ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к цистернам для перевозки опасных грузов.
Известна железнодорожная цистерна, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, вертикальные предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен на раме напротив днища котла с зазором между днищем и щитом, ходовую часть и колпак для сливоналивной арматуры, по меньшей мере, две предохранительные дуги, каждая из которых установлена сверху на котле перед колпаком со стороны днища перпендикулярно оси котла и выполнена так, что ее высота превышает высоту колпака, причем концевые участки каждой предохранительной дуги укреплены на обечайке котла /1/.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является железнодорожная цистерна, содержащая укрепленный на раме котел, предохранительные щиты, жестко закрепленные на раме напротив днища котла с зазором между днищем и щитом, ходовую часть и колпак для сливоналивной арматуры, две предохранительные дуги, каждая из которых установлена сверху на котле перед колпаком со стороны днища под углом к оси котла и их высота превышает высоту колпака. /2/
Одним из основных недостатков известных моделей железнодорожных цистерн является низкая грузоподъемность и высокий коэффициент тары.
Задачей предлагаемой полезной модели является максимально повысить грузоподъемность железнодорожной цистерны путем изменения геометрии построения котла при выполнении стандартных условий перевозок, а также уменьшить коэффициент тары.
Решение данной задачи достигается тем, что в железнодорожной цистерне, включающей укрепленный на раме котел, состоящем из обечайки и днищ, предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен на раме напротив днища котла с зазором между днищем и щитом, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, две предохранительные дуги, каждая из которых установлена сверху на котле перед колпаком со стороны днища и их высота превышает высоту колпака, причем предохранительные дуги установлены и закреплены к обечайке котла, отношение длины котла к длине обечайки котла выполнено в пределах 1,18-1,2, а отношение длины обечайки к длине царг выполнено - 2,9-5,1, диаметр и длина котла связаны отношением в пределах 0,28-0,3, а диаметр и толщина стенки котла отношением - 159-161.
Новизна предлагаемой конструкции железнодорожной цистерны заключается в геометрии построения котла цистерны для перевозки опасных грузов, что позволяет повысить грузоподъемность железнодорожной цистерны и снизить коэффициент тары.
На чертеже показана железнодорожная цистерна, общий вид.
Железнодорожная цистерна состоит из укрепленного на раме котла 1, состоящего из обечайки 2 и днищ 3. Предохранительные щиты 4, каждый из которых жестко закреплен на раме 5 напротив днища 3 котла 1 с зазором между днищем 3 и щитом 4. В состав железнодорожной цистерны входит ходовая часть 6, колпак 7 для сливоналивной арматуры, две
предохранительные дуги 8, каждая из которых установлена сверху на котле 1 перед колпаком 7 со стороны днищ 3 и их высота превышает высоту колпака 7. При этом предохранительные дуги 8 установлены и закреплены к обечайке 2 под углом к оси котла 1.
Геометрия построения котла железнодорожной цистерны заключается в том, что отношение длины котла к длине обечайки котла выполнено равным
где Lк - длина котла, Loб - длина обечайки.
Отношение длины обечайки к длине царг выполнено равным
где Lоб - длина обечайки, Lц - длина царги.
Диаметр и длина котла связаны отношением, равным
к
где d диаметр котла, Lк- длина котла.
Диаметр и толщина стенки котла связаны отношением, равным
к
где d - диаметр котла, Sк - толщина стенки котла.
Выполняя условия указанных отношений позволяет повысить грузоподъемность железнодорожной цистерны на 15% по сравнению с известными конструкциями аналогичного класса цистерн и снизить коэффициент тары на 20%.
При условии, когда отношение будет:
- приведет к уменьшению объема котла, снижению грузоподъемности;
- к увеличению массы тары железнодорожной цистерны.
При условии, когда отношение:
- приведет к ухудшению технологичности изготовления из-за разности длин царг;
- к увеличению трудоемкости изготовления котла железнодорожной цистерны из-за увеличения количества сварных швов на обечайке котла.
Выходя за рамки отношения:
- приведет к нарушению требования безопасности предъявляемые к железнодорожным цистернам при перевозке опасных грузов;
- к уменьшению объема котла и снижению грузоподъемности железнодорожной цистерны.
При условии, когда отношения между толщиной и диаметром котла:
- приведет к уменьшению ассортимента грузов возможных для перевозки предлагаемой конструкцией железнодорожной цистерны из-за снижения давления перевозимых грузов;
- к увеличению массы тары железнодорожной цистерны.
При построении котла цистерны выбираются отношения, находящиеся в вышеуказанных значениях, т.е. отношение длины котла к длине обечайки котла должно быть, выполнено равным 1,18-1,2, а отношение длины обечайки к длине царг - 2,9-5,1, в, свою очередь, диаметр и длина котла должны быть связаны отношением равным 0,28-0,3, а диаметр и толщина стенки котла - 159-161.
Используя при построении котлов железнодорожной цистерны всю указанную совокупность отношений и их значений, соответственно, между длинами котла и обечайкой котла, между длинами обечайки и царги, а также между диаметром и длиной котла, диаметром и толщиной стенки котла, позволяет повысить грузоподъемность на 15% по сравнению с известными моделями цистерн для перевозки опасных грузов, обеспечивая при этом безопасность перевозки опасных грузов, а коэффициент тары снизить на 20%.
Источники информации:
1. Патент США №4214830 А, 19.08.1980
2. Патент РФ №2149110 C1, 20.05.2000 (прототип)