Цистерны предназначены для перевозки жидких, газообразных, затвердевающих и порошкообразных грузов. Они различаются: по роду перевозимых грузов, конструкции рамы, осности и калибровочному типу.
Перевозимые грузы размещаются в котле, представляющем собой специфическую форму кузова. Универсальные цистерны подразделяются на цистерны для перевозки светлых (бензин, керосин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) наливных грузов.
Все универсальные цистерны железных дорог России оборудованы нижними сливными приборами, обеспечивающими надежную герметичность затворов. В настоящее время на все вновь строящиеся цистерны для перевозки нефтепродуктов устанавливаются сливные приборы с тремя независимыми затворами.
Массу жидкого груза, перевозимого в цистернах, определяют замерно-калибровочным способом, при котором измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и затем по специальным калибровочным таблицам, в которых приведена емкость котлов в зависимости от уровня его налива, подсчитывают массу груза. Калибровочный тип цистерны обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части.
В зависимости от устройства несущих элементов различают конструкции, в которых все основные нагрузки, действующие на цистерну, воспринимаются рамой котла, и конструкции, в которых эти нагрузки воспринимаются котлом (безрамные цистерны). Кроме того, цистерны различаются по осности, грузоподъемности, объему котла, устройству, материалу и способу изготовления котла.
Основные технические характеристики универсальных цистерн общего назначения приведены в табл. 9.6.
Таблица 9.6
Техническая характеристика нефтеналивных цистерн
Показатель
Для нефтепродуктов
светлых
светлых
светлых
светлых
вязких
15-1443
15-1213
15-150
15-1500
15-156
Грузоподъемность, т
60
66
66
125,0
66
Тара, т
23,2
27
27
51
28
Полный объем котла, м3
73,1
85,56
75,5
161,6
72,3
База вагона
7,8
7,8
7,8
13,92
7,8
Длина, м:
по осям сцеплений
автосцепок
по концевым балкам
рамы
12,02
10,8
12,02
12,02
10,8
21,25
20,12
12,02
10,8
Наружная длина котла, м
10,77
11,194
11,25
20,65
10,78
Внутренний диаметр
котла, м
3,0
3,2
3,0
3,2
3,0
Габарит по ГОСТ 9238
02-ВМ
02-ВМ
02-ВМ
1-Т
02-ВМ
Четырехосная цистерна модели 15-1443 (рис. 9.22) грузоподъемностью 60 т постройки Мариупольского (Ждановского) завода.
Имеет котел с полезной емкостью 71,7 м3, полной емкостью 73,1 м3 и с внутренним диаметром 3,0 м. Крепление котла на раме производится в средней 10 и в концевых его частях 3.
К крайним опорам котел притянут стяжными хомутами 2, предназначенными для предотвращения вертикальных и поперечных его перемещений относительно рамы.
Особенностью конструкции рамы цистерны модели 15-1443 является отсутствие боковых продольных балок, наличие мощных концевых балок и облегченных продольных боковых балок лишь по концам рамы. Отсутствуют также промежуточные поперечные балки. Вследствие этого масса тары цистерны уменьшилась на 1,4 т. При такой конструкции силы, действующие на цистерну, воспринимаются котлом, жесткость которого значительно выше жесткости продольных боковых балок, и затем через крайние его опоры передаются на тележки.
Котел включает цилиндрическую обечайку, сваренную из пяти продольных листов: нижнего 9—11 мм, двух боковых 8 и двух верхних 1 толщиной по 9 мм, двух днищ 7 толщиной 10 мм.
Для налива нефтепродуктов, осмотра внутренних частей котла и его очистки используется люк 5 диаметром 570 мм, герметически закрываемый крышкой. Крышка крепится к люку восемью откидными болтами. На опорное кольцо горловины люка ставят уплотненное кольцо из бензоморозостойкой резины. В люке 5 размещены привод основного затвора сливного прибора и две сегментные планки, укрепленные на уровнях и предназначенные для контроля за предельными уровнями налива груза. Рядом с люком размещен патрубок 6 установки предохранительно-впускного клапана. При наливе груза объем котла заполняется только на 98 %. Оставшиеся проценты свободного пространства предусматриваются на увеличение объема груза при его нагревании.
