ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается вагонов-цистерн для перевозки опасных грузов и устройств их защиты.
Наиболее близким техническим решением является железнодорожная цистерна (RU 2133205 С1, опубл. 20.07.1999, МПК B61D 5/00), включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и защитные экраны. Защитные экраны состоят из вертикальных предохранительных щитов, каждый из которых закреплен к горизонтальному листу, установленному на раме напротив днища котла с зазором между ними. К вертикальному предохранительному щиту также жестко присоединены центральные вертикальные ребра переменного сечения с закрепленными между ними горизонтальными ребрами. Вертикальный предохранительный щит снабжен двумя боковыми щитами, которые образуют в совокупности защитный экран. Угол наклона защитного экрана к горизонтальному листу выполнен в пределах 73°-77°.
Технической проблемой, присущей данному техническому решению, являются обозначенные пределы значения угла наклона защитного экрана, не позволяющие при неизменной длине хребтовой балки рамы цистерны значительно увеличить длину котла за счет широкого основания продольных вертикальных ребер, посредством которых защитный экран закреплен на горизонтальном листе, а также не позволяющие передать большую часть нагрузок, действующих на защитный экран извне, в нижнюю его часть, так как в аварийных ситуациях при горизонтальном воздействии на защитный экран, особенно в верхней его части, результирующая сила будет существенна в направлении к днищу котла.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение объема котла вагона-цистерны и повышение надежности защиты котла вагона-цистерны.
Указанный технический результат достигается тем, что в вагоне-цистерне, содержащем котел с обечайкой и днищами, который закреплен на рамной конструкции в виде рамы или полурамы, установленной на ходовые тележки, и защитные экраны, которые снабжены ребрами жесткости и закреплены на рамной конструкции напротив днищ котла, согласно настоящей полезной модели, защитные экраны закреплены на рамной конструкции от днищ на расстоянии в нижней своей части от 50 до 100 мм и в верхней своей части от 20 до 130 мм. Угол наклона защитного экрана к горизонтали может составлять от 68° до 73°.
Расстояние между защитным экраном и днищем котла также известно, как зазор между защитным экраном и днищем котла. Минимальное значение расстояния (зазора) между днищем котла и защитным экраном в нижней части обеспечивает отсутствие передачи нагрузки от защитного экрана на котел вагона-цистерны, а максимальное значение зазора обеспечивает сохранение прочностных характеристик, в частности в зоне основания защитного экрана. Минимальное значение расстояния (зазора) в верхней части защитного экрана обеспечивает максимальное увеличение длины котла и полную функциональность защитного экрана при расположении его в продольных габаритах вагона-цистерны, а максимальное расстояние обусловлено обеспечением минимального зазора между защитными экранами соседних вагонов при максимальном сжатии эластомеров поглощающих аппаратов.
3
Указанный диапазон угла наклона защитных экранов к горизонтали позволяет увеличить объем котла вагона-цистерны за счет увеличения длины котла при неизменной длине хребтовой балки рамной конструкции вагона-цистерны, при этом не выходя за габариты вагона и при сохранении прочностных характеристик защитного экрана вагона-цистерны. Минимальное значение угла наклона обеспечивает наибольшее увеличение длины котла до 225 мм, а, следовательно, наибольшее увеличение объема до 1,8 м при соблюдении обязательных требований к безопасности перевозок опасных грузов и позволяет обеспечить сохранение прочностных характеристик и функций защитного экрана, таких как предотвращение повреждения котла от продольных ударов в аварийных ситуациях, в обеспечении при этом упругого восприятия нагрузок и передачи их в нижнюю часть защитного экрана, соединенного с рамной конструкцией в виде рамы или полурамы. Максимальное значение угла наклона обеспечивает минимальное увеличение объема при наиболее высоких прочностных характеристиках и упругом восприятии нагрузок от внешних воздействий. Кроме того, указанный диапазон угла наклона защитного экрана позволяет обеспечить повышение надежности защиты котла вагона-цистерны за счет уменьшения нормальной составляющей и увеличения касательной составляющей результирующей силы, суммирующей все нагрузки, действующие на защитный экран, по которой большая часть действующих на экран нагрузок передается в нижнюю его часть, а не по направлению к днищу котла, за счет упругого восприятия нагрузок, что уменьшает возможность деформации защитного экрана при сильном горизонтальном воздействии в верхней его части.
Так как заявляемая полезная модель может быть применена в вагонах-цистернах для перевозки различных опасных грузов, таких как газ или химические грузы, то котел вагона-цистерны может быть различного объема, который, как правило, определяется диаметром котла, что также определяет размеры днищ котла вагона-цистерны, (его диаметр и радиус выгиба или радиусы, в зависимости от формы днища), следовательно, и размеры защитного экрана варьируются в указанных пределах в зависимости от размеров и формы днища.
Возможный вариант развития основного технического решения заключается в том, что защитный экран выполнен из соединенных между собой щитов. Защитный экран может представлять собой конфигурацию нескольких щитов (листов), например, трех щитов - среднего и двух боковых, соединенных между собой, в том числе и под углом друг другу, что позволяет перераспределить концентрацию усилий с его рикошетированием по поверхности щитов защитного экрана, что позволяет повысить надежность защитного экрана и обеспечивает сохранность днища котла в аварийных ситуациях и при соударении цистерны с автосцепкой соседнего вагона. Значение угла наклона расположения щитов определяется формой и размерами днищ котла вагона-цистерны в котором используется заявляемое техническое решение, чтобы обеспечить указанные зазоры между защитным экраном и днищем котла вагона-цистерны.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вагон-цистерна; на фиг. 2 - защитный экран.
Вагон-цистерна, представленный на фиг. 1, содержит котел 1, закрепленный на раме 2, и ходовую часть 3. С обеих сторон котла 1 вагона-цистерны напротив днищ 4 котла 1 расположены защитные экраны 5. Каждый защитный экран 5 закреплен на раме 2 вагона-цистерны с зазором Z1 между ним и днищем 4 котла 1 в нижней части и зазором Z2 в верхней части. Угол наклона защитных экранов 5 к горизонтали составляет 68°-73°.
Защитный экран 5, представленный на фиг. 2, содержит предохранительный щит 6, к которому жестко закреплены продольные ребра 7 переменного сечения и поперечные ребра 8. Предохранительный щит 6 может представлять собой конфигурацию соединенных между собой листов. Поперечные ребра 8 оборудованы опорными поясами 9.
В случае повреждения защитного экрана в целом или какой-либо его части, его можно заменить на новый при небольших трудозатратах.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить объем котла вагона-цистерны за счет увеличения длины котла вагона-цистерны при соблюдении требований к безопасности перевозок опасных грузов и повысить надежность защиты котла вагона-цистерны за счет уменьшения действия нормальной составляющей результирующей силы, суммирующей нагрузки, действующих на защитный экран.