Железнодорожная цистерна

Полезная модель относится к грузовым вагонам железнодорожного транспорта, в частности, к конструкциям железнодорожных цистерн для перевозки порошкообразных, гранулированных и жидких грузов, например, сжиженных газов.
Известен узел крепления котла цистерны на раме вагона-цистерны (патент RU №170660, МПК B61D 5/06, опубл. 03.05.2017), содержащий приваренные к наружной цилиндрической поверхности котла цистерны опорные пластины с монтажными ребрами, предназначенными для соединения с хребтовой балкой рамы вагона-цистерны, причем узел крепления котла цистерны усилен шпангоутами, размещенными на наружной цилиндрической поверхности котла цистерны, монтажные ребра состыкованы и жестко соединены с указанными шпангоутами, при этом концы опорных пластин, несущих монтажные ребра, пропущены через прорези, выполненные в шпангоутах.
Известен вагон-цистерна для перевозки сжиженных газов (патент RU №96081, МПК B61D 5/00, опубл. 20.07.2010), содержащий раму с ходовой частью, автосцепными устройствами, тормозным оборудованием и установленным на ней котлом, который оборудован люком-лазом, размещенным по центральной вертикальной оси вагона, крышкой с предохранительной и контрольной арматурой, сливо-наливной арматурой, защитным кожухом, лестницами с площадкой обслуживания, защитными дугами, причем котел оборудован двумя комплектами сливо-наливной арматуры, закрываемыми защитными кожухами, при этом комплекты сливо-наливной арматуры симметрично разнесены по обе стороны относительно центральной вертикальной оси вагона на расстояния, обеспечивающие совпадения осей слива-налива состава вагонов и сливо-наливного оборудования эстакад.
Известен вагон-цистерна (патент RU №173543, МПК B61D 5/00, опубл. 30.08.2017), включающий установленную на ходовую часть рамную конструкцию, на которой закреплен котел, содержащий обечайку, днища и закрепленные на обечайке предохранительные дуги, каждая из которых оборудована наклонными и продольными раскосами.
Известна железнодорожная цистерна (патент RU №2149110, МПК B61D 5/00, опубл. 20.05.2000), ближайшая по технической сущности к заявляемому устройству и принятая за прототип, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, 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, две предохранительные дуги, каждая из которых установлена сверху на котле перед колпаком со стороны днища и их высота превышает высоту колпака, причем каждая предохранительная дуга выполнена с продольным, вертикальным и наклонными раскосами, при этом один конец этих раскосов жестко закреплен к ней, причем предохранительные дуги установлены и закреплены к обечайке под углом к оси котла, а концевые участки каждой предохранительной дуги и продольного раскоса соединены шарнирно с кронштейнами, которые жестко закреплены к усиливающим пластинам, а другие концы вертикального и наклонных раскосов жестко закреплены к усиливающим пластинам через установочное ребро.
В случае, когда котел заполнен опасными и вредоносными продуктами, либо заполнен под давлением сжиженными парами газообразных продуктов, при аварии может произойти разрушение котла, что приведет к распространению содержащихся внутри него продуктов в окружающую среду, либо приведет к взрыву содержащейся внутри котла газообразной среды под давлением.
Недостатками известных устройств являются недостаточная надежность конструкции котла, предназначенного для заполнения взрывоопасными продуктами, и недостаточная его защищенность в случае аварийных ситуаций.
Технической проблемой, решаемой созданием полезной модели, является низкая надежность котла цистерны вагона при аварийных ситуациях.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение надежности котла при аварийных ситуациях.
Технический результат достигается посредством установки защитных дуг на корпусе котла по обеим сторонам люка для защиты люка от силовых воздействий при возможном опрокидывании котла вагона-цистерны.
Также повышается надежность и упрощается конструкция котла, повышается его ремонтопригодность.
Новым в заявляемом устройстве является то, что для защиты люка от силовых воздействий при возможном опрокидывании котла вагона-цистерны конструкция крепления защитных дуг с котлом выполнена на основе неподвижного, т.е. жестко фиксированного соединения, которое представляет собой соединение двух кронштейнов - кронштейна корпуса котла и кронштейна защитной дуги или распорки, совмещенные друг с другом посредством оси, вставленной в выполненные в них отверстия под ось.
Каждое неподвижное, жестко фиксированное соединение защитной дуги и ее распорки с корпусом котла состоит из двух кронштейнов: приваренного к корпусу котла цистерны и к торцу защитной дуги или ее распорки, которые совмещены друг с другом и размещены соосно по отверстиям, в которые вставлена ось, ограничивающаяся с одного выступающего конца шляпкой, а с другой - шайбой таким образом, чтобы обеспечить свободное вращение оси в соединении.
