КОТЕЛ ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ ЗАСТЫВАЮЩИХ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к устройствам для транспортирования жидких продуктов с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды.
Известен вагон-цистерна модели 15-6913 для перевозки расплавленной серы, включающий в себя котел, который имеет наружный и внутренний кожухы, между которыми уложена теплоизоляция, систему разогрева, включающую в себя трубчатые электронагреватели (ТЭН) для разогрева груза, размещенные под котлом в воздушном зазоре между котлом и внутренним кожухом (см. официальный сайт Научно-производственной корпорации «Объединенная Вагонная Компания»», режим доступа https://www.uniwagon.com/products/tank_cars_for_transportation_of_chemically_active_substances/tank_car_for_transportation_of_molten_sulphur_model_15-6913/).
Недостатком известного вагона-цистерны являются увеличенные теплопотери в связи с тем, что в системе разогрева теплоносителем является воздух, при этом при нагреве трубчатыми электронагревателями воздуха, а затем путем конвекции часть тепловой энергии рассеивается, так как воздух обладает плохими теплопроводящими свойствами, таким образом, КПД существующей системы разогрева невысок. Также недостатком является увеличенная продолжительность разогрева в связи с тем, что система с трубчатыми электронагревателями имеет большую неизолированную площадь контакта с окружающей средой, что приводит к существенным потерям тепла. Кроме того, на увеличение продолжительности разогрева влияет осуществление теплопередачи от нагретого воздуха к грузу через стенку котла, которая имеет большую толщину для удовлетворения условий прочности, вследствие чего продолжительность разогрева увеличивается.
Известен также котел для застывающих грузов, принятый за наиболее близкий аналог, содержащий цилиндрическую обечайку, торцовые днища, теплоизоляцию, теплоизоляционный кожух, систему разогрева, включающую в себя трубы, трубы расположены внутри котла в нижней его части и через одно из торцовых днищ выведены концами наружу котла, при этом внутри каждой трубы коаксиально расположен трубчатый электронагреватель, снабженный устройством для подключения к источнику электроэнергии (см. CN 209321670 U, 30.08.2019).
Решаемой технической проблемой являются увеличенные теплопотери, увеличенное время разогрева, в связи с чем увеличиваются энергозатраты.
Технический результат заключается в уменьшении теплопотерь, увеличении теплопередачи от устройства нагрева к застывающему грузу, в сокращении продолжительности времени разогрева груза и, как следствие, в снижении энергозатрат.
Указанный технический результат достигается котлом вагона-цистерны для застывающих грузов, содержащим цилиндрическую обечайку, торцовые днища, теплоизоляцию, теплоизоляционный кожух, систему разогрева, включающую в себя трубы, расположенные внутри котла в нижней его части и через одно из торцовых днищ выведенные концами наружу котла, при этом внутри каждой трубы коаксиально расположен трубчатый электронагреватель, снабженный устройством для подключения к источнику электроэнергии, внутреннее пространство труб заполнено незамерзающей жидкостью; толщина стенки труб в 1,5-2 раза меньше толщины стенки котла.
Заявляемая полезная модель отличается от наиболее близкого аналога тем, что внутреннее пространство труб заполнено незамерзающей жидкостью; толщина стенки труб в 1,5-2 раза меньше толщины стенки котла.
Такие отличия от прототипа дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом: на фигуре 1 показан общий вид котла вагона-цистерны; на фигуре 2 показано сечение А-А котла вагона-цистерны.
Котел 1 вагона-цистерны для застывающих грузов (фиг. 1) имеет цилиндрическую обечайку 2 и торцовые днища 3. Снаружи котел 1 оборудован теплоизоляцией 4 (фиг. 2), например, из каменной ваты, закрытой теплоизоляционным кожухом 9. Система разогрева представляет собой трубы 5, расположенные внутри котла по всей длине и равномерно распределенные в его нижней части. Трубы 5 выведены своими концами через одно из торцевых днищ 3 наружу котла 1. Внутри каждой трубы 5 коаксиально расположены ТЭНы 6 для разогрева груза. Внутреннее пространство труб 5 заполнено незамерзающей жидкостью 7, являющейся теплоносителем. Толщина стенки труб 5 может быть в 1,5-2 раза меньше толщины стенки котла 1. С торцов труб 5 установлены устройства 8 для подключения электроэнергии к ТЭНам 6.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности разогрева застывающего груза, уменьшении теплопотерь, увеличении теплопередачи от устройства нагрева к грузу, сокращении продолжительности времени разогрева груза и, как следствие, снижении энергозатрат.