СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОТЛА ЦИСТЕРНЫ С ПОДОГРЕВАТЕЛЬНОЙ РУБАШКОЙ И КОТЁЛ ЦИСТЕРНЫ С ПОДОГРЕВАТЕЛЬНОЙ РУБАШКОЙ
METHOD FOR MANUFACTURING A TANK BOILER WITH A HEATING JACKET AND A TANK BOILER WITH A HEATING JACKET

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к технологии изготовления и сборки котлов цистерн с подогревательной рубашкой, а также к конструкции котла цистерны.
Известен способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой, включающий:
- сборку котла цистерны, состоящего из обечайки, днищ, седла для сливного прибора, каркаса подогревательной рубашки,
- проведение гидроиспытаний котла цистерны,
- контроль монтажных сварных швов котла цистерны,
- монтаж подогревательной рубашки и окончательная сборка цистерны, см. RU 2257304, B61D 5/00, опубл. 27.07.2005 (прототип).
Недостатком этого способа является сложность проведения операций визуального и инструментального контроля монтажных швов после проведения гидроиспытаний котла цистерны для определения качества выполнения указанных швов, в частности монтажных сварных швов в местах соединения сливного прибора с обечайкой котла. Такая сложность обусловлена установкой накладных полуколец, имеющих значительную площадь перекрытия монтажных сварных швов, которыми закреплён на обечайке котла цистерны сливной прибор, в результате чего указанные места являются недоступными для проведения операций визуального и инструментального контроля.
Известна конструкция котла цистерны, собранного из обечайки, днищ, седла для сливного прибора, каркаса для подогревательной рубашки, см. RU 2257304, B61D 5/00, опубл. 27.07.2005 (прототип).
Техническими проблемами, присущими данному устройству, являются низкая надёжность и сложность конструкции, обусловленные использованием накладных полуколец в месте установки сливного прибора, при этом отсутствие возможности использовать указанные накладные полукольца в качестве несущих элементов для листов подогревательной рубашки котла цистерны требует использования дополнительных несущих элементов, установленных вокруг сливного прибора в виде опорных рёбер, уголков.
Техническим результатом заявляемого способа и устройства является улучшение качества изготовления котла цистерны, увеличение надёжности котла цистерны.
Заявленный технический результат достигается способом изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой, характеризующимся
- сборкой котла цистерны из обечайки, днищ, седла для сливного прибора, каркаса подогревательной рубашки,
- проведением гидроиспытаний котла цистерны,
- контролем монтажных сварных швов котла цистерны,
- окончательной сборкой котла цистерны с установкой листов подогревательной рубашки,
при этом
- при сборке котла цистерны седло для сливного прибора выполняют в виде цилиндрического базирующего фланца, который закрепляют в нижней части котла цистерны,
- собирают сливной прибор до его установки на котёл цистерны,
- собирают подогревательную рубашку сливного прибора,
при этом
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора выполняют цилиндрический базирующий фланец, предназначенный для его размещения на цилиндрическом базирующем фланце котла цистерны, с внутренним диаметром, соразмерным наружному диаметру цилиндрического базирующего фланца котла цистерны,
- на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора закрепляют опорные полочки, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки котла цистерны, и предназначенные для размещения на них листов кожуха подогревательной рубашки котла цистерны,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора и в цилиндрическом базирующем фланце подогревательной рубашки сливного прибора выполняют сквозные окна, предназначенные для сообщения обогревательной полости подогревательной рубашки сливного прибора с обогревательной полостью подогревательной рубашкой котла цистерны,
- собранный корпус сливного прибора устанавливают на котёл цистерны,
для этого
- совмещают внутреннюю поверхность цилиндрического базирующего фланца сливного прибора с наружной поверхностью цилиндрического базирующего фланца котла цистерны,
- закрепляют монтажными сварными швами сливной прибор вместе с его подогревательной рубашкой на котле цистерны и на цилиндрическом базирующем фланце котла цистерны,
- проводят гидроиспытания котла цистерны, во время которых контролируют качество монтажных сварных швов, выполненных на предыдущих операциях,
- затем проводят окончательную сборку котла цистерны, а именно монтируют листы кожуха подогревательной рубашки котла цистерны на каркасе, закреплённом на котле цистерны, и на поверхности опорных полочек, закреплённых на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора.
