ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу  перевозки опасных грузов, а конкретнее к цистернам для перевозки текучих опасных материалов.
Известна железнодорожная цистерна, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и вертикальные предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен на раме напротив днища котла с зазором между ними и имеет горизонтальные ребра, жестко прикрепленные к щиту со стороны днища, снабжена размещенным перед каждым предохранительным щитом и жестко прикрепленным к раме горизонтальным листом с вертикальными боковыми и центральными ребрами, закрепленными на горизонтальном листе и вертикальном предохранительном щите со стороны котла, при этом, по меньшей мере одно из центральных вертикальных ребер и одно из горизонтальных ребер выполнены переменного сечения так, что сечение центрального вертикального ребра увеличивается сверху вниз, а сечение горизонтального ребра от его краев к центру [Патент РФ №2038241, МПК B61D 5/00, опубл. 27.06.1995 г., авторы: Филлипов В.Н. и др.].
Недостатком железнодорожной цистерны является низкая безопасность при транспортировке опасных грузов.
Известна железнодорожная цистерна, включающая укрепленный на ходовой платформе котел, предохранительные щиты с системой вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер, установленные жестко на раме напротив днищ котла с наклоном от котла по продольной оси цистерны, и автосцепки с головной частью корпуса, имеющей большой и малый зубья, причем горизонтальные усиливающие ребра расположены между собой на расстоянии, меньшем минимальной высоты большого зуба головки корпуса автосцепки, а система вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер со стороны днищ снабжена дополнительным листом [Патент РФ №2134643, МПК B61D 5/00, опубл. 20.08.1999 г., авторы: Малых Н.А. и др.].
Недостатком железнодорожной цистерны является низкая безопасность при транспортировке опасных грузов.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности при транспортировке опасных грузов путем предотвращения горения (взрыва) груза при аварийных ситуациях.
Технический результат достигается тем, что в железнодорожной цистерне, включающей предохранительные щиты с системой вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер, на платформе которой по обеим продольным сторонам дополнительно установлены по два съемных баллона с инертным газом и по два предохранительных щита, с возможностью охвата баллонов, причем предохранительные щиты закреплены шарнирно к ходовой платформе с возможностью поворота от котла, а баллоны жестко закреплены к платформе и встречно расположены горловинами друг к другу, на выходе горловин установлены вентили и их выходы объединены единым трубопроводом, на котором в свою очередь установлен манометр, а единые трубопроводы от баллонов с обеих сторон соединены тройником, к третьему выходу которого подсоединен и опущен внутрь котла на 2/3 диаметра сифон Т-образной формы, на входе которого установлен обратный клапан высокого давления.
Через опущенный внутрь котла на 2/3 его диаметра Т-образный сифон подается инертный газ (CO2) под давлением 19,6 Мпа, создается избыточное давление, выдавливаются излишки воздуха через предохранительный клапан, настроенный на рабочее давление 2,3 МПа. Для исключения аварийных ситуаций предусмотрены предохранительные щиты, закрывающие баллоны, а на входе Т-образного сифона установлен обратный клапан высокого давления, который предотвращает выход опасного груза с котла.
В совокупности всех позиций данного технического решения можно повысить взрывопожаробезопасность при транспортировке опасного груза, а также при хранении опасных грузов в местах отстоя железнодорожных цистерн.
Данное техническое решение подтверждено расчетами.
0
0
1
1
PV=PV;
1
3
; V=2,1 м
0
1
где V и V - начальный объем инертного газа в баллонах и конечный объем инертного газа в котле соответственно;
0
1
P и P - начальное давление инертного газа в баллонах и конечное давление инертного газа в котле соответственно.
Расчеты показали, что четырех баллонов объемом по 60 литров каждый наполненных инертным газом (CO2) под давлением 19,6 МПа достаточно для того чтобы выдавить излишки воздуха с котла.
На фиг.1 представлен общий вид цистерны.
На фиг.2 - ее разрез по А-А.
Цистерна состоит из котла 1 имеющий люк-лаз 2. Котел 1 жестко закреплен на ходовой платформе 3. Напротив днищ 4 к платформе 3 жестко прикреплены предохранительные щиты 5. По обеим продольным сторонам котла 1 к платформе 3 жестко закреплены по два съемных баллона 6 и шарнирно закреплены предохранительные щиты 7 закрывающие баллоны 6. К выходам баллонов 6 через вентили 8 подсоединен трубопровод 9, на котором установлен манометр 10. Два трубопровода соединены тройником 11, к которому подсоединен Т-образный сифон 12. На входе сифона 12 установлен обратный клапан высокого давления 13. На крышке люк-лаза 2 установлен предохранительный клапан 14.
Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого изобретения может быть объяснена следующим образом. Повышение безопасности при транспортировке опасных грузов путем предотвращения горения (взрыва) груза при аварийных ситуациях обеспечивается за счет подачи в котел инертного газа (СO2) и выдавливанием из котла воздуха содержащий кислород, который создает благоприятную атмосферу для горения.
Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.
После загрузки цистерны опасным грузом (светлыми нефтепродуктами, сжиженными газами и др.) в котел 1 через люк-лаз 2 и тройник 11 по трубопроводу 9 через опущенный внутрь котла на 2/3 его диаметра Т-образный сифон 12 из баллонов 6, путем открытия вентилей 8 подается инертный газ (CO2). Таким образом, создается избыточное давление, что в свою очередь выдавливает излишки воздуха через предохранительный клапан 14, настроенный на рабочее давление 2,3 МПа. Для контроля наличия инертного газа в баллонах 6 на едином трубопроводе 9 с обеих сторон установлены манометры 10. При нарушении правил ведения маневровых работ и в аварийных ситуациях на платформе 3 цистерны предусмотрены предохранительные щиты 7, закрывающие баллоны 6, а на входе Т-образного сифона 12 установлен обратный клапан высокого давления 13, который предотвращает выход опасного груза с котла 1. Напротив днища 4 котла 1 закреплены предохранительные щиты 5.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить взрывопожаробезопасность при транспортировке опасного груза, а также при хранении опасных грузов в местах отстоя железнодорожных цистерн.