RU211929U1 - RAILWAY TANK CAR BOILER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции котла вагонов-цистерн. Котёл содержит днища (1), обечайку (2), усиленную верхними шпангоутами (3) с нижними концами (3.1) и нижними шпангоутами (4) с верхними концами (4.1), жёстко закреплёнными на наружной поверхности котла вагона-цистерны. Нижние концы (3.1) и верхние концы (4.1) расположены на расстоянии Н от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла в диапазоне от 0,00125D до 0,16D, где D – наружный диаметр котла. Размер L, измеренный в поперечном направлении между выступающими кромками нижних концов (3.1) и верхних концов (4.1), выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D. Расстояние S между концами верхних (3) и нижних (4) шпангоутов выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм. Выполнение шпангоутов (3), (4) неохватывающими котёл в районе центральной горизонтальной плоскости позволяет увеличить наружный диаметр D котла при повышении прочности котла с обеспечением его максимальной вместительности в пределах допустимого поперечного габарита железнодорожного подвижного состава. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

The utility model relates to railway transport, in particular to the design of the boiler of tank cars. The boiler contains bottoms (1), a shell (2) reinforced with upper frames (3) with lower ends (3.1) and lower frames (4) with upper ends (4.1) rigidly fixed on the outer surface of the tank car boiler. The lower ends (3.1) and the upper ends (4.1) are located at a distance H from the central horizontal O-O axis of symmetry of the boiler in the range from 0.00125D to 0.16D, where D is the outer diameter of the boiler. Dimension L, measured in the transverse direction between the protruding edges of the lower ends (3.1) and upper ends (4.1), is made in the range from 0.9D to 1.05D. The distance S between the ends of the upper (3) and lower (4) frames is made in the range from 100 mm to 500 mm. The implementation of frames (3), (4) not enclosing the boiler in the region of the central horizontal plane allows you to increase the outer diameter D of the boiler while increasing the strength of the boiler while ensuring its maximum capacity within the allowable transverse dimension of the railway rolling stock. 1 z.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции котла вагонов-цистерн. The utility model relates to railway transport, in particular to the design of the boiler of tank cars.

Известен котёл железнодорожного вагона-цистерны, содержащий днища, обечайку, усиленную верхними и нижними шпангоутами, жёстко закреплёнными на наружной поверхности котла, нижние концы верхних шпангоутов соединены попарно с соответствующими верхними концами нижних шпангоутов с помощью накладки, жёстко закреплённой на наружной поверхности котла вагона-цистерны, см. RU 192510, B61D 5/00, B65D 88/74, опубл. 18.09.2019 (прототип).Known boiler railway tank car, containing the bottom, the shell, reinforced upper and lower frames, rigidly fixed to the outer surface of the boiler, the lower ends of the upper frames are connected in pairs with the corresponding upper ends of the lower frames using a lining, rigidly fixed to the outer surface of the boiler tank car , see RU 192510, B61D 5/00, B65D 88/74, publ. 09/18/2019 (prototype).

Технической проблемой указанного устройства является нестабильность достижения заданных технических характеристик, а именно, прочностных характеристик котла железнодорожного вагона-цистерны, вызванных большим разбросом исполнительных геометрических параметров и размеров при изготовлении котла железнодорожного вагона-цистерны данной конструкции.The technical problem of this device is the instability of achieving the specified technical characteristics, namely, the strength characteristics of the boiler of a railway tank car, caused by a large spread of executive geometric parameters and dimensions in the manufacture of the boiler of a railway tank car of this design.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности котла железнодорожного вагона-цистерны при обеспечении его максимальной вместительности в пределах допустимого поперечного габарита железнодорожного подвижного состава.The technical result of the claimed utility model is to increase the strength of the boiler of a railway tank car while ensuring its maximum capacity within the allowable transverse dimension of the railway rolling stock.

Указанный результат достигается котлом железнодорожного вагона-цистерны, содержащим днище, обечайку, усиленную верхними и нижними шпангоутами, жёстко закреплёнными на наружной поверхности котла, нижние концы верхних шпангоутов соединены попарно с соответствующими верхними концами нижних шпангоутов с помощью накладки, жёстко закреплённой на наружной поверхности котла вагона-цистерны, нижние и верхние концы шпангоутов расположены на расстоянии Н от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла, выполненном в диапазоне от 0,00125D до 0,16D, размер L между выступающими кромками концов шпангоутов выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D, где D – наружный диаметр котла; расстояние S между концами верхних и нижних шпангоутов может быть выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм.The specified result is achieved by the boiler of a railway tank car, containing a bottom, a shell reinforced with upper and lower frames rigidly fixed on the outer surface of the boiler, the lower ends of the upper frames are connected in pairs with the corresponding upper ends of the lower frames using a lining rigidly fixed on the outer surface of the car boiler - tanks, the lower and upper ends of the frames are located at a distance H from the central horizontal axis O-O of symmetry of the boiler, made in the range from 0.00125D to 0.16D, the dimension L between the protruding edges of the ends of the frames is made in the range from 0.9D to 1 ,05D, where D is the outer diameter of the boiler; the distance S between the ends of the upper and lower frames can be made in the range from 100 mm to 500 mm.

Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что нижние и верхние концы шпангоутов расположены на расстоянии Н от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла, выполненном в диапазоне от 0,00125D до 0,16D, размер L между выступающими кромками концов шпангоутов выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D, где D – наружный диаметр котла; расстояние S между концами верхних и нижних шпангоутов выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм.The claimed utility model differs from the prototype in that the lower and upper ends of the frames are located at a distance H from the central horizontal axis O-O of symmetry of the boiler, made in the range from 0.00125D to 0.16D, the size L between the protruding edges of the ends of the frames is made in the range from 0.9D to 1.05D, where D is the outer diameter of the boiler; the distance S between the ends of the upper and lower frames is made in the range from 100 mm to 500 mm.

Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».Such differences give grounds to assert that the proposed technical solution complies with the criterion of patentability of a utility model - "novelty".

Полезная модель представлена на чертежах, где:The utility model is shown in the drawings, where:

- на Фиг. 1 – котёл железнодорожного вагона-платформы, общий вид;- in Fig. 1 - boiler of a railway platform car, general view;

- на Фиг. 2 – выносной элемент А с Фиг. 1;- in Fig. 2 - remote element A from Fig. one;

- на Фиг. 3 – котёл железнодорожного вагона-цистерны, вид с торца.- in Fig. 3 – boiler of a railway tank car, end view.

Котёл железнодорожного вагона-цистерны содержит днища 1 (Фиг. 1), обечайку 2. Обечайка 2 (Фиг. 2) усилена верхними шпангоутами 3 и нижними шпангоутами 4, жёстко закреплёнными на наружной поверхности котла вагона-цистерны. Нижние концы 3.1 верхних шпангоутов 3 соединены попарно с соответствующими верхними концами 4.1 нижних шпангоутов 4 с помощью накладок 5, которые жёстко закреплены на наружной поверхности котла вагона-цистерны.The boiler of a railway tank car contains a bottom 1 (Fig. 1), a shell 2. The shell 2 (Fig. 2) is reinforced with upper frames 3 and lower frames 4, rigidly fixed on the outer surface of the tank car boiler. The lower ends 3.1 of the upper frames 3 are connected in pairs with the corresponding upper ends 4.1 of the lower frames 4 using pads 5, which are rigidly fixed to the outer surface of the tank car boiler.

Нижние концы 3.1 верхних шпангоутов 3 и верхние концы 4.1 нижних шпангоутов 4 расположены на расстоянии Н (Фиг. 3) от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла, выполненном в диапазоне от 0,00125D до 0,16D, где D – наружный диаметр котла.The lower ends 3.1 of the upper frames 3 and the upper ends 4.1 of the lower frames 4 are located at a distance H (Fig. 3) from the central horizontal axis O-O of symmetry of the boiler, made in the range from 0.00125D to 0.16D, where D is the outer diameter of the boiler .

Размер L, измеренный в поперечном направлении между выступающими кромками нижних концов 3.1 верхних шпангоутов 3 и верхних концов 4.1 нижних шпангоутов 4, выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D.Dimension L, measured in the transverse direction between the protruding edges of the lower ends 3.1 of the upper frames 3 and the upper ends 4.1 of the lower frames 4, is made in the range from 0.9D to 1.05D.

Расстояние S между концами верхних и нижних шпангоутов может быть выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм.The distance S between the ends of the upper and lower frames can be made in the range from 100 mm to 500 mm.

Выполнение шпангоутов 3, 4 не охватывающими котёл вагона-цистерны в районе центральной горизонтальной плоскости позволяет увеличить наружный диаметр D котла до максимально возможного значения в заданном поперечном габарите для получения наибольшего значения объёма внутренней полости котла при обеспечении максимального использования допустимого поперечного габарита железнодорожного подвижного состава.The implementation of frames 3, 4 not covering the boiler of the tank car in the region of the central horizontal plane allows you to increase the outer diameter D of the boiler to the maximum possible value in a given transverse dimension to obtain the largest value of the volume of the internal cavity of the boiler while ensuring maximum use of the permissible transverse dimension of the railway rolling stock.

Для этого нижние концы 3.1 верхних шпангоутов 3 и верхние концы 4.1 нижних шпангоутов 4 размещены на расстоянии Н, соответственно, вверх и вниз от центральной горизонтальной оси О–О симметрии котла. Расстояние Н выполнено в диапазоне от 0,00125D до 0,16D и может составлять, например, от 4 до 520 мм, при этом наружный диаметр D составляет от 2800 до 3408 мм.To do this, the lower ends 3.1 of the upper frames 3 and the upper ends 4.1 of the lower frames 4 are placed at a distance H, respectively, up and down from the central horizontal O–O symmetry axis of the boiler. The distance H is made in the range from 0.00125D to 0.16D and can be, for example, from 4 to 520 mm, while the outer diameter D is from 2800 to 3408 mm.