Заявляемый способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой отличается от прототипа тем, что
- при сборке котла цистерны седло для сливного прибора, выполняют в виде цилиндрического базирующего фланца, который закрепляют в нижней части котла цистерны,
- собирают сливной прибор до его установки на котёл цистерны,
- собирают подогревательную рубашку сливного прибора,
при этом
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора выполняют цилиндрический базирующий фланец, предназначенный для его размещения на цилиндрическим базирующем фланце закреплённому на котле цистерны, с внутренним диаметром, соразмерным наружному диаметру цилиндрического базирующего фланца седла, закреплённого на котле цистерны,
- на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора закрепляют опорные полочки, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки, и предназначенные для размещения на них листов кожуха подогревательной рубашки котла цистерны,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора и в цилиндрическом базирующем фланце подогревательной рубашки сливного прибора выполняют сквозные окна, предназначенные для сообщения обогревательной полости подогревательной рубашки сливного прибора с обогревательной полостью подогревательной рубашкой котла цистерны,
- собранный корпус сливного прибора устанавливают на котле цистерны,
при этом
- совмещают внутреннюю поверхность цилиндрического базирующего фланца сливного прибора с наружной цилиндрической поверхностью цилиндрического базирующего фланца седла, закреплённого на котле цистерны,
- закрепляют монтажными швами сливной прибор вместе с его подогревательной рубашкой на котле цистерны и на направляющем цилиндрическом базирующем фланце седла,
- проводят гидроиспытания котла цистерны, во время которого контролируют качество монтажных сварных швов, выполненных на предыдущих операциях;
- затем монтируют кожух подогревательной рубашки котла цистерны, размещая его листы на каркасе, закреплённом на котле цистерны, и на поверхности опорных полочек, закреплённых на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора.
Увеличение качества изготовления котла цистерны и увеличение его надёжности достигается также конструкцией котла цистерны с подогревательной рубашкой, собранного из обечайки, днищ, седла для сливного прибора, каркаса для подогревательной рубашки котла,
при этом
- седло для сливного прибора выполнено в виде цилиндрического базирующего фланца, закреплённого в нижней части котла цистерны,
- поверх корпуса сливного прибора смонтирована подогревательная рубашки, образующая между корпусом сливного прибора и подогревательной рубашкой внутреннюю обогревательную полость,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора закреплён цилиндрический базирующий фланец, внутренний диаметр которого предназначен для совмещения с наружным диаметром цилиндрического базирующего фланца котла цистерны,
- на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора закреплены опорные полочки, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки, на указанных полочках закреплены концы листов кожуха подогревательной рубашки котла цистерны,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора и в его цилиндрическом базирующем фланце выполнены сквозные окна, предназначенные для сообщения внутренней обогревательной полости подогревательной рубашки сливного прибора с обогревательной полостью, образованной между подогревательной рубашкой котла цистерны и поверхностью котла цистерны.
Заявляемый котёл цистерны с подогревательной рубашкой, отличается от прототипа тем, что:
- седло для сливного прибора выполнено в виде цилиндрического базирующего фланца, закреплённого в нижней части котла цистерны,
- поверх корпуса сливного прибора смонтирована подогревательная рубашки, образующая между корпусом сливного прибора и подогревательной рубашкой внутреннюю обогревательную полость,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора закреплён цилиндрический базирующий фланец, внутренний диаметр которого предназначен для совмещения с наружным диаметром цилиндрического базирующего фланца котла цистерны,
- на наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца подогревательной рубашки сливного прибора закреплены опорные полочки, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки, на указанных полочках закреплены концы листов кожуха подогревательной рубашки котла цистерны,
- в верхней части подогревательной рубашки сливного прибора и в его цилиндрическом базирующем фланце выполнены сквозные окна, предназначенные для сообщения внутренней обогревательной полости подогревательной рубашки сливного прибора с обогревательной полостью, образованной между подогревательной рубашкой котла цистерны и поверхностью котла цистерны.
