РЕЗЕРВУАР ВОЗДУШНЫЙ

Полезная модель относится к тормозным механизмам железнодорожного транспорта, в частности, к резервуарам воздушным железнодорожных вагонов.
Из уровня техники известен резервуар воздушный для тормозов грузовых и пассажирских вагонов железных дорог (далее резервуар) ГОСТ Р 52400-2005. Резервуар содержит цилиндрическую обечайку, днище с отверстием, в котором установлен штуцер днища, днище глухое, подкладные кольца и штуцер обечайки, установленный в отверстии в нижней части цилиндрической обечайки. Штуцер днища выполнен в виде полого цилиндра с внутренней резьбой и предназначен для соединения резервуара воздушного с воздухораспределителем тормозной системы железнодорожного вагона посредством трубопровода. Штуцер днища установлен в отверстии днища и соединен с днищем сварными швами, выполненными с внутренней и с внешней сторон.
Недостатком данного технического решения является выполнение внешних и внутренних сварных швов с обеих сторон тонкой стенки днища резервуара в одном сечении, что может привести к возникновению трещин, изломов и других повреждений, влекущих утечку воздуха, и выведению автотормозной системы из строя, так как все действующие динамические нагрузки вызывают повышение напряжения на сварных швах.
Из уровня техники известен резервуар воздушный для автотормоза (патент №2375217, опубликованный от 10.12.2009, МПК В60Т 17/06), включающий обечайку, днище с приваренным к нему штуцером, глухое днище и подкладные кольца, где штуцер выполнен с фланцем, обращенным к днищу, к которому приварен двумя швами: фланцем - к внутренней поверхности днища, а корпусом штуцера - к внешней поверхности. При этом из-за разницы диаметров фланца и корпуса штуцера, диаметр фланца превышает диаметр корпуса штуцера, сварные швы их приварки к днищу расположены в разных сечениях.
Недостатками данного технического решения являются:
- возможность излома или возникновения трещин в корпусе штуцера днища в области сварного шва вследствие действующих на штуцер и сварной шов динамических нагрузок, которые передаются также на днище резервуара;
- возможность повреждения внутренней резьбы штуцера вследствие приварки корпуса штуцера к внешней поверхности днища, так как используются детали небольших размеров с тонкими стенками;
- сложность процесса центровки штуцера относительно днища, что может привести к образованию большого зазора в соединении.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение прочностных характеристик соединения днища резервуара со штуцером, в том числе повышение износостойкости и надежности соединения в процессе эксплуатации и упрощение сборки конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в резервуаре воздушном, содержащем цилиндрическую обечайку, глухое днище, днище со штуцером, соединенные посредством фланца, согласно настоящей полезной модели, штуцер приварен встык к фланцу, выполненному в форме усеченного конуса и приваренному к днищу двумя швами: зеркалом фланца к внутренней поверхности днища и конической поверхностью фланца, к внешней поверхности днища.
Использование фланца приварного встык (воротникового, ГОСТ 12821-80) обусловлено конической формой поверхности фланца (боковой), которая позволяет обеспечить самоцентровку фланца в отверстии днища, в том числе в случае с приваренным встык штуцером, и более плотное прилегание фланца к краю отверстия днища, что упрощает процесс сборки конструкции и повышает износостойкость и надежность соединения. Разница диаметров фланца и коническая форма поверхности (воротник фланца) обеспечивают расположение сварных шов в разных сечениях и увеличение площади распределения динамических нагрузок, передающихся на днище резервуара со штуцера, действующих на него во время движения, что также повышает износостойкость и надежность соединения. Использование штуцера с фланцем приварным встык (воротниковым) уменьшает риск повреждения внутренней резьбы штуцера от сварки за счет расположения сварных швов на корпусе фланца. Данное техническое решение позволяет распределить нагрузку, передаваемую от штуцера на днище, по поверхности днища, тем самым повышая надежность соединения в процессе эксплуатации.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид резервуара воздушного, фиг. 2 - место соединения штуцера с фланцем приварным встык с днищем резервуара.
На фиг. 1 представлен резервуар воздушный, содержащий цилиндрическую обечайку 1, днище 2 с отверстием, в котором размещен фланец приварной встык 3 (воротниковый), с приваренным к нему штуцером 4, глухое днище 5 и штуцер обечайки 6. На фиг. 2 представлено соединение штуцера 4 с фланцем приварным встык 3 с днищем 2 резервуара. Фланец приварной встык 3 соединен со штуцером 4 сварным швом 7 (на чертеже показан стрелкой), расположенным на расстоянии от днища 2 резервуара с внешней стороны. Фланец приварной встык 3 установлен в отверстии днища 2 резервуара и приварен к нему по линиям 8 и 9 соответственно (на чертеже показаны стрелками).
Процесс сборки конструкции происходит следующим образом.
Штуцер 4 приваривается к фланцу приварному встык 3 в месте соединения 7 (на чертеже показано стрелкой). Затем фланец 3 со штуцером 4 устанавливаются в отверстие с внутренней стороны днища 2. За счет конической формы поверхности фланец 3 со штуцером 4 самоцентрируется в отверстии днища 2. Далее фланец 3 приваривается к днищу 2 двумя сварными швами внутренним и внешним. Внутренний сварной шов соединяет зеркало фланца 3 и внутреннюю поверхность днища 2 по линии 8 (на чертеже показана стрелкой), и проходит по краю зеркала фланца 3 и внутренней поверхности днища 2 в месте их соединения. Внешний сварной шов соединяет коническую поверхность фланца 3 и внешнюю поверхность днища 2 по линии 9 (на чертеже показана стрелкой), и проходит по краю отверстия днища 2 и боковой поверхности фланца приварного встык 3 (воротникового).
Таким образом заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет улучшить прочностные характеристики соединения днища резервуара со штуцером, в том числе повысить износостойкость и надежность соединения в процессе эксплуатации и упростить сборку конструкции.