ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к устройствам для перевозки плотных тяжёлых жидких грузов, например, таких как сырая нефть, мазут, нефтебитум, имеющих высокую плотность.
Известна железнодорожная цистерна, содержащая котёл с загрузочным люком для заливки жидкого груза, внутри котла смонтирована эластичная оболочка, см. RU 2662370, B61D 5/00, B60P 3/22, опубл. 25.07.2018.
Технической проблемой, присущей данному устройству, являются низкие динамические характеристики железнодорожной цистерны, в случае неполного заполнения котла вагона-цистерны жидкостью с высокой плотностью. Неполное заполнение котла вагона-цистерны приводит к созданию свободной открытой поверхности жидкого груза. Открытые поверхности жидкого груза под действием динамических сил на вагон-цистерну при его движении, в частности, при разгоне, торможении, при прохождении кривых участков пути приводят к перемещению жидкости внутри котла вагона-цистерны, ухудшая устойчивость вагона-цистерны, снижая его динамические показатели. Особенно это характерно для случаев перевозки жидкостей с высокой плотностью, имеющих высокий удельный вес, например, сырой нефти, мазута, нефтебитума.
Известен резервуар для жидкости, содержащий котёл с загрузочным люком для заливки жидкого груза, внутри котла смонтирована эластичная оболочка с патрубком, выведенным наружу котла, см. SU 1597327, B65D 88/54, от 05.11.1988 (прототип).
Данной устройство не обеспечивает полное исключение образования свободной поверхности жидкого груза по причине залива жидкого груза непосредственно в эластичную оболочку и присутствия при этом части свободной поверхности жидкого плотного груза, что также ухудшает динамические показатели и характеристики вагона-цистерны.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение динамических характеристик и показателей вагона-цистерны при перевозке жидкостей с высокой плотностью.
Указанный технический результат достигается вагоном-цистерной для перевозки жидкостей с высокой плотностью, содержащим котёл с загрузочным люком для заливки жидкого груза, внутри котла смонтирована эластичная оболочка с патрубком, выведенным наружу котла, эластичная оболочка смонтирована в верхней части котла вагона-цистерны, при этом патрубок эластичной оболочки снабжён запорной пневмо-аппаратурой, используемой при зарядке-разрядки внутренней полости эластичной оболочки сжатым газом, в эластичной оболочке под загрузочным люком котла выполнен загрузочный канал, сообщающий полость загрузочного люка с пространством котла вагона-цистерны под эластичной оболочкой; в качестве материала для эластичной оболочки может быть использован термополиуретан; в качестве сжатого газа для эластичной оболочки может быть использован инертный газ; в качестве инертного газа может быть использован азот; в качестве инертного газа может быть использован аргон.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что эластичная оболочка смонтирована в верхней части котла вагона-цистерны, при этом патрубок эластичной оболочки снабжён запорной пневмо-аппаратурой, используемой при зарядке-разрядки внутренней полости эластичной оболочки сжатым газом, в эластичной оболочке под загрузочным люком котла выполнен загрузочный канал, сообщающий полость загрузочного люка с пространством котла вагона-цистерны под эластичной оболочкой; в качестве материала для эластичной оболочки использован термополиуретан; в качестве сжатого газа для эластичной оболочки использован инертный газ; в качестве инертного газа может быть использован азот; в качестве инертного газа использован аргон. Такие отличия от прототипа дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель представлена на чертежах, где:
- на Фиг. 1 – котёл вагона-цистерны, не полностью загруженный жидким грузом с накаченной сжатым газом эластичной оболочкой, продольный разрез;
- на Фиг. 2 – то же самое, поперечный разрез.
Вагон-цистерна для перевозки жидкостей с высокой плотностью содержит котёл 1 с загрузочным люком 2 для заливки жидкого груза «А» (Фиг. 1).
Внутри котла 1 смонтирована эластичная оболочка 3 с патрубком 4, выведенным наружу котла 1.
Эластичная оболочка 3 смонтирована в верхней части котла 1 вагона-цистерны. Патрубок 4 эластичной оболочки 3 снабжён запорной пневмоаппаратурой, используемой при подаче во внутреннюю полость эластичной оболочки сжатого газа и предназначенной для соединения с системой подачи сжатого газа в эластичную оболочку 3. В эластичной оболочке 3 под загрузочным люком 2 котла 1 выполнен загрузочный канал 3.1, сообщающий полость загрузочного люка 2 с внутренней полостью котла 1 вагона-цистерны, прикрытой эластичной оболочкой 3.
Технический результат, заключающийся в улучшении динамических характеристик вагона-цистерны при перевозке жидкостей с высокой плотностью, достигается следующим образом.
В случае перевозки в вагоне-цистерне жидкостей с высокой плотностью и удельным весом, например, сырой нефти, мазута, при неполном заполнении котла 1 вагона-цистерны, внутри котла 1 образуется большая по площади свободная, открытая поверхность жидкого груза. При разгоне, торможении или при проходе вагоном-цистерной кривых участков пути наличие внутри котла 1 открытой поверхности жидкого груза приводит к возникновению волн на открытой свободной поверхности жидкого груза. Хаотичное перемещению перевозимого груза, имеющего большую массу, отрицательно сказывается на динамических показателях вагона-цистерны, воздействует на подвеску ходовых тележек, автосцепку, на рельсовый путь, усложняет ведение железнодорожного состава. Для исключения отрицательного динамического воздействия на вагон-цистерну перемещаемых масс внутри котла 1 в верхней части котла над свободной поверхностью жидкого груза «А» устанавливают эластичную оболочку 3.
После загрузки через загрузочный люк 2 и загрузочный канал 3.1 (Фиг. 2) жидкого груза через запорную пневмоаппаратуру патрубка 4 подают в эластичную оболочку 3 сжатый газ. Под действием сжатого газа эластичная оболочка 3 расправляется и, увеличиваясь в своём объёме, соприкасается своей нижней частью со свободной поверхностью жидкого груза «А», перекрывает загрузочный канал 3.1, замыкая жидкий груз «А» внутри котла 1 вагона-цистерны.
В качестве материала для эластичной оболочки 3 может быть использован термополиуретан как материал, обладающий оптимальным сочетанием гибкости, эластичности и химической нейтральности.
В качестве сжатого газа для подачи в эластичную оболочку 3 может быть использован инертный газ, например, азот или аргон. В таком случае эластичная оболочка 3, накачанная этими или подобными инертными газами, будет служить дополнительным противопожарным средством и исключать воспламенение жидкого груза «А».
Таким образом, предлагаемая конструкция вагона-цистерны позволяет улучшить динамические характеристики и показатели вагона-цистерны при перевозке жидкостей с высокой плотностью и удельным весом.