Все продольные листы и днища котла соединены стыковыми сварными швами. Внутренний диаметр котла 3000 мм, а наружная длина — 10 770 мм. Котел имеет нижний слив, оборудован универсальным сливным прибором. Для обеспечения полного слива продукта нижний броневой лист котла имеет уклон к сливному прибору, образованный выштамповкой нижнего листа на глубину 20—30 мм. Для подъема на цистерну с обеих сторон вблизи от люка закреплены металлические лестницы 4, а наверху сделана площадка безопасного обслуживания при осмотре и промывке котла. Внутри котла также имеется лестница, опирающаяся на нижний лист. Котел изготовлен из стали 09Г2С.
Котел на раме крепят в средних и концевых ее частях. Для компенсации изменения линейных размеров котла при изменении температуры внешнего воздуха только средняя часть котла жестко связана с рамой фасонными лапами (рис. 9.23) 3, приваренными к нижнему листу 1 и соединенными призонными болтами 2 с лапами 4 хребтовой балки 5 рамы.
Концевые части котла свободно лежат на деревянных брусках 8, 9, укрепленных на шкворневых балках рамы. Для предотвращения вертикальных и поперечных перемещений предусмотрены стяжные хомуты 6, которыми концевые части котла при помощи винтовых муфт 7 крепятся к крайним опорам 10.
Универсальный сливной прибор (рис. 9.24) цистерн общего назначения служит для слива груза из котла, а при необходимости налива снизу при помощи насоса.
Сливной прибор крепится к нижнему листу средней части котла. Слив производится через патрубок 8, приваренный к седлу клапана 3. Прибор состоит из штанги 2 и 9, клапана 3, крышки 11с запорным устройством 6. Открытие и закрытие клапана осуществляются вращением воротка 1, соединенного со штангой 9. В нерабочем положении вороток 1 должен быть опущен в горловину люка-лаза. Перед сливом крышка с запорным устройством должна быть отведена в сторону и подвешена на крючке 5. Прибор имеет патрубок 7 для подачи пара или горячей воды в полость 4 для разогрева груза в приборе.
Предохранительно-впускной клапан. Избыточное и пониженное (вакуум) давления в котле создают опасность для прочности и устойчивости его оболочки. Поэтому котлы цистерн оборудуют предохранительно-впускными клапанами.
При давлении в котле, превышающем усилие пружины, отрегулированное в цистернах общего назначения на давление 0,15 М Па и в кислотных 0,25—0,30 МПа, ее сопротивление преодолевается, и клапан, имеющий направляющую втулку, поднимается со своего седла вверх, открывая выход газа в атмосферу.
При снижении давления в котле в цистернах общего назначения на 0,01 М Па, а в специальных на 0,02—0,03 М Па клапан опускается, и воздух через отверстия входит в котел.
Специализированные цистерны применяются для перевозки различных кислот, сжиженных газов под давлением и пищевых продуктов (табл. 9.7), а также для перевозки пылевидных и затвердевающих грузов. Цистерны для перевозки кислот отличаются от универсальных цистерн меньшим диаметром котла (2,0—2,6 м) и, следовательно, меньшим объемом из-за большего удельного веса кислот. Котлы кислотных цистерн изготавливаются из стойких к агрессивным свойствам грузов металлов (нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, углеродистые стали, облицованные с внутренней стороны котла резиной или специальными синтетическими материалами). Цистерны имеют также специальные устройства для верхнего налива и слива кислот, а иногда и для защиты рамы и других частей цистерны от возможного разбрызгивания кислот. Вследствие повышенной опасности перевозки кислот, способных вызвать ожоги обслуживающего персонала, взрывы, интенсивную коррозию металла и т.п., предусматривается окраска котлов таких цистерн, резко отличная от окраски других типов вагонов. Вдоль котла кислотной цистерны нанесены желтые полосы шириной 0,5 м с обеих сторон цилиндрической части и квадраты размером 1 х 1 м на днищах котла, на которых указано назначение цистерны и опасность перевозимой кислоты. Эксплуатация цистерн для перевозки сжиженного газа под большим давлением регламентируется специальными пра-вилами. Для защиты от нагрева солнечными лучами применяются теневые защитные кожухи, окрашенные в светлый цвет и расположенные над верхней частью котла.