Размер L между выступающими кромками концов шпангоутов 3, 4 выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D. При расстоянии L менее 0,9D нарушается критерий устойчивости котла и растут внутренние механические напряжения в котле вблизи концов 3.1, 4.1 шпангоутов 3, 4 выше допускаемых значений. При расстоянии L более 1,05D увеличивается металлоемкость всей конструкции и уменьшается объём котла без существенного прироста прочностных характеристик.Size L between the protruding edges of the ends of the frames 3, 4 is made in the range from 0.9D to 1.05D. When the distance L is less than 0.9D, the stability criterion of the boiler is violated and the internal mechanical stresses in the boiler grow near the ends 3.1, 4.1 of the frames 3, 4 above the permissible values. With a distance L of more than 1.05D, the metal consumption of the entire structure increases and the volume of the boiler decreases without a significant increase in strength characteristics.

Расстояние S между концами верхних 3 и нижних 4 шпангоутов выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм. При значении S менее 100 мм требуется уменьшение диаметра котла, что влечет за собой потерю его полезного объёма. При расстоянии между концами 3.1, 4.1 шпангоутов 3, 4 более 500 мм нарушается критерий устойчивости оболочки котла, а также происходит рост напряжений вблизи концов 3.1, 4.1 шпангоутов 3, 4 выше допускаемых значений.The distance S between the ends of the upper 3 and lower 4 frames is made in the range from 100 mm to 500 mm. When the value of S is less than 100 mm, a reduction in the diameter of the boiler is required, which entails the loss of its useful volume. When the distance between the ends 3.1, 4.1 of the frames 3, 4 is more than 500 mm, the stability criterion of the boiler shell is violated, and there is an increase in stresses near the ends 3.1, 4.1 of the frames 3, 4 above the permissible values.

Применение накладок 5, соединяющих нижние концы 3.1 верхних шпангоутов 3 с верхними концами 4.1 нижних шпангоутов 4, позволяет снизить внутренние механические напряжения в зоне концов 3.1, 4.1 шпангоутов 3, 4.The use of pads 5, connecting the lower ends 3.1 of the upper frames 3 with the upper ends 4.1 of the lower frames 4, allows to reduce internal mechanical stresses in the area of the ends 3.1, 4.1 of the frames 3, 4.

Таким образом, выполнение шпангоутов 3, 4 не охватывающими котёл вагона-цистерны в районе центральной горизонтальной плоскости на расстоянии Н от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла в диапазоне от 0,00125D до 0,16D при одновременном выполнении размера L между выступающими кромками концов 3.1 или 4.1 шпангоутов 3, 4 в диапазоне от 0,9D до 1,05D позволяет увеличить наружный диаметр D котла до максимально возможного значения в разрешённом поперечном габарите при сохранении условий прочности и критериев устойчивости оболочки котла, что обеспечивает получение заявленного технического результата - повышение прочности котла железнодорожного вагона-цистерны при обеспечении его максимальной вместительности в пределах допустимого поперечного габарита.Thus, the implementation of the frames 3, 4 not covering the boiler of the tank car in the region of the central horizontal plane at a distance H from the central horizontal axis O-O of the symmetry of the boiler in the range from 0.00125D to 0.16D while simultaneously performing the size L between the protruding edges of the ends 3.1 or 4.1 of frames 3, 4 in the range from 0.9D to 1.05D allows you to increase the outer diameter D of the boiler to the maximum possible value in the permitted transverse dimension while maintaining the strength conditions and stability criteria of the boiler shell, which ensures the claimed technical result - increased strength boiler of a railway tank car, while ensuring its maximum capacity within the allowable transverse dimension.

Claims (2)

1. Котел железнодорожного вагона-цистерны, содержащий днища, обечайку, усиленную верхними и нижними шпангоутами, жёстко закреплёнными на наружной поверхности котла, нижние концы верхних шпангоутов соединены попарно с соответствующими верхними концами нижних шпангоутов с помощью накладок, жёстко закреплённых на наружной поверхности котла вагона-цистерны в районе центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла, отличающийся тем, что нижние и верхние концы шпангоутов расположены на расстоянии Н от центральной горизонтальной оси О-О симметрии котла, выполненном в диапазоне от 0,00125D до 0,16D, размер L между выступающими кромками концов шпангоутов выполнен в диапазоне от 0,9D до 1,05D, где D – наружный диаметр котла.1. The boiler of a railway tank car, containing bottoms, a shell reinforced with upper and lower frames rigidly fixed to the outer surface of the boiler, the lower ends of the upper frames are connected in pairs with the corresponding upper ends of the lower frames using pads rigidly fixed to the outer surface of the boiler of the car - tanks in the region of the central horizontal axis O-O of symmetry of the boiler, characterized in that the lower and upper ends of the frames are located at a distance H from the central horizontal axis O-O of symmetry of the boiler, made in the range from 0.00125D to 0.16D, the size L between protruding edges of the ends of the frames is made in the range from 0.9D to 1.05D, where D is the outer diameter of the boiler. 2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что расстояние S между концами верхних и нижних шпангоутов выполнено в диапазоне от 100 мм до 500 мм.2. The boiler according to claim 1, characterized in that the distance S between the ends of the upper and lower frames is made in the range from 100 mm to 500 mm.

Images