ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции цистерны для затвердевающих грузов.
Известна железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей, содержащая котёл, кожух с тепловой изоляцией, отделённый от котла воздушной прослойкой, в нижней части которой установлены электронагреватели с защитным экраном, причём защитный экран установлен наклонно к поверхности нагревательных элементов в сторону их выводов под углом, см. авторское свидетельство СССР №694428, B65D 87/38, B61D 5/04, опубл. 30.10.1979.
Известна также железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей, принятая за прототип, содержащая раму, закреплённый на раме котёл с теплоизоляцией в кожухе, отделённом от котла воздушной прослойкой, электронагреватели c наклонным защитным экраном, расположенные под котлом в воздушной прослойке, причём защитный экран в нижней опущенной части выполнен с отбортовкой, а электронагреватели и защитный экран смещены относительно вертикальной оси цистерны, см. авторское свидетельство СССР № 1068350, B65D 98/74, опубл. 23.01.1984 (прототип).
Технической проблемой известных технических решений является недостаточно высокая равномерность разогрева затвердевшего груза по всему объёму котла, перегрев затвердевшего груза в нижней части цистерны, недостаточная скорость разогрева затвердевшего груза.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение скорости и повышение равномерности разогрева затвердевшего груза в цистерне, достигаемые за счёт улучшения конвективного теплообмена в воздушном пространстве между наружной поверхностью котла цистерны и внутренним кожухом теплоизоляции.
Указанный технический результат достигается цистерной для затвердевающих грузов, содержащей раму, котёл с теплоизоляцией, закреплённый на упомянутой раме, устройства разогрева, выполненные в виде секций трубчатых электронагревателей, c защитными экранами, расположенные внизу под котлом, в воздушном пространстве между наружной поверхностью котла и внутренним кожухом теплоизоляции, и внешний кожух теплоизоляции, в которой защитные экраны выполнены с отбортовкой по продольным сторонам; отбортовка защитных экранов может быть выполнена в одну сторону и направлена к устройствам разогрева; отбортовка защитных экранов может быть выполнена в разные стороны; защитные экраны могут иметь уголок, расположенный со стороны устройства разогрева; защитные экраны могут быть выполнены с вырезами.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что цистерна для затвердевающих грузов отличается от прототипа тем, что защитные экраны выполнены с отбортовкой по продольным сторонам; отбортовка защитных экранов выполнена в одну сторону и направлена к устройствам разогрева; отбортовка защитных экранов выполнена в разные стороны; защитные экраны выполнены с вырезами. Такое отличие от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 изображена цистерна для затвердевающих грузов, поперечный разрез, изометрия; на фиг. 2 - местный вид на устройство разогрева с защитными экранами, изометрия; на фиг. 3 - то же самое, вид сбоку, изометрия; на фиг. 4 - цистерна для затвердевающих грузов, поперечный разрез.
Цистерна для затвердевающих грузов (фиг. 1) содержит раму 1, на которой закреплён котёл 2 с теплоизоляцией 3, выполненной с внешним кожухом 4 и внутренним кожухом 5. В воздушной прослойке под котлом 2, между наружной поверхностью 2.1 котла 2 и внутренним кожухом 5 теплоизоляции 3, равномерно расположены электронагреватели 6, выполненные в виде секций трубчатых электронагревателей. Между наружной поверхностью 2.1 котла 2 и электронагревателями 6 установлен защитный экран, выполненный в виде секций 7, каждая из которых наклонно установлена над соответствующей секцией электронагревателей 6. По продольным сторонам каждой секции 7 защитного экрана выполнена отбортовка 8. Отбортовка 8 секций 7 защитного экрана может быть выполнена в направлении к электрообогревателям 6 с обеих своих продольных сторон (фиг. 2). Отбортовка 8 секций 7 защитного экрана может быть выполнена направленной к электрообогревателям 6 одной из своих продольных сторон и при этом направленной к котлу 2 второй своей продольной стороной (фиг. 2, 3). Секции 7 защитного экрана могут иметь уголок 9 (фиг. 3), расположенный со стороны электронагревателей 6, параллельно отбортовке 8. Секции 7 защитного экрана могут быть выполнены с технологическими вырезами 10 для расположения элементов конструкции.
Технический результат, заключающийся в увеличении скорости и равномерности разогрева затвердевшего груза, обеспечивается следующим образом.
Выполнение электронагревателей 6 в виде секций трубчатых электронагревателей, равномерно расположенных под котлом 2, и наклонное расположение над ними секций 7 защитного экрана с отбортовкой 8 вдоль продольных сторон секций способствует повышению равномерности распределения нагрева котла 2 в его нижней части.
Использование защитных экранов 7 с отбортовкой 8 по продольным сторонам, выполненной в одну сторону и направленной к устройствам разогрева 6, позволяет направлять нагретые при помощи устройств разогрева 6 менее плотные восходящие потоки воздуха к стенкам внутреннего кожуха 5 теплоизоляции 3, что способствует к интенсивной циркуляции в воздушном пространстве между наружной поверхностью 2.1 котла 2 и внутренним кожухом 5 теплоизоляции 3 (фиг. 4). Горячий воздух за счёт сформированной отбортовкой 8 защитных экранов 7 направленности своих восходящих потоков обеспечивает нагрев не только в нижней части котла, но и в его верхней части, тем самым обеспечивая равномерный нагрев котла 2. При этом отбортовка 8 позволяет разграничить нагретый и охлаждённый потоки воздуха в месте расположения устройств разогрева 6, перепады между которыми также ускоряют конвекционный теплообмен.
Использование защитных экранов 7 с отбортовкой 8 по продольным сторонам, выполненной в разные стороны, за счёт первой отбортовки 8, направленной к устройствам разогрева 6, также направляет поток восходящего воздуха и ограждает его от холодного потока. При этом вторая отбортовка 8, направленная от устройств разогрева 6, позволяет обеспечить нагрев котла 2 в зонах, где отсутствуют устройства разогрева 6, например, места установки лап и опор. Использование защитных экранов 7 с отбортовкой 8 по продольным сторонам, выполненной в разные стороны, и уголком, расположенным со стороны устройства разогрева 6, позволяет обеспечить нагрев котла 2 в зонах, где отсутствуют устройства разогрева 6 и, вместе с тем, усилить поток восходящего воздуха к стенкам внутреннего кожуха 5 теплоизоляции 3 путём ограждения нагреваемого воздуха между устройствами разогрева 6 и защитными экранами 7 от холодных нисходящих потоков воздуха. Использование защитных экранов 7 с отбортовкой 8 по продольным сторонам и вырезами также способствует нагреву котла 2 в зонах, где отсутствуют устройства разогрева 6.
Таким образом, предлагаемая конструкция цистерны для затвердевающих грузов обладает улучшенным конвективным теплообменом в воздушном пространстве между наружной поверхностью котла и внутренним кожухом теплоизоляции, равномерным разогревом котла и ускоренным разогревом продукта.