Большое давление сжиженного газа внутри котла (2,5—3,0 МПа) обусловливает значительную толщину стенок котла (24—30 мм). Налив и слив сжиженного газа в газовых цистернах производится через вертикально расположенные трубы, укрепленные внизу в поддоне, предназначенном для обеспечения полноты разгрузки. Сливо-наливная арматура расположена наверху котла и защищена специальными дугами безопасности для предотвращения ее от повреждений при крушениях цистерн.
Кроме того, для предотвращения пробоя днища котла корпусом автосцепки при крушении перед ним на определенном расстоянии на консольной части рамы цистерны установлен защитный щит безопасности, который воспринимает на себя удар расцепившегося корпуса автосцепки при крушении.
Котлы газовых цистерн снабжены яркими отличительными полосами на цилиндрической части и кругами па днищах. Например, полосы шириной 0,3 м красного цвета имеют цистерны для перевозки пропана, желтого аммиака, защитного хлора и т.п.
Таблица 9.7
Технические характеристики специализированных цистерн
Показатель
Кислота
СжиженныеГАЗЫ
Пищевые продукты
Слабаяазотная15-1404
Крепкаяазотная
15-1596
Соляная15-1554
Серная15-1548
Хлор15-1556
Пропан15-1407
Молоко15-886
Патока15-1413
Груэонодъемность. Т
61,5
57.3
62
65
75.5
22 9
31,2
62
Масса тары, т.
22.1
22.9
22.5
21.4
19.4
35.2
23.3
22.26
Объем котла м.
46,86
39.5
54
38,7
46
54
30.24
46 1
Внутренний диаметр котла м
2.417
2,21
2.6
2.2
2.4
2.6
2.012
2,4
Длина котла, м
10.56
10.68
10.61
10.49
10.61
10.64
10.55
10.53
Длина по осямсцепления автосцепок. м
12.02
12.02
11,02
12.02
12.02
12.02
12.02
12.02
База. м
7,8
Осевая нагрузка. кН
216
Погоннаянагрузка. кН'м
69
66.7
70.3
71
72
48.5
45Д
70
Коэффициенттары
0.359
0,399
0.363
0.314
0.511
1.54
0.747
0,359
Конструкционная скорость,км/ч
120
Габаритпо ГОСТ9238-83
02-ВМ
Цистерна для перевозки концентрированной азотной кислоты (рис. 9.25) имеет котел из алюминиевого сплава М или Д1. Она снабжена колпаком 3, штуцером 1 для отбора проб, предохранительно-впускным клапаном 2 и штуцером 4 для крепления сливо-наливной трубы 7.
Для защиты рамы и деталей автотормоза от случайно пролитой кислоты имеются предохранительные щиты 6, а для нейтрализации пролитой кислоты используется известь, помещенная в ящик 5.
Котел цистерны для перевозки цемента (рис. 9.26) отличается тем, что для облегчения выгрузки цемент взрыхляют сжатым воздухом (избыточное давление 0,2 МПа), который подводится к желобам (аэролоткам) 1 и шлангу, присоединенному к разгрузочному устройству 2, для лучшего подвода цемента к которому имеются рассекатели 4 и боковые откосы 3.
Для выравнивания давления воздуха в загруженной цементом верхней части котла и подоткосном пространстве имеется труба 6. На котле имеются загрузочный люк 7, предохранительный клапан и два штуцера 5 для слива конденсата.
Цистерна для перевозки кальцинированной соды (рис. 9.27) имеет устройство, подобно цистерне для перевозки цемента, отличаясь от последней большим количеством загрузочных 2, разгрузочных 3 патрубков, а также аэролотков и деталей воздушной коммуникации 4.
Основные технические характеристики специальных цистерн для перевозки пылевидных и затвердевающих грузов приведены в табл. 9.8.
