Контейнер-цистерна

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к транспортным средствам типоразмера контейнеров 1ССС для транспортирования жидких и затвердевающих продуктов, например, пека.
Из уровня техники известны технические решения, в которых применяются теплоизолирующие материалы для снижения тепловых потерь устройства во время транспортировки и повышения жёсткости установки котла на раму (см. патент UA 2082, МПК B65 D88/12, опубл. 15.10.2003; а также патент RU 172920, МПК B61D 5/06, B65D 90/12, опубл. 31.07.2017).
Недостатком известного решения является большие тепловые потери в местах соединения рамы и котла.
Известен также контейнер - цистерна, содержащий цилиндрический котел с днищами, имеющий продольную ось, две прямоугольные торцевые рамы, через центры которых проходит продольная ось контейнера, не совпадающая с продольной осью котла, имеющие верхние и нижние поперечины, вертикальные стойки с закрепленными по углам грузозахватными элементами и верхние и нижние диагональные распорки, соединяющие вертикальные стойки с поперечинами, переходные обечайки, связанные посредством сварного соединения с днищами и прямоугольными торцевыми рамами, попарно расположенные с каждой стороны котла четыре опорные балки, закрепленные на нижних углах торцевых рам и котла, охватывающие котел армирующие кольца и контактные элементы, при этом цилиндрический котел размещен так, что продольная ось его расположена ниже и параллельно продольной оси контейнера, каждая переходная обечайка выполнена в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к днищу, а большим диаметром закрепленного на вертикальных стойках, нижней поперечине и диагональных распорках, причем верхняя и нижняя поперечины и диагональные распорки каждой торцевой рамы смещены относительно центров грузозахватных элементов внутрь контейнера до совмещения в одну плоскость с боковыми поверхностями вертикальных стоек, при этом в местах контакта диагональных распорок с вертикальными стойками и нижней поперечиной и на длине дуги между местами примыкания усеченного конуса к верхним диагональным распоркам на поверхности конуса со стороны наибольшего диаметра его выполнены -образные вырезы, каждая опорная балка прямоугольного профиля выполнена с цилиндрическим участком сопряжения с поверхностью цилиндрического котла и скреплена этим участком с цилиндрическим котлом через перекрывающую указанный участок прокладку (лист из теплоизоляционного материала), толщина которой больше толщины стенки опорной балки, а кривизна ее соответствует кривизне наружной цилиндрической поверхности котла (Патент РФ №2072956, МПК B65D 88/12, опубл. 10.02.1997).
Недостатком наиболее близкого по совокупности признаков технического решения, выбранного за прототип, является то, что лист из теплоизоляционного материала используется на меньшей площади опорной поверхности относительно площади внешней поверхности котла, что приводит к тепловым потерям, что плохо отражается на надежности конструкции.
Задача заявляемой полезной модели состоит в создании более надежной конструкции контейнера-цистерны по сравнению с прототипом.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эксплуатационных характеристик за счет снижения тепловых потерь цистерны, в области соединения котла с поперечными балками рамы.
Технический результат достигается тем, что контейнер-цистерна содержит котел цилиндрической формы, смонтированный на раме, теплоизоляционный кожух, при этом котел своими выпуклыми днищами установлен в торцевых рамах, а также лист из теплоизоляционного материала для снижения тепловых потерь, установленный на раме между листом опоры котла и опорным листом поперечной балки, при этом отношение площади опорной поверхности листа из теплоизоляционного материала, к площади внешней поверхности котла составляет от 0,01 до 0,02, а лист из теплоизоляционного материала имеет толщину от 50 мм до 80 мм.
Отличительные признаки обладают новизной, так как не встречались в своей совокупности в других технических решениях, и полезностью, так как контейнер-цистерна обладает низкими тепловыми потерями.
Полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. 1 - вид в изометрии контейнер-цистерны, на фиг. 2 – общий вид контейнера без теплоизоляции, на фиг. 3 – выносной элемент А с изображением применяемого теплоизоляционного материала.
