Вагон-цистерна

Предложенное техническое решение относится к вагонам-цистернам.
Из уровня техники известен вагон-цистерна, раскрытый в патенте России на изобретение № 2074828, опубл. 10.03.1997, и включающий в себя котёл, наружную лестницу, смонтированную на боковой поверхности котла и выполненную в виде сегментов, каждый из которых содержит две тетивы, ступени, закреплённые между упомянутыми тетивами.
Недостатком известного технического решения является пониженная безопасность персонала при осуществлении технологических операций, в частности при подъёме и спуске по лестнице из-за отсутствия точки опоры между сегментами лестницы.
Известен вагон-цистерна, раскрытый в патенте России на полезную модель № 46467, опубл. 10.07.2005 и содержащий котёл, наружную лестницу с поручнями, смонтированную на боковой поверхности котла и выполненную в виде сегментов, каждый из которых содержит две тетивы, ступени, закреплённые между упомянутыми тетивами. Один из сегментов лестницы (промежуточный сегмент) шарнирно прикреплён к рычагам валов, установленных на кронштейнах котла, при этом вал содержит пружину кручения, а под рычагом одного из валов установлены фиксирующие упоры, приваренные к котлу.
Данная конструкция предназначена для уменьшения габарита по ширине вагона-цистерны за счёт исключения переходного участка между верхним и нижним сегментами лестницы. Однако, такое положительное решение по компенсации габаритов вагона оказывает негативное влияние на безопасность персонала при выполнении технологических операций, в частности при спуске и подъёме по лестнице вследствие отсутствия в данной конструкции поручней на участке с подвижным промежуточным сегментом. Кроме того, принцип работы такой лестницы заключён в том, что она приводится в рабочее положение откидыванием промежуточного сегмента при приложении нагрузки на его ступени, а при снятии нагрузки промежуточный сегмент автоматически возвращается в исходное положение. Это снижает удобство использования лестницы и уменьшает безопасность рабочего персонала при проведении технологических операций. Например, при выполнении спуска работник не видит лестницы и двигается на ощупь. При приложении силы промежуточный сегмент откидывается, при этом его резкое движение и отсутствие поручней может привести к потере равновесия, устойчивости работником, что приведёт к его падению или соскальзыванию с лестницы и причинит ему увечья.
Известен вагон-цистерна, раскрытый в патенте России на изобретение № 2151704, опубл. 27.06.2000, принятый в качестве наиболее близкого аналога и включающий в себя котёл, наружную лестницу, смонтированную на боковой поверхности котла и содержащую верхний сегмент, нижний сегмент, поручни, расположенные между верхним сегментом и нижним сегментом и приваренные к котлу, и ступень, расположенную между верхним сегментом и нижним сегментом и закреплённую на котле, причём каждый из упомянутых сегментов лестницы содержит две тетивы и ступени, расположенные между упомянутыми тетивами и соединённые с ними.
Недостатком ближайшего аналога является то, что понижена прочность и надёжность котла вагона-цистерны из-за прикреплённых к котлу поручней.
Технической проблемой, решаемой при изготовлении предложенного технического решения, является негативное термическое воздействие на котёл во время проведения сварочных работ для прикрепления поручней к котлу.
Технический результат, достигаемый при изготовлении предложенного технического решения, заключается в повышении надёжности котла при сохранении безопасности персонала при проведении технологических операций и сохранении габарита вагона-цистерны по ширине.
Технический результат достигается за счёт того, что вагон-цистерна включает в себя котёл, наружную лестницу, смонтированную на боковой поверхности котла и содержащую верхний сегмент, нижний сегмент, поручни, расположенные между верхним сегментом и нижним сегментом, и откидную ступень, расположенную между верхним сегментом и нижним сегментом и закреплённую на котле, причём каждый из упомянутых сегментов лестницы содержит две тетивы и ступени, расположенные между упомянутыми тетивами и соединённые с ними, а упомянутые поручни прикреплены к тетивам верхнего и нижнего сегментов лестницы.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что расстояние h от средней части поручня до поверхности котла удовлетворяет условию h ≥ 30 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что расстояние B между поручнями лестницы составляет не менее расстояния D между тетивами одного из сегментов.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что расстояние b от каждого поручня до продольной оси лестницы составляет не менее расстояния d от продольной оси лестницы до соответствующей тетивы.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ступень, расположенная между сегментами лестницы, содержит средство от проскальзывания.
Примерный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
- Фиг. 1 представлен общий вид котла вагона-цистерны,
- Фиг. 2 представлен вид сбоку котла вагона-цистерны,
- Фиг. 3 представлен вид лестницы в аксонометрии,
- Фиг. 4 представлен вид спереди лестницы,
- Фиг. 5 представлен вид А, отмеченный на Фиг. 4.
Вагон-цистерна включает в себя тележки, раму, установленную на упомянутых тележках, котёл 1, закреплённый на раме, и две одинаковых наружных лестницы 2 с поручнями 3.1, 3.2, 3.3.