При этом расстояние между каждой парой, образованной кронштейном корпуса котла и кронштейном защитной дуги, находится в диапазоне от 800 до 2000 мм при высоте защитных дуг от 350 до 700 мм.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах:
на фиг. 1 показан общий вид расположения защитных дуг на котле вагона-цистерны;
на фиг. 2 показан вид сверху на расположение защитных дуг;
на фиг. 3а показан вид общей конструкции дуги спереди (со стороны крепления дуги);
на фиг. 3б показан вид общей конструкции дуги сбоку;
на фиг. 3в показан вид общей конструкции дуги сзади (со стороны крепления распорки);
на фиг. 4а показан вид непосредственно дуги спереди;
на фиг. 4б показан вид непосредственно дуги сбоку;
на фиг. 4в показан вид непосредственно дуги снизу;
на фиг. 5а показан вид распорки сбоку;
на фиг. 5б показан вид распорки спереди (со стороны крепления);
на фиг. 6 показан вид неподвижного крепления.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов:
1 - котел;
2 - защитные дуги;
3 - тело дуги;
4 - распорка;
5 - кронштейн корпуса котла;
6 - кронштейн защитной дуги;
7 - заглушка;
8 - ось;
9 - шайба.
Железнодорожная цистерна содержит установленный на основании котел 1, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и люк сливоналивной арматуры, две защитные дуги 2, установленные на корпусе котла 1 по обеим сторонам люка.
Причем основание представляет собой раму или две полурамы.
Защитные дуги 2 (фиг. 1, 2) установлены на корпусе котла 1 по обеим сторонам люка в направлении продольной оси корпуса для защиты люка от силовых воздействий при возможном опрокидывании котла вагона-цистерны.
Конструкция каждой защитной дуги 2 (фиг. 3а, 3б, 3в) состоит непосредственно из тела дуги 3 и распорки 4, соединяющей центральную часть тела дуги 3 с корпусом котла 1.
Защитные дуги 2 крепятся к корпусу котла 1 посредством неподвижных, жестко фиксированных соединений, при этом для каждой защитной дуги 2 выполнено три соединения: два неподвижных, жестко фиксированных соединений - для тела дуги 3 и одно неподвижное, жестко фиксированное соединение - для распорки 4.
Защитные дуги 2 предназначены для предохранения располагаемых внутри области, ограниченной защитными дугами 2, уплотнительных материалов, крепежных деталей на люке, арматуры и приборов, от повреждений и разгерметизации разъемных соединений в аварийных ситуациях, когда возможно опрокидывание вагона-цистерны.
Неподвижные, жестко фиксированные соединения защитных дуг 2 способны снизить возможные риски от повреждения корпуса котла 1, от поврежденных частей самих защитных дуг 2 или прямого воздействия защитных дуг 2 на корпус котла 1.
Каждое неподвижное, жестко фиксированное соединение представляет собой соединение кронштейнов и производится при помощи пары кронштейнов (фиг. 4 (а, 6, в); 5 (а, б); 6): кронштейна 5, приваренного к корпусу котла 5, и кронштейна 6, приваренного к заглушке 7, которые совмещены друг с другом, причем заглушка 7, в свою очередь, приварена к торцу тела дуги 3 или распорки 4. При этом кронштейн 5 корпуса котла и кронштейн 6 защитной дуги или распорки совмещены друг с другом посредством оси, вставленной в выполненные в них отверстия под ось.
Каждое неподвижное, жестко фиксированное соединение, в частности, является сварным соединением.
Соединение кронштейнов 5, 6 осуществляется неразъемным способом. Для этого в кронштейнах 5, 6 предусмотрены отверстия под ось 8.
Кронштейн 5 корпуса котла 1 и соответствующий ему кронштейн 6 защитной дуги 2 совмещены друг с другом посредством оси 4, вставленной в выполненные в них отверстия под ось 8. На одном конце оси 8 расположена ограничительная шляпка, а на другом конце оси 8, с противоположной стороны образованного соединения, размещена шайба 9, которая приварена к оси 8 по контуру тавровым односторонним швом по наружной стороне.
Шляпка оси 8 и шайба 9 выполнены с возможностью ограничения перемещения оси 8 в продольном направлении.
Расстояние между каждой парой, образованной кронштейном 5 корпуса котла 1 и кронштейном 6 защитной дуги 2, находится в диапазоне от 800 до 2000 мм при высоте защитных дуг от 350 до 700 мм.
Высота защитной дуги 2 350-700 мм ограничивается минимальной высотой люка сливоналивной арматуры и нижней границей габаритной рамки, а расстояние 800-2000 мм обусловлено диаметром корпуса котла 1, высотой защитной дуги 2 и диаметром люка сливоналивной арматуры. Выход за границы данных диапазонов приведет либо к снижению надежности конструкции, либо к невозможности ее промышленного применения.
Такое неподвижное, жестко фиксированное соединение обеспечивает надежность конструкции котла при аварийных ситуациях, а также удобство, простоту и оперативность монтажа защитных дуг.