RU202517U1

RU202517U1 - Котел железнодорожного вагона-цистерны

Info

Publication number: RU202517U1
Application number: RU2020138617U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Маненков; Игорь Александрович Романов; Алексей Владимирович Григорьев; Валерий Валерьевич Брызгалов; Вячеслав Александрович Лавров
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-02-20

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции котла вагонов-цистерн для затвердевающих продуктов. Котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, два днища, шпангоуты, которые выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции котла вагонов-цистерн для затвердевающих продуктов.

Известна железнодорожная цистерна, которая содержит котел, собранный из обечайки и днищ, содержащий поперечные и продольные швы, усиленный охватывающими наружную поверхность котла составными шпангоутами, жёстко соединенными на котле. Для вывода мест стыков частей составных шпангоутов из зон наибольших эксплуатационных напряжений, возникающих в участках котла в районе центральной горизонтальной плоскости котла и в нижнем районе в центральной вертикальной продольной плоскости котла, места стыков составных шпангоутов расположены под углами от центральной вертикальной плоскости котла в нижней и верхней его точках, выдержанными, соответственно, в диапазонах от 38° до 50° и не менее 50°, и на расстоянии S, измеренном по дуге по поверхности котла от поперечных и продольных сварных швов котла, составляющем не менее 100 мм. При этом места стыков составных шпангоутов подкреплены усиливающими элементами (RU 175 367, МПК B61D 5/00, B65D 88/06, B60P 3/22, опубл. 01.12.2017).

Недостатком этого технического решения является то, что шпангоуты выполнены охватывающими котел вагона-цистерны по всему периметру, что влечет за собой уменьшение полезного объема котла из-за невозможности максимально приблизить стенки котла к железнодорожному габариту, а также к увеличению металлоемкости, в том числе из-за того, что составные шпангоуты подкреплены усиливающими элементами.

Известен котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, днище, люк с крышкой, предохранительный клапан, лапы, сливной прибор. Для подогрева затвердевающих продуктов снизу котла расположена пароподогревательная рубашка с концентрическими вырезами. Для установки котла на рамную конструкцию с помощью хомутов в рубашке существуют отступы. Для расположения лестниц обслуживания в пароподогревательной рубашке выполнены отступы (RU 200 079, МПК B61D 5/00, B65D 90/10, опубл. 05.10.2020).

Недостатком этого технического решения является то, что в конструкции не предусмотрены шпангоуты, так как котлы вагонов-цистерн для перевозки затвердевающих продуктов изготавливаются из металла небольшой толщины, при этом необходимо обеспечить устойчивость сжатых элементов оболочки котла от наружного давления, а жесткости подогревательной рубашки не достаточно для обеспечения необходимого критерия устойчивости сжатых элементов, так как потеря устойчивости происходит, как правило, в верхней части котла.

Наиболее близким техническим решением является вагон-цистерна для затвердевающих продуктов, которая содержит котёл, оборудованный шпангоутами, подогревательной системой в виде рубашки с каркасом, и установленный на рамную конструкцию посредством опорного листа и лежневых опор в зонах шкворневых узлов и лап в средней части котла. В зонах разрыва сплошности подогревательной рубашки с наружной стороны котла закреплены желоба с возможностью движения по ним теплоносителя, при этом в шпангоутах выполнены сквозные вырезы для размещения желобов (RU 194216, МПК B61D 5/00, B65D 88/74, опубл. 03.12.2019).

Недостатком этого технического решения является то, что шпангоуты являются охватывающими котел вагона-цистерны по периметру, что влечет за собой уменьшение полезного объема котла из-за невозможности максимально приблизить стенки котла к железнодорожному габариту, а также к увеличению металлоемкости.

Задачей полезной модели является оптимизация конструкции шпангоутов для увеличения полезного объема котла, при сохранении его устойчивости к наружным воздействиям.

Техническим результатом является увеличение полезного объема котла вагона-цистерны, следствием чего является увеличение грузоподъемности вагона-цистерны в заданном железнодорожном габарите подвижного состава при соответствии требованиям, предъявляемым к вагонам-цистернам, с сохранением его устойчивости к наружным воздействиям.