Таблица 9.8
Технические характеристики специализированных цистерндля перевозки пылевидных и затвердевающих грузов
Показатель
Пылевидные грузы
Затвердевающие грузы
Кальцинированная сода
15-884
Цемент
15-1405
Поливинилхлорид
15-1498
Расплавленная сера
15-1480
Пек
15-1532
Желтый
фосфат
15-1412
Грузоподъемность, т
54
61
65,5
56,6
60
59
Масса тары, т
31,3
24,15
30
24,7
27,5
21,4
Объем котла, м
101.5
62,4
49,2
31,8
54.4
38.7
Диаметр кома, м
3.0
2.8
3.0
2.0
2.6
2.2
Длина котла, м
14,64
19.5
14.64
10,88
10.61
10,49
Длина по осямсцепления автосцепок. м
15.72
12.02
15.72
12.02
12,02
12.02
Высота от головокрельсов, м
4,67
4.6
4.55
4.47
4,64
4,03
База. м
11.5
7.8
11.5
7.8
7.8
7,8
Коэффициент туры
0.58
0.34
0.54
0,43
0,46
0.36
Осевая нагрузка. кН
216
Погонная нагрузка. кН/м
54,3
69,3
54
67.7
78.8
66.9
Конструкционнаяскорость, км/ч
120
Габарит
по ГОСТ 9238-83
1-ВМ
02-ВМ
1-ВМ
02-ВМ
1-ВМ
02-ВМ
Грузоподъемность, т
54
61
65,5
56,6
60
59
Масса тары, т
31.3
24.15
30
24.7
27.5
21.4
Объем котла, м3
101.5
62.4
49.2
31.8
54.4
38,7
Диаметр котла, м
3.0
2.8
3.0
2.0
2.6
2,2
Длина котла, м
14.64
19.5
14.64
10,88
10.61
10.49
Длина по осямсцепления автосцепок. м
15,72
12.02
15.72
12.02
12,02
12,02
Высота от головокрельсов, м
4.67
4.6
4.55
4,47
4.64
4.03
База, м
11.5
7.8
11,5
7.8
7.8
7.8
Коэффициент туры
0.58
0.34
0.54
0.43
0,46
0.36
Осевая нагрузка, к11
216
Погонная нагрузка. кН/м
54.3
69.3
54
67.7
78.8
66,9
Конструкционнаяскорость, км/ч
120
Габарит
по ГОСТ 9238-83
1-ВМ
02-В М
1-ВМ
02-ВМ
1-ВМ
02-ВМ
1jelesnodorojnik.ru
Описание конструкции цистерны
Устройство котла цистерны
Рисунок 6 – Цистерна 15-150
Котел включает цилиндрическую обечайку, сваренную из продольных листов (верхние толщиной 9 мм. нижние 11 мм) и два днища эллиптической формы (11 мм). Рядом с люком установлен предохранительно-впускной клапан, отрегулированный на избыточное давление 0,15 МПа и вакуум 0,01—0,03 МПа. Котел оборудован сливным прибором, расположенным в середине котла. В зимнее время он может обогреваться паром. Для обеспечения полного слива продукта нижний лист котла имеет уклон 25—30 мм к сливному прибору. Сливной прибор допускает также нижний налив продукта при помощи насоса. Для удобства обслуживания цистерны имеют двустороннюю наружную лестницу с площадками около люка. Она имеет откидную ступеньку, установленную на котле, которая в нерабочем положении (при движении цистерны) находится в откинутом состоянии для обеспечения вписывания цистерны в габарит подвижного состава 02-ВМ. Внутренняя лестница служит для спуска вовнутрь котла через люк.
Конструкция рамы
Рама цистерны состоит из: хребтовой, двух шкворневых, двух поперечных и двух концевых балок. Рама цистерны усилена за счет введения поперечных балок из швеллеров № 16 (рисунок 9).
Швеллера боковых продольных балок на длине 500мм от концевых балок закрыты с внешней стороны листами, образуя замкнутую коробку. Концевые балки рамы усилены. Они выполнены из листов толщиной 8 мм и имеют посадочные места под буферные стаканы, которые рассчитаны на нагрузку 40 тс. Зоны буферных стаканов подкреплены ребрами и накладками. Хребтовая балка выполнена из усиленного зетового профиля 31У ГОСТ 5267.3. Шкворневые балки замкнутого коробчатого сечения переменной высоты по длине. Кронштейны для запасного резервуара тормоза, для воздухораспределителя и тормозного цилиндра выполнены из стандартных горячекатаных профилей (уголков, швеллеров).
