Контейнер-цистерна

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для хранения и транспортировки грузов и может быть использована на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.
Известен контейнер-цистерна, включающий в себя котел, корпус которого выполнен из композиционного материала и состоит из цилиндрической обечайки с кольцевыми шпангоутами, торцевых днищ, к внешней поверхности которых примыкает опорное соединительное кольцо котла, также включающий в себя соединенные между собой с помощью боковых нижних и верхних продольных брусьев две торцевые рамы с замыкающими опорными кольцами, и образованные верхними и нижними поперечными поясами, вертикальными стойками с закрепленными по углам грузозахватными угловыми фитинговыми упорами и верхними и нижними диагональными распорками, соединяющими вертикальные стойки с поперечными поясами, опорное соединительное кольцо котла также выполнено из композиционного материала, при этом цилиндрическая обечайка котла, торцевые днища, опорные соединительные кольца котла, а также кольцевые шпангоуты обечайки представляют собой единую цельную конструкцию, которая в целом получена путем филаментной и кольцевой намотки ровинга, а котел соединен с торцевыми рамами посредством сопрягающихся между собой его соединительного опорного кольца и замыкающего опорного кольца торцевой рамы и опирается в зонах кольцевых шпангоутов на промежуточные боковые продольные брусья, которые дополнительно связывают между собой торцевые рамы и подкреплены в зонах опирания котла, вертикальными и наклонными поясами (RU №148712, МПК B65D 88/12, опубл. 10.12.2014).
Недостатком известного технического решения аналога является низкий уровень эксплуатационных характеристик из-за прилегания встык соединительного опорного кольца котла и замыкающего опорного кольца торцевой рамы и отсутствие возможности установить между ними проставки, а также выполнение корпуса цистерны из композитного материала путем феламентной намотки ровинга, что приводит к её удорожанию.
Известен вагон-цистерна для перевозки затвердевающих грузов, содержащий теплоизолированный котел, закрепленный по концам посредством лежневых опор, жестко установленных на раме, и в средней части посредством лап котла, жестко установленных на ответной части рамы, при этом между лапами котла и ответной частью рамы установлены прокладки из теплоизоляционного материала (RU №172920, МПК B61D 5/06, B65D 90/12, опубл. 31.07.2017).
Недостатком известного технического решения аналога является недостаточный уровень предотвращения тепловых потерь и низкая степень защиты элементов крепления в соединении между котлом и рамой, что отрицательно сказывается на надежности конструкции.
Наиболее близким техническим решением является контейнер-цистерна, включающий цилиндрический котел с днищами, каждое из которых через седловую опорную конструкцию присоединено к торцевой раме, имеющей строповочные уголки, причем по крайней мере один из седловых опорных элементов включает в себя первое кольцо, приваренное к цистерне, второе кольцо, которое выполнено в виде углового профиля с одним радиальным фланцем, приваренным к поверхности торцевой рамы, расположенной перпендикулярно к оси цистерны, и одним аксиальным фланцем, расположенным параллельно оси котла, и третье кольцо, вставленное между первым и вторым кольцами, при этом не менее чем одно днище котла в осевом направлении выступает за соответствующую торцевую раму, первое кольцо имеет аксиальный фланец, приваренный к цилиндрической части котла, и обращенный наружу радиальный фланец, третье кольцо имеет аксиальный фланец, расположенный параллельно аксиальному фланцу второго кольца, к которому он приварен, и радиальный фланец, расположенный параллельно радиальному фланцу первого кольца, с которым он соединен (RU №2021958, МПК B65D 88/12, опубл. 30.10.1994).
Недостатком наиболее близкого технического решения является использование большого количества элементов конструкции и сварных швов, что соответственно приводит к удорожанию конструкции, а также к сложности и трудоемкости при её производстве, к тому же применение большого количества сварных швов отрицательно сказывается на надежности конструкции.
Задачей полезной модели является создание более простой и менее трудоемкой при изготовлении конструкции с сохранением её надежности и минимального количества тепловых потерь.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в упрощении конструкции контейнера-цистерны за счет уменьшения количества элементов и сварных швов в соединении котла с торцевыми рамами, а, следовательно, снижения трудоемкости изготовления, при сохранении надежности и минимального количества тепловых потерь.
Указанный технический результат достигается тем, что контейнер-цистерна, состоящий из котла, включающего обечайку и днища, к которым примыкают соединительные кольца, продольных балок и торцевых рам, включающих раскосы, элементов крепления, проставок, выполненные охватывающими элементы крепления, к внутренней стороне торцевых рам и раскосов присоединены опорные кольца, соединение опорного кольца и соединительного кольца происходит не менее, чем через три проставки, изготовленных из стеклотекстолита, толщиной 30-200 мм.
