Вагон-цистерна

Заявляемая полезная модель относится к подвижному железнодорожному составу, в частности к вагонам-цистернам.
Известен патент CN201272347Y «Алюминиевая композитная плита железнодорожной цистерны» (дата приоритета: 26.06.2008, дата публикации: 15.07.2009). Полезная модель относится к алюминиевому вагону-цистерне, который содержит корпус резервуара (цистерна), седла (опорные листы), арматурные плиты, расположенные между корпусом и седлом под углом обертывания.
Недостатком данной полезной модели является сложная конструкция опорного узла, состоящего из седла и арматурной плиты.
Известна полезная модель РФ № 155964 (дата приоритета: 30.10.2014, дата публикации: 20.10.2015), в которой представлен стандартный вагон-цистерна рамного типа, в котором опорные листы котла вагона-цистерны имеют ширину от 400 до 600 мм. Такие вагоны-цистерны, например, модели 15-9545, используются для перевозки технической серной или концентрированной азотной кислот.
Такое техническое решение не обеспечивает прочное и надежное крепление котла на раме.
Техническим результатом является увеличение надежности и прочности закрепления котла на раме вагона-цистерны при простоте опорного узла крепления котла.
Технический результат достигается за счет того, что вагон-цистерна содержит котел, установленный на опорные узлы, жестко соединенные с рамой. При этом опорные узлы состоят из изогнутых опорных листов, повторяющих контур нижней цилиндрической части котла, причем ширина изогнутых листов находится в диапазоне от 700 мм до 1300 мм.
Наличие усиленного крепления, представленного в виде опорных узлов, содержащих опорные листы шириной от 700 мм до 1300 мм, позволяет увеличить площадь контакта цистерны с опорными листами, которые в свою очередь жестко соединены с рамой вагона-цистерны.
В случае использования нержавеющих коррозионностойких сталей, у которых предел текучести меньше, чем у стандартных сталей, используемых для цистерн для перевозки активных химических сред, применение листов с шириной менее 700 мм при сохранении толщин обечаек приводит к недостаточной прочности котла в зонах опор.
Использование опорных листов шириной более 1300 мм не целесообразно, т.к. не приводит к улучшению прочности, а лишь повышает металлоемкость.
Таким образом, данный размер ширины опорного листа в диапазоне от 700 мм до 1300 мм позволяет обеспечить неподвижность котла во время транспортировки, а также поддерживать его в стабильном и безопасном состоянии.
На фигуре представлен вагон-цистерна, который содержит котел 1, установленный на опорные узлы, жестко соединенные с рамой 2, при этом опорные узлы состоят из изогнутых опорных листов 3, повторяющих контур нижней цилиндрической части котла 1. Причем ширина d изогнутых листов 3 находится в диапазоне от 700 мм до 1300 мм.
Опорные листы 3 могут быть выполнены из высокопрочной стали или прочного алюминиевого сплава. Для более надежного удержания котла 1 железнодорожной цистерны на опорных листах 3, повторяющих контур нижней цилиндрической части котла 1, опорные листы 3 могут содержать упругие опорные элементы (на чертеже не показано). Упругие опорные элементы (на чертеже не показано) могут быть изготовлены из высокопрочного полимерного соединения, например, полиэтилена низкого давления.
Для предотвращения продольного хода котла 1 и сохранения его устойчивого и неподвижного положения, опорные листы 3 имеют ширину d, которая находится в диапазоне от 700 мм до 1300 мм.
2
Вагон-цистерна обычно имеет по четыре опорных узла. Каждый опорный узел может состоять из 12-ти опорных листов 3. Даже при минимально оптимальной ширине опорных листов 3, составляющей 700 мм и превышающей максимальную ширину опорных листов 3 стандартного вагона-цистерны модели 15-9545 на 100 мм, сумма ширин опорных листов будет увеличена на 4800 мм, что соответствует увеличению площади контакта опорного узла и поверхности котла 1 на 144000 мм.
2
Если количество опорных листов 3 в каждом опорном узле составляет 4, то увеличение ширины каждого листа 3 от стандартного размера 500 мм (как у вагона модели 15-9545) до размера 1000 мм (как у вагона модели 15-6901) приведет к общему увеличению опорной площади на 5,1 м.
Конструкция узла опирания котла 1 на раму 2 следующая. Котел 1 через упругие элементы, выполненные из полимерного материала или дерева, опирается на опорные листы 3, которые уже привариваются к элементам рамы 2 вагона.
При движении железнодорожного вагона-цистерны по рельсовому пути боковые опорные листы 3 узлов принимают на себя горизонтальную динамическую нагрузку от веса котла 1 и перевозимого груза. За счет увеличения ширины опорных листов 3 увеличивается площадь контакта опорного узла и котла 1, в результате чего котел 1 прочно держится на раме 2.
При движении вагона-цистерны по железнодорожному полотну с большим углом наклона или на крутых поворотах, опорные листы 3 с оптимальной шириной (700 - 1300 мм) максимально лимитируют перемещение котла 1 вдоль рамы 2.
Таким образом, в транспортном процессе заявленная конструкция вагона-цистерны с усиленным креплением выдерживает большие боковые и продольные нагрузки.