УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ОБЕЧАЙКИ ЛЮКА С ОБЕЧАЙКОЙ КОТЛА

Область техники
Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей и может быть использована в конструкциях железнодорожных транспортных средств.
Уровень техники
Согласно изобретению RU 2652310 известна конструкция люка цистерны, содержащем обечайку с монтажным фланцем, обечайка люка выполнена с хвостовиком, предназначенным для его размещения в котле цистерны, люк цистерны выполнен в виде отливки, при этом на обечайке люка цистерны в его средней части между монтажным фланцем и хвостовиком отлит присоединительный фланец, предназначенный для соединения люка цистерны с обечайкой котла цистерны; присоединительный фланец может быть выполнен в виде цилиндрического сегмента с радиусом, равным радиусу обечайки котла цистерны; кромки присоединительного фланца могут быть сопряжены между собой по радиусу; радиус «R» сопряжения кромок присоединительного фланца может быть равен половине ширины «H» присоединительного фланца; в хвостовике обечайки люка под присоединительным фланцем могут быть выполнены сквозные дренажные отверстия, сообщающие верхнюю часть котла цистерны с полостью обечайки люка, для удаления из цистерны остатков газовой фазы испарившегося груза; дренажные отверстия могут быть выполнены под присоединительным фланцем в зоне сопряжения обечайки люка цистерны и присоединительного фланца, в продольной вертикальной плоскости симметрии обечайки котла цистерны; на внутренней поверхности обечайки люка цистерны в местах выхода сквозных дренажных отверстий могут быть выполнены усиливающие приливы-утолщения; в качестве материала отливки может быть использован алюминий; сопрягаемые поверхности обечайки люка и присоединительного фланца могут быть выполнены со скруглением по радиусам «R1», «R2», выдержанным в диапазоне от 50 до 200 мм. Недостатком предложенного изобретения можно считать высокая трудоемкость при реализации предложенной конструкции, как результат снижение производительности и/или снижение надежности конструкции в целом.
Известно изобретение RU 2646709, согласно которому котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла, при этом место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на наружной цилиндрической поверхности обечайки и охватывающей горловину люка, при этом усиливающая накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной Н и концевых участков толщиной h с промежуточными переходными участками, общая длина L усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра D горловины люка, ширина L1 усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла.
Техническим недостатком, присущим данному устройству, является наличие переменного сечения в усиливающей накладке, что затрудняет формообразование по поверхности цилиндрической обечайки, что увеличивает трудоемкость изготовления и снижает надежность конструкции в целом при недостаточно точном примыкании поверхности накладки с поверхностью обечайки.
Наиболее близким решением является полезная модель, описанная в патенте РФ № 170104. Согласно полезной модели для достижения заявленного технического результата в контейнере-цистерне, содержащем емкость из композиционного материала с отверстием под горловину люка на его цилиндрической части и установленный люк в отверстии емкости, скрепленный с ней горловиной из композиционного материала по периметру люкового отверстия и стенкой емкости посредством опорного вкладыша из композиционного материала, соединенного с поверхностью емкости клеевым соединением и выполненного в виде кольца, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю поверхность стенки емкости в зоне люкового отверстия, особенность заключается в том, что крепление горловины люка к цилиндрической части емкости выполнено посредством опорной части горловины, под основанием которой имеется закладной элемент. Закладной элемент выполнен в виде металлического кольца, по периметру которого приварены кронштейны для установки откидных болтов для крепления крышки люка. Кроме того, дополнительно стянут винтам со стенкой емкости.
Недостатком наиболее близкого аналога следует считать сложность изготовления из-за большого количества трудоемких технологических операций, а также наличие клеевого соединения, что снижает надежность конструкции в целом.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в повышении технологичности изготовления вагона-цистерны.
Технический результат: упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления за счет исключения накладного кольца.
Указанный технический результат достигается за счет того, что узел крепления обечайки люка (4) с обечайкой (2) котла вагона-цистерны, включающий цилиндрическую обечайку (1) люка с горловиной, жестко закрепленной в обечайке котла вагона-цистерны, отличающийся тем, что крепление обечайки люка с обечайкой котла выполнено посредством диска (3), изогнутого по форме обечайки котла и являющегося частью обечайки котла, при этом диск выполнен с центральным сквозным отверстием, по периметру сквозного отверстия диск соединен посредством сварки с обечайкой люка,  а по наружному периметру диск соединен посредством сварки с обечайкой котла, диск выполнен толщиной Sd=(1,5-3)⋅Sоб, где Sоб - толщина обечайки котла вагона-цистерны в месте сопряжения с диском, наружный диаметр Dd диска в плоском состоянии составляет Dd=(1,2-2)⋅Dл, где Dл - наружный диаметр обечайки люка.
Осуществление полезной модели
Сущность предлагаемого узла крепления обечайки люка с обечайкой котла вагона-цистерны более подробно поясняется на прилагаемом чертеже, где на фиг. 1 изображен общий вид узла крепления, а на фиг. 2 показан разрез узла крепления, где 1 - цилиндрическая обечайка люка, 2 - обечайка котла вагона-цистерны, 3 - усиливающая накладка в форме диска, 4 - люк вагона-цистерны.
Объем защиты при этом не ограничивается приведенным вариантом реализации и может распространяться на любые другие вагон-цистерны, известные специалисту в области техники.
В предлагаемом устройстве усиливающая накладка (3) выполнена в форме диска и содержит сквозное отверстие.  Наиболее предпочтительным материалом для изготовления усиливающей накладки является листовой прокат из алюминия или сплава на основе алюминия. Для обеспечения надежности и долговечности узла крепления обечайки (1) люка с обечайкой (2) котла толщина усиливающей накладки в форме диска (3) должна составлять 1,5-3 толщины обечайки (2) котла, а внешний диаметр усиливающей накладки в форме диска (3) составляет 1,2-2 диаметра наружного диаметра обечайки (1) люка (4). Использование конструкции узла крепления с усиливающей накладкой в форме диска (3) с внешним диаметром 1,2-2 относительно наружного диаметра обечайки (1) люка (4) позволяет равномерно распределить внутренних напряжений в местах соединения усиливающей накладки в форме диска (3) с обечайкой (1) люка (4) и обечайкой (2) котла и исключает локализацию локализации нежелательных внутренних напряжений в местах сварных соединений.