ЦИСТЕРНА С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНЫ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к устройствам для транспортирования жидких продуктов с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды.
Известен контейнер-цистерна для затвердевающих жидкостей (патент России №2036122, B65D88/74), содержащий емкость-котел, теплоизоляцию, защитный кожух, электрические и паровые нагреватели охватывающие наружную поверхность котла в нижней его части. Корпус котла через стальные шпангоуты и пилоны соединен с передней и задней торцевыми рамами.
Недостатком известного контейнера-цистерны является увеличенные теплопотери через поверхность теплоизоляции и силовые элементы. В случае транспортирования охлажденных продуктов из-за теплопередачи происходит приток тепла внутрь цистерны, что приводит к нагреву продуктов и к сокращению допустимого времени их транспортирования.
Известны контейнеры-цистерны моделей CTL-25-4DT14, CTL-25-4B-01T11, CTL-25/18T50, CTL-26/0.175T5, C11N17T11 (режим доступа: https://www.sespel.com – официальный сайт ЗАО «Сеспель», компании осуществляющей производство цистерн для химически агрессивных жидкостей), принятые в качестве прототипа, содержащие котел, рамный каркас, теплоизоляцию котла толщиной 50 мм, уменьшающуюся в зонах габаритных очертаний до 5-10 мм, выполненную из материалов минерального волокна, стекловолокна, пенополиуретана.
Достоинством данных цистерн является строгое соблюдение габаритов ISO, что позволяет осуществлять их перевозку судами.
Недостатком данных цистерн является увеличенные теплопотери, так как для обеспечения объёма цистерны при соблюдении габаритов ISO толщина теплоизоляции в зонах габаритных очертаний уменьшена до 5-10 мм.
Решаемой технической проблемой является увеличенные теплопотери контейнеров-цистерн, в связи с чем транспортируемые продукты теряют свои свойства.
Технический результат заключается в снижении тепловых потерь цистерны и, как следствие, в повышении сохранности транспортируемых продуктов.
Указанный технический результат достигается за счет применения в цистерне теплоизоляции, выполненной толщиной S, составляющей 250-300 мм в зонах котла, находящихся в областях углов рамного каркаса, с плавным переходом до толщины s, составляющей 7-50 мм в зонах боковых, верхней и нижней частей котла, при этом в местах теплоизоляции толщиной s нанесено теплоизолирующее покрытие. Теплоизоляция толщиной S выполнена из минеральной ваты, или пенополиуретана, или вспененного каучука. Теплоизолирующее покрытие выполнено из теплоизоляционной краски, экранной вакуумной теплоизоляции или иного материала с теплопроводностью менее 0,05 Вт/(м*К).
Применение теплоизоляции увеличенной толщины S в зонах котла, которые находятся в областях углов рамного каркаса, наиболее удалены от габаритного очертания цистерны и свободны от элементов конструкции цистерны, позволяет скомпенсировать теплопотери через зоны с минимальной толщиной s теплоизоляции, наиболее приближенные к габаритным очертаниям цистерны. Нанесение покрытия на места теплоизоляции с наименьшей толщиной s снижает теплопотери в этих зонах.
Диапазоны толщин S и s обоснованы расчетами тепловой изоляции оборудования, которые показали, что при толщине теплоизоляции, меньшей нижнего граничного значения диапазонов, возникают недопустимые теплопотери, в связи с чем транспортируемый продукт теряет свои свойства. В случае транспортировки охлажденных продуктов из-за теплопередачи происходит приток тепла внутрь цистерны, что приводит к нагреву продуктов. При выходе за пределы верхних граничных значений диапазонов толщин сокращается объем котла цистерны.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом: на фигуре 1 показан общий вид цистерны с рамным каркасом, на фигуре 2 изображено поперечное сечение А-А на фигуре 1.
Цистерна с теплоизоляцией переменной толщины (Фиг. 1, 2) содержит котел 1 с теплоизоляцией 2, рамный каркас 3, элементы соединения 4 котла 1 с рамным каркасом 3. Цистерна имеет габариты очертания 5, к которым наиболее приближены боковые, верхняя и нижняя части котла 1. Теплоизоляция 2 выполнена с плавным переходом от наибольшей толщины S в зонах котла 1, находящихся в областях углов рамного каркаса 3, до наименьшей толщины s в зонах боковых, верхней и нижней частей котла 1. На наружной поверхности теплоизоляции 2 в местах толщиной s нанесено теплоизолирующее покрытие (позицией не показано). Толщина S теплоизоляции 2 составляет 250-300 мм, толщина s составляет 7-50 мм.
Теплоизоляция 2 толщиной S может быть выполнена из минеральной ваты, или пенополиуретана, или вспененного каучука. Материал теплоизолирующего покрытия в местах теплоизоляции 2 толщиной s обладает более низким коэффициентом теплопроводности по сравнению с минеральной ватой или пенополиуретаном. В качестве материала такого покрытия может применяться теплоизоляционная краска, экранная вакуумная теплоизоляция или иной материал с теплопроводностью менее 0,05 Вт/(м*К).
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в снижении тепловых потерь цистерны, и как следствие, в повышении сохранности транспортируемых продуктов.
Цистерна с теплоизоляцией переменной толщины может применяться на контейнерах-цистернах и на вагонах-цистернах для обеспечения требуемых параметров по сохранению температуры транспортируемых продуктов в условиях ограниченных габаритных размеров.