Указанный технический результат достигается тем, что котел вагона-цистерны содержит обечайку, два днища, шпангоуты, которые выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла.

Признаками заявляемой полезной модели являются:

1. Котел вагона-цистерны,

2. Содержащий обечайку,

3. Два днища,

4. Котел оборудован шпангоутами,

5. Шпангоуты выполнены укороченной длины,

6. Нижние края шпангоутов смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H,

7. Ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла, при этом расположение нижней части шпангоутов обеспечивает функциональность при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава.

Признаки 1-4 является общими с прототипом, признаки 5-7 являются отличительными признаками полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен котел вагона-цистерны (аксонометрическая проекция); на фиг. 2 - вид с торцевой части котла вагона-цистерны; на фиг. 3 - пример профиля шпангоута.

Котел вагона-цистерны содержит обечайку 1, два днища 2, люк с крышкой 3, предохранительный клапан 4, лапы 5, сливной прибор 6. Для подогрева и обеспечения условий устойчивости сжатых элементов конструкции котла в нижней части котла расположен каркас кожуха подогревательной рубашки 7 с вырезами 8 в области днища. Для крепления котла к раме платформы (условно не показана) с помощью хомутов (условно не показаны) в каркасе кожуха подогревательной рубашки 7 существуют секторы 9, а для расположения лестниц обслуживания (условно не показаны) секторы 10. Для обеспечения условий устойчивости сжатых элементов конструкции в верхней части котла расположены шпангоуты 11 (фиг. 1).

Наружный диаметр котла D _н выбран из расчета обеспечения максимального использования заданного габарита подвижного состава, при этом шпангоуты 11 выполнены не охватывающими котел вагона-цистерны по всему периметру, а укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, которая находится в диапазоне 0,00125D _н до 0,16D _н, например, от 4 мм до 520 мм, при этом ширина W в месте, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты 11, не превышает наружного диаметра котла D _н, что позволяет максимально приблизить стенки котла к габариту вписывания, за счет этого увеличивается объем котла и соответственно объем перевозимого груза, а также обеспечивается необходимая жесткость и устойчивость конструкции котла (фиг. 2).

Для обеспечения необходимой устойчивости сжатых элементов всего котла к наружным воздействиям, шпангоуты 11 (фиг. 1) расположены в верхней части обечайки 1 и жестко связаны с ней, при этом расположение нижней части шпангоутов обеспечивает функциональность при максимальном использовании заданного железнодорожного габарита подвижного состава. Шпангоуты 11 выполнены, например, из уголкового профиля (фиг. 3) или профиля, который в сечении омегаобразный, швеллерообразный и т.д.

Шпангоуты 11 выполнены составными как минимум из двух частей, которые могут быть соединены между собой жестким или не жестким соединением. Сечение одной части составного шпангоута может быть увеличено или уменьшено в 1,25 раза по сравнению с сечением второй части шпангоута для того, чтобы одна часть составного шпангоута вставлялась во вторую часть шпангоута.

Таким образом, наличие шпангоутов, которые не охватывают периметр котла вагона-цистерны, позволяет максимально приблизить стенки котла к габариту вписывания, за счет этого увеличивается полезный объем котла и соответственно грузоподъемность всего вагона-цистерны, а также обеспечивается необходимая устойчивость сжатых элементов всего котла к наружным воздействиям.

Claims

1. Котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, два днища, шпангоуты, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены укороченной длины, при этом их нижние края смещены вверх от горизонтальной оси котла на величину H, а ширина, где заканчиваются и максимально выступают шпангоуты, не превышает наружного диаметра котла.

2. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены составными, как минимум из двух частей.

3. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что сечение одной части составного шпангоута увеличено или уменьшено в 1,25 раза по сравнению с сечением второй части шпангоута.

4. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута вставлена во вторую часть шпангоута.

5. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута соединена не жестко со второй частью шпангоута.

6. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что одна часть составного шпангоута соединена жестко со второй частью шпангоута.