Признаками заявляемой полезной модели являются:
1. Контейнер-цистерна;
2. состоящий из котла;
3. включающего обечайку;
4. днища;
5. к днищам примыкают соединительные кольца;
6. состоящий из продольных балок;
7. торцевых рам;
8. включающих раскосы;
9. элементов крепления;
10. проставок;
11. проставки выполнены охватывающими элементы крепления;
12. к внутренней стороне торцевых рам и раскосов присоединены опорные кольца;
13. соединение опорного кольца и соединительного кольца происходит не менее, чем через три проставки;
14. толщина проставок находится в диапазоне 30-200 мм;
15. проставки изготовлены из стеклотекстолита;
16. закрепление соединительного кольца котла с опорным кольцом рамы может быть выполнено с помощью болтовых соединений;
17. закрепление соединительного кольца котла с опорным кольцом рамы может быть выполнено с помощью ШТОГ-соединений.
Признаки 1-12 являются общими с прототипом, признаки 13-14 являются существенными отличительными признаками полезной модели, признаки 15-17 являются дополнительными признаками, раскрывающими частные случаи реализации технического решения.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 - общий вид контейнера-цистерны;  на фиг. 2 - соединение опорного и соединительного кольца через проставку.
Контейнер-цистерна (фиг. 1) состоит из котла 1, который включает в себя цилиндрическую обечайку 2 с торцевыми днищами 3, к которым по всему периметру посредством сварки примыкают соединительные кольца 4, а также оборудована сливо-наливным оборудованием 5. Контейнер-цистерна кроме того включает в себя продольные балки 6 и торцевые рамы 7, включающие в себя фитинги 8 и раскосы 9. К внутренней стороне торцевых рам 7 и к внутренней стороне раскосов 9 посредством сварки присоединены опорные кольца 10. Дополнительно на каждое опорное кольцо 10 в нижней части посредством сварки присоединен усиливающий элемент 11, представляющий собой полукольцо.
h
h
Котел 1 закреплен с торцевыми рамами 7 посредством сопрягающихся между собой соединительных колец 4 котла 1 и опорных колец 10 торцевой рамы 7. Каждое соединительное кольцо 4 котла 1 и опорное кольцо 10 торцевой рамы 7 соединены между собой по всей длине сопряжения с помощью элементов крепления 12 (фиг. 2). Сопряжение может реализовываться, например, болтовым соединением, ШТОГ-соединением. Между соединительным кольцом 4 и опорным кольцом 10 в местах прохождения элементов крепления 12 расположены проставки 13. Соединение каждого опорного 10 и соединительного 4 колец происходит не менее чем через три проставки 13 толщиной . Толщина   находится в диапазоне 30-200 мм. Проставки 13 выполнены охватывающими элементы крепления 12 и изготовлены из материала с низкой теплопроводностью, например, из стеклотекстолита.
Применение данного материала обусловлено целым рядом его характеристик, в том числе диэлектрическими свойствами, механической прочностью, химической стойкостью (стеклотекстолит не боится атмосферных воздействий и химически агрессивных сред). Материал безопасен для человека, он не выделяет в воздух вредных веществ, отличается взрывобезопасностью. Применение стеклотекстолита позволяют свести площадь поверхностей теплопередачи между цистерной и рамой к минимуму.
h
Внесение в конструкцию контейнера-цистерны между каждым соединительным кольцом 4 и опорным кольцом 10 проставок 13 не менее, чем в трех местах прохождения крепежных элементов, толщиной   в диапазоне 30-200 мм позволяет избежать большого количества элементов конструкции и сварных швов, что соответственно ведет к упрощению конструкции контейнера-цистерны в целом, снижается сложность и трудоемкость при его производстве, а также это приводит к уменьшению металлоёмкости и удешевлению конструкции. Применение проставок толщиной менее 30 мм не обеспечивает минимальное количество тепловых потерь, а применение толщины более 200 мм экономически нецелесообразно и не дает дополнительной защиты, а также может привести к нарушению целостности конструкции. Рекомендуется использовать не более тридцати проставок, так как использование более тридцати проставок экономически нецелесообразно и не упрощает конструкцию.
h
Дополнительно применение не менее трех проставок 13 толщиной  в диапазоне 30-200 мм из стеклотекстолита позволяет свести площадь поверхностей теплопередачи между цистерной и рамой к минимуму, что положительно влияет на прочность и долговечность соединения торцевой рамы 7 с котлом 1, а соответственно приводит к надежности контейнера-цистерны.
Примером использования полезной модели может быть изготовленный контейнер-цистерна, в конструкции которого использовано двенадцать проставок толщиной 100 мм, данное исполнение соединения котла с торцевой рамой позволило обеспечить должную степень надежности и сохранить минимальное количество тепловых потерь, снизить трудоемкость изготовления, избежав большого количества элементов и сварных швов в соединении котла с торцевыми рамами, тем самым упростить конструкцию в целом.
По сравнению с известным техническим решением, предлагаемое  решение совокупностью существенных признаков позволяет уменьшить количество элементов и сварных швов в соединении котла с торцевыми рамами, тем самым снизить трудоемкость изготовления и добиться упрощения конструкции всего контейнера-цистерны, при сохранении надежности и минимального количества тепловых потерь.