На Фиг. 1 и 2 представлен котёл 1 вагона-цистерны. Котёл 1 вагона-цистерны содержит цилиндрическую часть, выполненную из сваренных вместе обечаек 4, два выпуклых днища 5, имеющих, например, эллиптическую форму и прикреплённые, например, посредством сварки, к цилиндрической части котла 1, и люк 6 со сливо-наливной арматурой, расположенный в верхней части котла 1 на его цилиндрической части. Лестницы 2 смонтированы на боковой поверхности котла 1 в его средней части и обеспечивают доступ к люку 6 с двух боковых сторон вагона-цистерны. Вагон-цистерна также содержит площадку 7 обслуживания сливо-наливной арматуры люка 6, расположенную в верхней части котла 1 на его цилиндрической части и закреплённую на котле 1 посредством кронштейнов 8.
На Фиг 3, 4 представлена одна из лестниц 2. Лестница 2 расположена на цилиндрической части котла 1 и содержит два сегмента: верхний сегмент 9.1, примыкающий к упомянутой площадке 7 для обслуживания сливо-наливной арматуры люка 6, и нижний сегмент 9.2. Верхний сегмент 9.1 и нижний сегмент 9.2 каждый содержит две тетивы 10, ступени 11, расположенные между упомянутыми тетивами 10 и соединённые с ними, и кронштейны 12, соединённые одним концом с тетивой 10, а вторым – с котлом 1. При этом тетивы 10 верхнего сегмента 9.1 соединены с кронштейнами 8 площадки 7 для обслуживания сливо-наливной арматуры люка 6. Верхний сегмент 9.1 по существу повторяет форму котла 1 и выполнен с отгибом, ориентированным в сторону люка 6, а нижний сегмент 9.2 выполнен вертикальным.
Лестница 2 дополнительно содержит ступень 13, расположенную между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2 лестница 2, шарнирно прикреплённую к котлу 1 и выполненную откидной. Упомянутая ступень 13 может находится в транспортном положении и в рабочем положении. В транспортном положении ступень 13 ориентирована и зафиксирована вертикально, а в рабочем – горизонтально, т.е. откинута. В рабочем положении ступень 13 используются персоналом для по меньшей мере подъёма либо спуска по лестнице 2. Выполнение ступени 13 откидной позволяет сохранить габарит вагона-цистерны по ширине, при этом оставаясь в пределах габаритов по другим выступающим частям вагона-цистерны. Ступень 13 выполнена неавтоматической и переводится из одного положения в другое посредством мускульного усилия, предпочтительно посредством рук. Это обеспечивает безопасность персонала при подъёме или спуске по лестнице 2, поскольку исключается возможность автоматического перевода ступени 13 из одного положения в другое. Также, например, уменьшается вероятность соскальзывания и падения работника с лестницы 2, т.к. есть твёрдая, неподвижная точка опоры.
Лестница 2 содержит следующие поручни: поручни 3.1, расположенные на участке (в разрыве) между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2, с их обоих сторон и соединены с тетивами 10 верхнего сегмента 9.1 и нижнего сегмента 9.2 лестницы 2, поручни 3.2, расположенные в средней части верхнего сегмента 9.1 и каждый из которых прикреплён к одной тетиве 10, и поручни 3.3, расположенные в верхней части верхнего сегмента 9.1 и каждый из которых одним концом прикреплён к тетиве 10 верхнего сегмента 9.1, а вторым – к поручням 14 площадки 7 для обслуживания арматуры.
На Фиг. 5 представлен вид сбоку участка между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2. Каждый поручень 3.1 соединён с боковой поверхностью тетивы 10 верхнего сегмента 9.1 и с боковой поверхностью тетивы 10 нижнего сегмента 9.2 посредством сварки. Поручни 3.1, 3.2, 3.3 лестницы 2 по меньшей мере обеспечивают безопасность при использовании лестницы 2 персоналом при выполнении технологических операций, например, при подъёме или спуске по ней. Каждый поручень 3.1, 3.2 и 3.3 лестницы 2 представляет собой деталь и изготовлен из круглого фасонного проката в цельном исполнении подверженном гибке.
Исходя из соображений безопасности при проведении технологических операций, например, для обеспечения ухвата за поручень 3.1, расположенный на участке между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2, рукой или страховочным поясом, необходимо выполнить следующие условия:
1. Чтобы работник смог захватить рукой за поручень 3.1 расстояние h от средней части поручня 3.1 до поверхности котла 1 удовлетворяет условию h ≥ 30 мм, т.е. не менее 30 мм.
