Вагон-цистерна

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и применяется в вагонах-цистернах, предназначенных для транспортировки жидких, в том числе высоковязких и застывающих грузов.
Из существующего уровня техники известен четырехосный вагон-цистерна для перевозки жидких грузов, включающая в себя несущую раму, две двухосные тележки, два автосцепных устройства, тормозное оборудование и установленный на раме котел цилиндрической формы (см. Альбом-справочник «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм 002И-97 ПКБ ЦБ» - М: МПС, 1998 г., с. 229-235).
Известно, наиболее близкое техническое решение, железнодорожный вагон-цистерна, содержащий котел, установленный на рамную конструкцию посредством лап котла и снабженный шпангоутами. Котел в своём поперечном сечении по своей форме повторяет форму очертания габарита железнодорожного подвижного состава за исключением верхней части, выполненной округлой формы так, что расстояние от внешней поверхности верхней части до габаритного очертания подвижного состава составляет от 100 до 500 мм, при этом шпангоуты повторяют форму поперечного сечения котла (RU 194423 U1, МПК B61D 5/00, B65D 88/10, опубл. 11.12.2019).
Недостатком указанных вагонов-цистерн является недостаточный объем котла для размещения перевозимого груза. Данный недостаток вызван конструкцией котлов с размерами, недостаточно приближенными к размерам железнодорожного габарита.
Также недостатком имеющихся конструкций является низкая устойчивость боковых стенок котла. Недостаток вызван исполнением боковых стенок плоскими, что приводит к необходимости усиления плоской части большим количество шпангоутов, тем самым повышению металлоемкости котла.
Задачей полезной модели является увеличение объема котла за счет приближения его стенок к габариту железнодорожного подвижного состава, а также обеспечение устойчивости обечайки за счет того, что все участки сечения имеют радиус.
Техническим результатом является увеличение грузоподъемности вагона-цистерны при соответствии требованиям, предъявляемым к вагонам-цистернам.
Указанный технический результат достигается тем, что вагон-цистерна содержит котел, установленный на рамную конструкцию посредством лап котла и снабженный шпангоутами, при этом котел имеет конструкцию, наиболее приближенную к габаритам железнодорожного подвижного состава за счет применения в поперечном сечении котла участков с радиусами в диапазоне от 300 мм до 5000 мм.
Заявленная полезная модель отличается от ближайших аналогов тем, что верхняя часть профиля котла цистерны приближена к габариту железнодорожного подвижного состава, благодаря усечению и скруглению углов прямоугольника.
При этом:
R
1
- вертикальные часть имеют радиус  в диапазоне от 2000 мм до 5000 мм;
R
2
- верхняя часть имеет радиус  в диапазоне от 1600 мм до 1800 мм;
R
3
- нижняя часть имеет радиус  в диапазоне от 2000 мм до 5000 мм;
R
4
- радиус перехода от вертикальной к верхней части  в диапазоне от 600 мм до 1000 мм;
R
5
- радиус перехода от вертикальной к нижней части  в диапазоне от 300 мм до 1000 мм.
Имеются шпангоуты, при этом:
- шпангоуты расположены внутри котла;
- шпангоуты повторяют форму котла;
- шпангоуты выполняют роль волнорезов, что позволяет снизить минимальный коэффициент заполнения для тяжелых наливных грузов.
Профиль котла в сечении предлагаемой конструкции имеет большую площадь чем в сечении котла цилиндрической формы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид заявляемого вагона-цистерны; на фиг. 2 – поперечное сечение котла вагона-цистерны.
Железнодорожный вагон-цистерна содержит котел 1, установленный на рамную конструкцию 2, посредством лап котла, автосцепное и тормозное оборудование 3, ходовую часть 4, люк с крышкой 5 (фиг.1).
R
R
R
R
2
3
4
5
В котле предлагаемого железнодорожного вагона-цистерны профиль поперечного сечения представляет собой прямоугольник с усеченными и скругленными углами: верхняя часть выполнена скругленной радиусом , нижняя часть радиусом , радиусы перехода от вертикальной к верхней части  - радиусами ,  радиус перехода от вертикальной к нижней части – радиусами .
R
R
R
R
R
1
2
3
4
5
2
2
3
3
Таким образом, при =4000 мм, =1752 мм, =5000 мм, =750 мм, =300 мм, площадь котла в сечении составляет 9,62 м, что на 12% больше чем площадь котла, имеющего в сечении профиль окружности, вписанной в этот габарит, равная 8,43 м. Увеличение площади сечения приводит к  увеличению объема на 12% (101 м) по сравнению с котлом цилиндрической формы (90 м).
Днище котла может быть как типовым, то есть в виде окружности в поперечном сечении, так и прямоугольной формы в поперечном сечении.
Соответственно, при типовых днищах крайние части обечайки котла имеют переменное сечение для соединения центральной части обечайки с днищами.
Совокупность предлагаемых решений, применяемых в вагоне-цистерне, направлена на увеличение объема котла цистерны на 10-14% и, тем самым, на увеличение грузоподъемности вагона-цистерны и увеличение полезного объема котла.
Выполнение котла вагона-цистерны, имеющего профиль, приближенный к габариту железнодорожного подвижного состава, за счет выполнения в поперечном сечении котла участков с радиусами в диапазоне от 300 мм до 5000 мм достигается повышение устойчивости стенок, вследствие чего требуется меньшее количество шпангоутов, а также увеличение объема котла.
Таким образом, предлагаемая полезная модель с совокупностью существенных признаков, применяемых в вагоне-цистерне, позволяет увеличить полезный объем котла в заданных габаритах и грузоподъемность вагона-цистерны.