Рисунок 10 – Сечение шкворневой балки
Рисунок 11 – Сечение боковой балки
Рисунок 12 – Сечение хребтовой балки
Упоры автосцепки к раме приклепываются и допускают постановку поглощающих аппаратов типа Ш-6-ТО-4, ПМК-110А по ГОСТ 22253 или 73ZW с эластомерными материалами. Пятники рамы типовые диаметром 300мм, скользуны приклепаны на расстоянии 762мм от продольной оси рамы.
Узлы опирания и крепления котла
У цистерн рамной конструкции для предотвращения смещения котла из-за продольных усилий он крепится к раме в средней части специальными болтами 6, запрессованными в лапы рамы и лапы котла 5 (рисунок 10).
Рисунок 10 – Крепление котла в средней части рамы
Крепление концевых частей котла, лежащих на деревянных брусках 3, прикрепленных к желобам опор шкворневых балок рамы, осуществляется двумя хомутами с тарельчатыми пружинами и стяжными болтами (рисунок 11).
AGONTA Ltd "АГОНТА" - Транспорт / Экспедирование / Логистика
ЦИСТЕРНЫ
Вагон-цистерна - вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для перевозки жидкостей: нефти и продуктов её переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества), сжиженного газа (пропан-бутан, кислород), воды, молока (молоковоз), патоки. Вагоны-цистерны используются также для перевозки муки (муковоз) и цемента.
Различают цистерны:
По типу:
общего назначения - для перевозки нефтепродуктов
специальные - для определённых видов грузов
По конструкции:
цистерны имеющие раму
цистерны безрамной конструкции
По числу осей:
четырёхосные
восьмиосные
По ёмкости:
60 тонн
120 тонн
125 тонн
Котёл вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки груза без избыточного давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные газы). В последнем случае ёмкость используемая для перевозки груза именуется сосудом (по аналогии с сосудами под давлением). Для перевозки в сжиженном виде газов имеющих точку кипения ниже нормальных условий (0 °C) используются вагоны-цистерны имеющие криогенные сосуды. Для защиты металла котла от коррозии под воздействием перевозимых в нём веществ применяют специальные внутренние покрытия, или добавка в перевозимый груз ингибиторов коррозии.
КонструкцияКузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами. Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид которых зависит от перевозимого груза. Котлы специальных цистерн могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева перевозимого продукта, а также приборы для контроля за его состоянием. В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций. В цистернах, у которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в передаче этих нагрузок к другим вагонам поезда не участвует. У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы. Для повышения прочности и жёсткости котлов вагонов-цистерн большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами - шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости. Объём котла цистерны колеблется в широких пределах от 15-20 м³ в первых вагонах-цистернах, строившихся в конце XIX века, до 120 м³ (8-ми осная цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов) и выше.
Производители вагонов-цистерн
Алтайский вагоностроительный завод
Брянский машиностроительный завод
Рузаевский завод химического машиностроения
Уралвагонзавод
Саранский вагоноремонтный завод
Цистерны предназначены для перевозки жидких, газообразных, затвердевающих и порошкообразных грузов. Они различаются по роду перевозимых грузов, конструкции рамы, осности и калибровочному типу. Перевозимые грузы размещаются в котле, представляющем собой специфическую форму кузова.Универсальные цистерны подразделяются на цистерны для перевозки светлых (бензин, керосин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) наливных грузов. Все универсальные цистерны железных дорог России оборудованы нижними сливными приборами, обеспечивающими надежную герметичность затворов.Массу жидкого груза, перевозимого в цистернах, определяют замерно-калибровочным способом, при котором измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и затем по специальным калибровочным таблицам, в которых приведена емкость котлов в зависимости от уровня его налива, подсчитывают массу груза. Калибровочный тип цистерны обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части.В зависимости от устройства несущих элементов цистерны разделяются на конструкции, в которых все основные нагрузки, действующие на цистерну, воспринимаются рамой котла, и конструкции, в которых эти нагрузки воспринимаются котлом (безрамные цистерны). Кроме того, цистерны различаются по осности, грузоподъемности, объему котла, устройству, материалу и способу изготовления котла.
