ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА
RAILWAY TANK

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к железнодорожным цистернам для перевозки жидких и насыпных грузов.
Известна цистерна для транспортирования жидких и гранулированных грузов с перекладывающейся вертикальной перегородкой и горловинами с противоположных сторон [1]. Цистерна исключает обратный холостой пробег при перевозке груза одного вида. Вместе с тем, ей присущи недостатки: нетехнологичная шестигранная форма; затрудненное заполнение, особенно сыпучими грузами, из-за сопротивления ломаного профиля перегородки; невысокая стойкость перегородки в ее шарнирных соединениях.
Известна цистерна на автомобильном шасси для перевозки жидких грузов [2]. Она имеет вертикальные гибкие продольные перегородки и наливные горловины с одной стороны и сливные патрубки - с другой. Цистерна предназначена для перевозки различных жидкостей, но не пригодна для насыпных грузов. Известны также: железнодорожный миксер для транспортирования жидкого металла, имеющий механизм поворота емкости с червячной передачей [3]; железнодорожная цистерна, состоящая из двух конусообразных полуцистерн для транспортирования нефтяных продуктов [4], транспортное средство для перевозки жидких материалов, имеющее поворотную цилиндрическую емкость с жесткой перегородкой и люками с противоположных сторон [5]. Их общим недостатком является транспортирование грузов только одного вида - жидкостей.
Наиболее близким аналогом является железнодорожная цистерна для транспортирования жидких и сыпучих грузов [1]. Технический результат изобретения заключается в повышении скорости и качества погрузки и разгрузки разнородных материалов. Это достигается тем, что котел цистерны, имеющий горловины с противоположных сторон, состоит из продольных полукорпусов, по периметру разъема которых в горизонтальной плоскости закреплена гибкая перегородка, выполненная в виде оболочки, по форме и размерам соответствующей полукорпусу котла. Котел установлен на подшипниковых опорах по его продольной оси, размещенных в стойках по краям платформы. Горловины имеют круглую форму с одной стороны котла и прямоугольную - с противоположной. Один из полукорпусов с прямоугольными горловинами имеет поперечное сечение параболической формы.
На фиг. 1 изображен общий вид цистерны с жидким грузом; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, вариант исполнения для сыпучего груза; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1, увеличено.
Железнодорожная цистерна для транспортировки текучих и сыпучих грузов содержит установленный на платформе 1 котел 2 (фиг. 1). Котел имеет горловины 3 и 4 с противоположных сторон и состоит из продольных полукорпусов 5 и 6. По периметру разъема полукорпусов в горизонтальной плоскости закреплена гибкая разделительная оболочка 7, по форме и размерам соответствующая полукорпусу (фиг. 2, 3). Она состоит из двух слоев, один из которых «а» выполнен из маслобензостойкого материала, другой «б», обращенный к насыпному грузу,- из брезентовой ткани (вид 1 на фиг. 2, 3). Возможно применение однослойной оболочки из высокопрочного и стойкого к активным средам материала. Во избежание провисания оболочки в отверстиях горловин их крышки 3а, 4а имеют пробки высотой до внутренней поверхности котла. Формы горловин различаются в зависимости от функционального назначения. Насыпная горловина 3 выполнена в виде люка прямоугольной формы, наливная горловина 4 выполнена круглой формы (фиг. 1-3). Котел может иметь несколько горловин с одной или с двух сторон.
По продольной оси котла на его торцах жестко закреплены полуоси 8, которые установлены в опорах скольжения 9, размещенных в стойках 10 (см. фиг. 1). Стойки расположены по краям платформы 1. В центральной ее части под корпусом котла находится клин - выдвижной поперечный брус 11 вогнутой клиновидной формы. Он служит дополнительной опорой котла, устраняет его провисание в нагруженном состоянии и демпфирует колебания при движении цистерны.
Котел снабжен механизмом поворота в виде червячной передачи (фиг. 1, 4). Червячное колесо 12 жестко закреплено на одном из торцов котла. Ввиду малого цикла работы и нагружения червячное колесо выполнено цилиндрическим с косыми зубьями. Оно зацепляется с червяком 13, установленным на подшипниках качения в кронштейнах 14 (фиг. 4). Червяк с обоих концов имеет квадратные хвостовики для съемного ключа 15. Это позволяет оператору поворачивать котел с любой стороны платформы. Механизм поворота закрыт кожухом 16.
Полукорпусы котла могут иметь различное поперечное сечение, например, круглой 5 и параболической 6 формы (фиг. 3). Полукорпус параболической формы предназначается для транспортирования сыпучих материалов (песка, гравия), так как исключает их сводообразование при разгрузке. Для ускорения разгрузки и погрузки полукорпус 6 имеет два люка прямоугольной формы 3, расположенные на равном расстоянии между собой и от торцов котла (см. фиг. 1).
Работа железнодорожной цистерны осуществляется следующим образом. В верхнем положении наливных горловин 4 оператор с лестницы 17 открывает крышки 4а и наполняет котел 2 жидким грузом, например, нефтью (фиг. 1, 2). Корпус фиксирован от поворота клином 11 и самотормозящейся червячной передачей 12, 13. По мере наполнения нефтью оболочка 7 проседает до контакта с нижней частью котла. Заполненная и закрытая цистерна следует к месту назначения.
Опорожнение котла осуществляется откачиванием наливного груза через шланг, опущенный в горловину 4. Остатки жидкости удаляются после поворота котла на 180°. Перед этим выдвигается клин 11 из-под котла, а на хвостовик червяка 13 надевается съемная рукоятка 15 (фиг. 1, 4). Оператор, вращая рукояткой червяк, поворачивает червячное колесо 12 и котел 2. Слив производится в приемную емкость в междурельсовом пространстве. В нижнем положении горловины 4 разделительная оболочка 7 котла опускается до контакта с внутренней поверхностью полукорпуса 5. Покачивая котел в обе стороны на угол порядка 15°, оператор добивается равномерной укладки разделительной оболочки и удаления остатков нефти. Затем после поворота котла в удобное положение закрывают горловины 4, и снова опускают их вниз. Под котел задвигают клин 11, и цистерна готова к передвижению на станцию погрузки минеральных материалов.
Наполнение котла сыпучим грузом, например, песком производится через люки 3 в верхнем положении полукорпуса 6 (фиг. 3). Для выгрузки песка оператор поворачивает котел на 180° в нижнее положение люков 3 и открывает крышки 3а. Песок высыпается в междурельсовое пространство. Покачиванием котла в обе стороны устраняются местные скопления песка и достигается полное опорожнение емкости. После закрывания люков котел поворачивается в положение транспортирования жидких грузов.
Железнодорожная цистерна является универсальной, обеспечивает перевозку жидких и сыпучих грузов. Загрузка жидким веществом в одном направлении следования, сыпучим грузом - в другом повышает коэффициент оборота цистерны до 100%. Уменьшается в 1,5-2 раза потребность в грузовых вагонах. Поворот котла на 360° обеспечивает полную выгрузку материалов и уменьшает расходы на очистку емкостей.
Источники информации
1. Патент US 3918604 A1. Convertible compartment container. 11.11.1975.
2. SU 562451 A1. Транспортное средство для перевозки жидких материалов. 25.06.1977.
3. SU 472838 А1. Миксер передвижной. 05.06.1975.
4. RU 2228868 С1. Железнодорожная цистерна. 20.05.2004.
5. SU 370092 А1. Транспортное средство для перевозки жидких материалов. 15.11.1973.