2. Расстояние B между поручнями 3.1 лестницы 2 составляет не менее расстояния D между тетивами 10 одного из сегментов 9.1 или 9.2, т.е. удовлетворено условие B ≥ D или отношение k расстояние B между поручнями 3.1 лестницы 2 к расстоянию D между тетивами 10 одного из сегментов 9.1 или 9.2 удовлетворяет условию k = ≥ 1. Другими словами, необходимо, чтобы поручни 3.1 располагались с двух сторон от лестницы 2 и не выходили за тетивы 10 сегментов лестницы 2. Таким образом, проходное сечение лестницы 2 не уменьшено.
3. Расстояние b от каждого поручня 3.1 до продольной оси 15 лестницы 2 составляет не менее расстояния d от продольной оси 15 лестницы до соответствующей тетивы 10, т.е. удовлетворено условие b ≥ d или отношение m расстояния b от каждого поручня 3.1 до продольной оси 15 лестницы 2 к расстоянию d от продольной оси 15 лестницы до соответствующей тетивы 10 удовлетворяет условию m =  ≥ 1.
Длина L поручней 3.1, 3.2 ограничена вписыванием в допустимые габариты по высоте и ширине вагона-цистерны. Расстояние от плоскости, перпендикулярной опоре, на которой стоит вагон-цистерна, и проходящей через центр вагона-цистерны, до максимально удалённой от этой плоскости точки поручня 3.1 или 3.2 не превышает половины заданного габарита по ширине вагона-цистерны. И в частном случае расстояние между наиболее удалёнными точками, лежащими в одной горизонтальной плоскости, соответствующих поручней 3.1 и 3.2 двух лестниц 2 меньше габарита вагона-цистерны по ширине.
Очевидно, что аналогичное строение имеет и вторая лестница 2, расположенная с противоположной стороны котла 1 вагона-цистерны.
В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере один поручень лестницы 2 может быть ориентирован под углом к вертикальной оси, например, строго вертикально. Кроме того, по меньшей мере один поручень может быть выполнен с изгибом, повторяющим криволинейную поверхность котла 1. Таким образом, по меньшей мере один поручень лестницы 2 может иметь любую форму, размеры, конструкцию и т.п. Но необходимо, чтобы при изготовлении поручней 3.1, расположенных между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2, было выполнено условие вписывания в допустимый габарит вагона-цистерны по ширине.
По меньшей мере один поручень лестницы 2 может быть соединён с по меньшей мере одним элементом сегмента 9.1 или 9.2, например, с по меньшей мере одной тетивой 10, с по меньшей мере один кронштейном 12 для соединения с котлом 1, по меньшей мере одной ступенькой 11 и/или т.п. По меньшей мере один поручень лестницы 2 может быть прикреплён посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой, посредством известных из уровня техники крепёжных изделий (заклёпок, болтов и т.п.). При этом предпочтительно, чтобы поручни 3.2 и 3.3, расположенные на верхнем сегменте 9.1 лестницы 2 были прикреплены посредством неразъёмного соединения, например, сваркой, а поручни 3.1, расположенные между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2 лестницы 2, – посредством разъёмного соединения, например, болтового, что снизит нагрузку на персонал при проведении ремонтных работ, увеличит ремонтопригодность.
По меньшей мере один поручень лестницы 2 может быть может быть выполнен из известного из уровня техники материала, например, поддающегося гибке, и представлять собой деталь или сборочную единицу. Поручень или по меньшей мере один элемент поручня (поручень лестницы 2 представляет собой сборочную единицу) лестницы 2 может быть выполнен известным из уровня техники прокатом, например, листовым прокатом, полосовым прокатом, фасонным прокатом (например, круглым, многогранным) или профилированным прокатом (например, уголок).
По меньшей мере одна ступень 13, расположенная между верхним сегментом 9.1 и нижним сегментом 9.2 лестницы 2, может содержать средство от проскальзывания, например, насечку от проскальзывания. Предпочтительно, каждая ступень 13 лестниц 2 содержит средство защиты от проскальзывания.
По меньшей мере один сегмент 9.1 или 9.2 лестницы 2 содержит две тетивы 10, по меньшей мере одну ступень 11, расположенную между упомянутыми тетивами 10 и соединённую с ними, и предпочтительно по меньшей мере один кронштейн 12, соединённый одним концом с тетивой 10, а вторым – с котлом 1.
Прикрепление поручней 3.1 лестницы 2 к верхнему сегменту 9.1 и нижнему сегменту 9.2 лестницы 2 одновременно позволит исключить негативное термическое воздействие (например, недопустимое изменение структуры материала котла 1) на котёл 1, если бы они приваривались к нему, его поверхности, при этом обеспечить требования регламентов техники безопасности при проведении технологических операций, например, при спуске или подъёме персонала, а также простоту и удобство их замены. Кроме того, решена проблема расширения арсенала технических средств определённого назначения и достигнут технический результат, заключающийся в реализации этого назначения, т.е. предложено новое техническое решение, конструкция которого отличается от известных из уровня техники, обеспечивает требования правил безопасности при проведении технологических операций и сохраняет габарит по ширине.