевый сплав марки АМг6 по ГОСТ 4784-97, позволяет использовать для соединения листов метод сварки с перемешиванием, который характеризуется высокой производительностью и качеством получаемого шва. Кроме того, использование алюминиевых сплавов позволяет снизить массу тары вагона-цистерны, тем самым повысив его грузоподъёмность. Для повышения технологичности изготовления цилиндрическая обечайка 2 может быть набрана из нескольких царг 2.3 (Фиг. 4). Это позволит использовать для производства цилиндрической обечайки 2 более короткие продольные листы.
Выбор толщины «S» листов из диапазона от 8 до 35 мм позволяет использовать оптимально необходимую толщину листов для конкретного груза, определяя этим назначение вагона-цистерны. Использование толщины «S» равной 8 мм является минимально допустимым значением, обеспечивающим необходимую прочность и жёсткость котла. При использовании листов толщиной «S» более 35 мм при обеспечении запаса необходимой прочности и жёсткости неоправданно возрастает масса тары вагона-цистерны, что снижает его грузоподъёмность.
Выполнение узкого замыкающего листа 2.2 шириной «Н», равной или превышающей ширину широких основных листов 2.1 (h ≥ 0,5 Н), позволяет разнести сварные швы узкого замыкающего листа 2.2 на взаимное расстояние, исключающее создание мест концентрации внутренних напряжений, возникающих в местах сварных швов.
Таким образом, предлагаемая конструкция котла вагона-цистерны позволяет существенно повысить технологичность изготовления котла вагона-цистерны.