Указанные отличия от прототипов предлагаемого способа изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой и котла цистерны с подогревательной рубашкой позволяют утверждать о соответствии предлагаемых объектов критерию патентоспособности изобретения – «новизна». Сравнение предлагаемых способа и устройства не только с соответствующими прототипами, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не выявило в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения – «изобретательский уровень».
Изобретение представлено на чертежах, где:
- на Фиг. 1 – котёл цистерны с подогревательной рубашкой, главный вид;
- на Фиг. 2 – котёл цистерны без сливного прибора с каркасом для подогревательной рубашки котла цистерны, листы подогревательной рубашки условно не показаны, главный вид;
- на Фиг. 3 – сливной прибор в сборе, общий вид;
- на Фиг. 4 – котёл цистерны в сборе со сливным прибором с каркасом для подогревательной рубашки котла цистерны, листы кожуха подогревательной рубашки также условно не показаны, главный вид;
- на Фиг. 5 – соединение сливного прибора и котла цистерны, без подогревательной рубашки котла цистерны, местный вид, изометрическая проекция;
- на Фиг. 6 – соединение сливного прибора и котла цистерны, подогревательная рубашка собрана, вид сверху, местный вид, изометрическая проекция;
- на Фиг. 7 – то же самое, вид снизу, изометрическая проекция.
Предлагаемое устройство содержит котёл 1 (Фиг. 1, 2) цистерны, собранный из обечайки 1.1, днищ 1.2, подогревательной рубашки 1.3, выполненной кожуха, набранного из листов и установленного на каркас 1.4. В нижней части котла 1 установлен сливной прибор 2.
Для установки сливного прибора 2 (Фиг. 3, 4) на котёл 1 цистерны в нижней части котла 1 цистерны закреплено седло, выполненное в виде цилиндрического базирующего фланца 1.5 (Фиг. 5). Данное седло используют для размещения на нём сливного прибора 2. Сливной прибор 2 выполнен в виде корпуса 2.1, поверх которого смонтирована подогревательная рубашка 2.2, образующая между корпусом сливного прибора 2 обогревательную полость «А» (Фиг. 6, 7).
В верхней части подогревательной рубашки 2.2 сливного прибора 2, предназначенной для соединения с седлом в виде цилиндрического базирующего фланца 1.5, выполнен цилиндрический базирующий фланец 2.3, внутренний диаметр которого предназначен для совмещения с наружным диаметром цилиндрического базирующего фланца 1.5. На наружной поверхности цилиндрического базирующего фланца 2.3 закреплены опорные полочки 2.4, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки 1.3.
В верхней части подогревательной рубашки 2.2 сливного прибора 2 и в его цилиндрическом базирующем фланце 2.3 выполнены сквозные окна 2.5, предназначенные для сообщения обогревательной полости «А» подогревательной рубашки 2.2 с обогревательной полостью «Б», образованной подогревательной рубашкой 1.3 и поверхностью котла 1 цистерны. Подогревательная рубашка 2.2 сливного прибора 2 оборудована подводящим патрубком 2.6 с присоединительным фланцем 2.7 для подключения к трубопроводу горячего пара (не показан).
Заявляемый технический результат достигается предлагаемым способом изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой и предлагаемой конструкцией котла 1 следующим образом.
Котёл 1 цистерны собирают из обечайки 1.1 и двух днищ 1.2.
Седло для сливного прибора 2 выполняют в виде цилиндрического базирующего фланца 1.5, который вваривают в обечайку 1.1 в нижней части котла 1.