Основные технические характеристики универсальных и специализированных цистерн приведены в разделе "Цистерны".
Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 т постройки Мариупольского (Ждановского) завода имеет котел с полезной емкостью 71,7 м³ полной емкостью 73,1 м³ и с внутренним диаметром 3,0 м.Крепление котла на раме производится в средней и в концевых его частях. К крайним опорам котел притянут стяжными хомутами, предназначенными для предотвращения вертикальных и поперечных его перемещений относительно рамы.Особенностью конструкции рамы цистерны модели 15-1443 является отсутствие боковых продольных балок, наличие мощных концевых балок и облегченных продольных боковых балок лишь по концам рамы. Отсутствуют также промежуточные поперечные балки. Вследствие этого масса тары цистерны уменьшилась на 1,4 т. При такой конструкции силы, действующие на цистерну, воспринимаются котлом, жесткость которого значительно выше жесткости продольных боковых балок, и затем через крайние его опоры передаются на тележки.В последние годы на Уральском и Мариупольском вагоностроительных заводах строятся четырехосные цистерны с увеличенной базой (7,8 м вместо 7,12 м) и укороченными консолями (1,5 м вместо 1,84 м), что улучшает динамические качества цистерны, особенно в горизонтальной плоскости, и повысить безопасность движения грузовых поездов, в которых имеются такие цистерны.Для перевозки бензина спроектирована четырехосная цистерна с удельным объемом котла 1,4 м³/т, вписанная в габарит 02-ВМ, что позволяет эксплуатировать ее на зарубежных железных дорогах с шириной колеи 1435 мм. Грузоподъемность такой цистерны 62 т, масса тары 25,3 т, осевая нагрузка 216 кН, погонная нагрузка 64 кН/м. В последние годы постройка четырехосных цистерн с улучшенными технико-экономическими показателями производится на Уралвагонзаводе и на других предприятиях России.
Для увеличения провозной способности железных дорог Мариупольским заводом тяжелого машиностроения (Азовмаш) совместно с кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» Московского института инженеров железнодорожного транспорта (ныне Московский государственный университет путей сообщения - МИИТ) создана восьмиосная цистерна безрамной конструкции модели 15-871. У нее отсутствуют хребтовая балка между шкворневыми узлами и продольные боковые балки. Грузоподъемность 120 т. Увеличенный до 1,14 м³/т удельный объем котла позволяет лучше использовать грузоподъемность цистерны, а повышенная до 80 кН/м погонная нагрузка позволяет увеличить на 30-35 % массу поезда при существующих ограничениях его длины и тем самым достичь большей провозной способности железных дорог, сократить капитальные вложения на развитие пропускной способности, снизить себестоимость перевозок, увеличить производительность труда.При проектировании восьмиосных цистерн безрамной конструкции исходят из тенденции развития современного вагоностроения, где идея применения цельнонесущего кузова получила всеобщее признание. В таком кузове, которым является у цистерны котел, лучше используются все его основные элементы, он имеет меньшую массу, чем кузов с несущей рамой. Котел цистерны цилиндрической формы со сравнительно толстыми стенками в большей мере, чем кузова других типов вагонов, может быть использован в качестве цельнонесущей конструкции.Котел цистерны состоит из цилиндрической части 1 и двух днищ 9 эллиптической формы. Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается приваренными к котлу под креплением кольцевыми шпангоутами 7 и 8 омегообразного поперечного сечения. Котел имеет два сливных прибора 6 универсального типа и два колпака с крышками 4 малого объема для налива груза, при котором 2 % объема котла остаются не заполненными грузом для компенсации температурного расширения груза.Исследования, проведенные ВНИИЖТ, показали, что неполное заполнение котла грузом не представляет угрозы для безопасности движения поездов и прочности котла. Вблизи колпака расположены два предохранительно-впускных клапана 2. Котел оборудован наружной 3 и внутренней 5 лестницами, помостами и ограждениями около колпаков с крышками 4. Основные части котла и его опор изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д.
