УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОТЛА ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ К РАМЕ ПЛАТФОРМЫ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR MOUNTING THE BOILER OF TANK WAGON ON THE PLATFORM FRAME (VERSIONS)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции узла крепления котла на раме железнодорожного вагона-цистерны.
Известно устройство для крепления котла вагона-цистерны на раме, в виде гибкого пояса с соединительными наконечниками по своим концам, патент России №2207260, B61D 5/00, опубл. 27.06.2003.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая надежность, обусловленная размещением мест соединения гибкого пояса с соединительными наконечниками в местах наибольших растягивающих усилий, при этом в случае использования сварки, сварочные швы являются местами наибольшей концентрации внутренних напряжений, местами с ослабленной - из-за воздействия высокой температуры сварочной операции - структурой металла.
Известен также удерживающий хомут, выполненный в виде сложенного пополам замкнутого кольца со сформированными по концам несущими петлями, при этом концы кольца соединены между собой неразборным соединением, CN 202429873 U, 12.09.2012. (прототип для первого варианта)
Технической проблемой присущей данному устройству, также является низкая надежность, обусловленная размещением места неразборного соединения непосредственно в области несущих петель, и воспринимающих, вследствие этого, растягивающее усилия, приходящееся на весь гибкий удерживающий хомут.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение надежности устройства.
По первому варианту заявленный технический результат достигается устройством для крепления котла вагона-цистерны на раме, содержащим удерживающий хомут, выполненный в виде гибкого пояса, образованного из сложенного пополам замкнутого кольца со сформированными по концам несущими петлями, при этом концы кольца соединены между собой неразборным соединением, место неразборного соединения размещено на внутренней ветви замкнутого кольца, обращенной к котлу вагона-цистерны.
Заявляемое устройство по первому варианту, отличается от прототипа тем, что место неразборного соединения гибкого пояса размещено на внутренней ветви замкнутого кольца, обращенной к котлу вагона-цистерны.
В качестве прототипа для второго варианта устройства выбран удерживающий хомут, выполненный в виде состыкованного неразъемным соединением, сложенного пополам кольца, выполненного из полимерного композита со сформированными по концам несущими петлями, RU 2090483 С1, 20.09.1997.
Данное устройство также обладает низкой надежностью, вследствие наличий стыка соединяемых внахлест концов гибкого пояса, выполненного прошивкой нитями с помощью продольных и поперечных швов, кроме того не все композитные материалы обеспечивают необходимую прочность удерживающего хомута, при его использовании в качестве устройства для крепления котла вагона-цистерны на раме.
По второму варианту заявленный технический результат достигается удерживающий хомут, выполненный в виде состыкованного неразъемным соединением, сложенного пополам кольца, выполненного из полимерного композита со сформированными по концам несущими петлями, в качестве полимерного композита использовано высокопрочное полимерное волокно, пропитанное термопластичным полимером, при этом высокопрочное волокно намотано по форме замкнутого бесстыкового кольца.
Заявляемое устройство по второму варианту отличается от прототипа тем, что в качестве полимерного композита использовано высокопрочное полимерное волокно, пропитанное термопластичным полимером, при этом высокопрочное волокно намотано по форме замкнутого бесстыкового кольца.
Такие отличия заявляемого устройства от прототипов дает основание утверждать о соответствии предлагаемых технических решений критерию патентоспособности изобретения - «новизна». Сравнение предлагаемых устройств не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемых технических решений, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемых технических решений условию патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение представлено иллюстрациями, где:
- на фиг. 1 - общий вид устройства;
- на фиг. 2 - выносной элемент «А» с фиг. 1, изометрическая проекция;
- на фиг. 3 - удерживающий хомут, со схемой расположения места стыка.
Устройство для крепления котла (не показан) вагона-цистерны на раме, содержит удерживающий хомут 1 (Фиг. 1, 2), соединительные наконечники 2 для соединения с рамой вагона-цистерны.
Удерживающий хомут 1 выполнен в виде гибкого пояса, образованного из  сложенного пополам замкнутого кольца со сформированными по концам несущими петлями 1.1, используемыми для соединения с наконечниками 2.
Концы замкнутого кольца соединены между собой неразборным соединением 1.2 (Фиг. 3), которое размещено на внутренней ветви 1.3 замкнутого кольца, обращенной к котлу вагона-цистерны. В качестве неразъемного соединения может быть использованы сварка, клепка, склеивание, сшивка.
Такое размещение неразборного соединения 1.2 позволяет произвести его разгрузку от растягивающих усилий за счет прижима внутренней ветви 1.3 внешней ветвью 1.4 к наружной поверхности котла вагона-цистерны, уменьшая или полностью исключая растягивающее усилие в месте стыка концов замкнутого кольца, возникающего при эксплуатации вагона-цистерны, чем резко снижается вероятность разрыва удерживающего хомута 1.
В качестве второго варианта для достижения заявленного технического результата, служит устройство для крепления котла вагона-цистерны на раме, содержащее также удерживающий хомут 1, выполненный в виде сложенного пополам кольца из полимерного композита со сформированными по концам несущими петлями 1.1, при этом в качестве полимерного композита использовано высокопрочное полимерное волокно, пропитанное термопластичным полимером, высокопрочное волокно намотано по форме замкнутого бесстыкового кольца.
В качестве полимерных композитных материалов могут быть использованы волокно параарамидное по ГОСТ 33842-2016 (EN 13003-1:1999), волокно углеродное по ГОСТ 32667-2014 (ISO 11566:1996), композитные полимерные препреги по ГОСТ 56659-2015 и тому подобные материалы. В качестве термореактивного связующего вещества может быть использовано термореактивное связующее вещество по ГОСТ 56818-2015. При таком варианте выполнения устройства замкнутое кольцо будет бесстыковым, обладающим повышенной прочностью, надежностью и легкостью.
Таким образом, размещение неразборного соединения 1.2 на внутренней ветви 1.3 замкнутого кольца, обращенной к котлу вагона-цистерны, позволяет произвести разгрузку удерживающего хомута 1 от растягивающих усилий за счет прижима внутренней ветви 1.3 внешней ветвью 1.4 к наружной поверхности котла вагона-цистерны, уменьшая или полностью исключая растягивающее усилие в месте стыка концов замкнутого кольца, возникающего при эксплуатации вагона-цистерны, чем резко снижается вероятность разрыва удерживающего хомута 1.
В случае изготовления замкнутого кольца из полимерных материалов, в качестве которых может быть использовано высокопрочное полимерное волокно, пропитанное термопластичным полимером, также увеличивается надежность предлагаемого устройства для крепления котла вагона-цистерны на раме.
Замкнутое кольцо, выполненное из полимерных материалов, обладает при этом коррозионной стойкостью. Возможность формирования замкнутого бесстыкового кольца путем намотки высокопрочного волокна с последующей пропиткой термореактивным связующем веществом позволяет получить существенное увеличение надежности устройства устройство для крепления котла вагона-цистерны на раме.