Затем на обечайке 1.1 котла 1 монтажными швами закрепляют каркас 1.4, предназначенный для установки на нём подогревательной рубашки 1.3 котла 1 цистерны.
Собирают сливной прибор 2 и его подогревательную рубашку 2.2.
В верхней части подогревательной рубашки 2.2 выполняют цилиндрический базирующий фланец 2.3, на наружной поверхности которого закрепляют опорные полочки 2.4, выполненные из пластин, изогнутых по радиусу, равному радиусу кожуха подогревательной рубашки 1.3. Опорные полочки 2.4 используют для закрепления концов листов кожуха подогревательной рубашки 1.3 котла 1 цистерны.
В верхней части подогревательной рубашки 2.2 сливного прибора 2 и в его цилиндрическом базирующем фланце 2.3 выполняют сквозные окна 2.5, предназначенные для сообщения обогревательной полости «А» подогревательной рубашки 2.2 с подогревательной полостью «Б», образованной подогревательной рубашкой 1.3 и поверхностью котла 1 цистерны.
Закрепляют собранный сливной прибор 2 на котле 1 цистерны.
Для этого корпус 2.1 сливного прибора 2 размещают внутри цилиндрического базирующего фланца 1.5, обваривая корпус 2.1 монтажными сварными швами «В».
Поверх приваренного корпуса 2.1 сливного прибора 2 монтируют подогревательную рубашку 2.2 сливного прибора 2. Для этого совмещают внутреннюю поверхность цилиндрического фланца 2.3 сливного прибора 2 с наружной поверхностью цилиндрического базирующего фланца 1.5. Обваривают монтажным сварным швом «Г» и монтажным сварным швом «Д» через ещё свободное пространство между поверхностью обечайки 1.1 котла 1 и опорной полочкой 2.4.
После этого проводят гидроиспытания котла 1 цистерны.
В связи с тем, что кожух подогревательной рубашки 1.3 на котле 1 ещё не смонтирован, существует возможность беспрепятственного визуального или инструментального контроля всех монтажных сварных швов, наложенных на обечайку 1.1 при закреплении каркаса 1.4, а также монтажных швов после закрепления цилиндрического базирующего фланца 1, корпуса 2.1 сливного прибора 2.
После успешного прохождения гидроиспытаний котла 1 цистерны проводят операции, не требующие использования гидронепроницаемых сварных швов.
Монтируют кожух подогревательной рубашки 1.3 на каркасе 1.4. Для этого листы кожуха подогревательной рубашки 1.3 закрепляют на каркасе 1.4, образуя внутренние обогревательные полости для горячего воздуха. Концы листов кожуха подогревательной рубашки 1.3 в области сливного устройства 2 размещают и закрепляют на поверхности опорных полочек 2.4. Монтажные сварные швы, используемые при закреплении подогревательной рубашки 1.3, не подвергаются воздействию внутреннего давления в котле 1 цистерны при её эксплуатации и не требуют дополнительного гидравлического испытания.
Котёл 1 цистерны с подогревательной рубашкой 1.3 используют следующим образом.
Через присоединительный фланец 2.7 на подводящем патрубке 2.6 подводят под давлением горячий водяной пар, необходимый для разогрева загустевшего и смёрзшегося груза в котле 1 цистерны.
По обогревательной полости «А», образованной между корпусом 2.1 сливного прибора 2 и подогревательной рубашкой 2.2, горячий пар через сквозные окна 2.5 подаётся в обогревательную полость «Б» подогревательной рубашки 1.3 котла 1 цистерны, обогревая загустевший и смёрзшийся груз в котле 1 цистерны, выходя при этом через выпускные отверстия подогревательной рубашки 1.3 (не показаны) в атмосферу.
Таким образом, предлагаемая конструкция цистерны и способ её изготовления позволяют улучшить качество изготовления котла цистерны, увеличивают надёжность котла цистерны.