Признаками полезной модели являются:
1. контейнер-цистерна
2. содержит котел,
3. смонтированный на раме,
4. электрическую систему разогрева,
5. теплоизоляционный кожух, который имеет в нижней части вырезы для термометров,
6. котел имеет цилиндрическую форму с выпуклыми днищами, которые установлены в торцевых частях рамы,
7. лист из теплоизоляционного материала для снижения тепловых потерь,
8. лист из теплоизоляционного материала установлен на раме между листом опоры котла и опорным листом поперечной балки,
9. отношение площади опорной поверхности листа из теплоизоляционного материала, к площади внешней поверхности котла составляет от 0,01 до 0,02,
10. лист из теплоизоляционного материала имеет толщину от 50 мм до 80 мм.
Признаки 1-7 являются общими с прототипом, признаки 8-10 – отличительными от него и непосредственно влияют на достижение технического результата.
Контейнер-цистерна для перевозки жидких и затвердевающих продуктов (фиг. 1, 2) содержит котел 1, смонтированный на раме 2, электрическую систему разогрева 3, теплоизоляционный кожух 4, который имеет в нижней части вырезы для термометров 5. Котел 1 имеет цилиндрическую форму с выпуклыми днищами 6, через которые соединен с торцевыми частями рамы 2.
На раме 2 между листом опоры 7 котла 1 и опорным листом 8 поперечной балки 9 установлен лист 10 толщиной от 50 мм до 80 мм, изготовленный из теплоизоляционного материала с низкой теплопроводностью, например, стеклотекстолит (фиг. 3). Стеклотекстолит — это упругий слоистый пластик, который производится методом горячего прессования из стеклоткани, пропитываемой связующим веществом на основе фенолформальдегидной и эпоксидной смол. Стеклотекстолит имеет высокую механическую прочность, химическую стойкость (стеклотекстолит не боится атмосферных воздействий и химически агрессивных сред). Он допускается к эксплуатации в условиях повышенной влажности, а также он долговечен (стеклотекстолит листовой служит без ухудшения первоначальных свойств не менее 20 лет). Материал безопасен для человека, он не выделяет в воздух вредных веществ, отличается взрывобезопасностью.
Толщину применяемого материала менее 50 мм использовать не рекомендовано, так как будут возникать большие тепловые потери, не допускаемые при эксплуатации. Толщину применяемого материала более 80 мм использовать не рекомендовано, так как это экономически невыгодно и это не добавит дополнительного теплоизоляционного эффекта. Площадь поверхности листа 10 из теплоизоляционного материала равна площади поверхности участков сопряжения поперечных балок 9 с листом 10.
Контейнер-цистерна для перевозки жидких и затвердевающих продуктов работает следующим образом.
Теплоизоляционный кожух 4 снаружи установлен на котел 1 контейнер-цистерны. В процессе перевозки затвердевающих жидкостей в котле 1 контейнер-цистерны находится разогретый до температуры 250…350°С жидкий продукт и теплоизоляционный кожух 4 защищает его от тепловых потерь в окружающую среду за счет слоя теплоизоляции размещенного между стальной поверхностью котла 1 и кожухом 4. Отношение площади опорной поверхности листа 10, между листом опоры 7 котла 1 и опорным листом 8 поперечной балки 9, к площади внешней поверхности котла составляет от 0,01 до 0,02 (фиг. 3).
Опытный образец контейнера-цистерны, изготовленный с использованием предлагаемого технического решения, прошел комплекс технических испытаний и получил положительные результаты, что и подтверждает целесообразность использования данной полезной модели в промышленности. Согласно расчетам снижаются на 30% тепловые потери при перевозке грузов.
Также то, что опорные балки скреплены с котлом через лист из теплоизоляционного материала, исключает разрушение котла при нагрузках, значительно превышающих эксплуатационные нагрузки при продольных ускорениях. Размер листа из теплоизоляционного материала равен размеру опорного листа поперечной балки, а толщина их различается в 4-8 раз, то есть толщина теплоизоляционного материала больше толщины опорного листа поперечной балки.  Такое исполнение гарантирует минимальные тепловые потери при перевозке продукта, повышая эксплуатационные характеристики, и экономию электроэнергии на разогрев продукта при сливе, а также сохранение целостности котла при эксплуатации.