Дальнейшим конструктивным улучшением восьмиосной цистерны является опирание котла непосредственно на боковые скользуны четырех двухосных тележек, из которых состоят четырехосные тележки. Это позволяет снизить на 2,5-3 т массу тары цистерны и повысить ее грузоподъемность из-за отсутствия тяжелых соединительных балок четырехосных тележек. Кроме того, у такой цистерны улучшены условия осмотра и ремонта ходовых частей; иное расположение частей автотормоза дает возможность применять авторежим (устройство для автоматического изменения величины давления в тормозном цилиндре в зависимости от грузоподъемности цистерны).Принимая во внимание большую экономическую эффективность восьмиосных цистерн по сравнению с четырехосными и шестиосными, а также преимущества габарита Т по сравнению с габаритом 1-Т, целесообразным типом восьмиосной цистерны должна быть цистерна, построенная по габариту Г . Такие цистерны в первую очередь должны эксплуатироваться на направлениях перевозки нефтепродуктов в большом объеме в маршрутных поездах большой массы, например до 10-12 тыс. т, что при ограниченных длинах станционных путей можно реализовать лишь при использовании цистерн с большой погонной нагрузкой. Кроме того, в поездах такой массы при наличии кривых малого радиуса, больших подъемов и спусков профиля пути могут возникать большие продольные силы, которые оказывают существенное влияние на устойчивость от выжимания вагонов из поезда. Особенно это негативно сказывается на четырехосных вагонах.Мариупольским заводом тяжелого машиностроения в содружестве с МИИТ и ВНИЖТ была разработана конструкция восьмиосной цистерны габарита Тц. Ее котел с десятью шпангоутами с внутренним диаметром 3,4 м состоит из нижнего (броневого) листа толщиной 12 мм, верхних и боковых листов толщиной 9 мм и двух днищ толщиной 12 мм. Цистерна спроектирована на грузоподъемность 125 т, массу тары 51т, полный объем котла 159 м³ осевую нагрузку 216 кН и погонную нагрузку 94,2 кН/м. Вследствие меньшей длины котла цистерна габарита Тц в отличие от других типов восьмиосных цистерн имеет один сливной прибор и одну горловину люка.По предложению МИИТа Азовмашем впервые в мировой практике вагоностроения спроектирована восьмиосная цистерна модели 15-1500 с переменным профилем шпангоутов котла (десять шпангоутов на котле), В зоне наибольших ограничений по габариту ширины цистерны высота шпангоута уменьшена со 110 мм до 15 мм, что позволило увеличить внутренний диаметр котла с 3,0 м до 3,2 м при одинаковом габарите подвижного состава 1-Т. Такая цистерна имеет грузоподъемность 125 т, массу тары 51 т, удельный объем котла 1,25 м³/М Средняя погонная нагрузка «нетто» увеличена на 11 % по сравнению с цистерной модели 15-871. После всесторонних испытаний эти цистерны более рациональной конструкции начали строиться серийно (с 1988 г.) на Азовмаше.
Смотреть что такое "котел цистерны" в других словарях:
Котел — 1. Котел Ндп. Парогенератор По ГОСТ 23172 Источник: ГОСТ 25720 83: Котлы водогрейные. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Котел вагона-цистерны — 14. Котел вагона цистерны Основная часть (емкость) кузова вагона цистерны, выполняющая функции кузова вагона, предназначенная для перевозки жидкостей, сжиженных газов, порошкообразных сыпучих грузов; имеет люки и устройства для налива и слива… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Правила перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и вагонах бункерного типа для перевозки нефтебитума — Терминология Правила перевозок жидких грузов наливом в вагонах цистернах и вагонах бункерного типа для перевозки нефтебитума: 1.2.1. Вагон бункерного типа для перевозки нефтебитума вагон, предназначенный для перевозки высоковязких и застывающих… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТ СЭВ 4860-84: Вагоны грузовые и их узлы. Термины и определения — Терминология СТ СЭВ 4860 84: Вагоны грузовые и их узлы. Термины и определения: 33. Автоматический тормоз вагона Тормоз вагона, автоматически приходящий в действие при разрыве или саморасцеплении вагонов в поезде и управляемый в служебных режимах… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Вагон-цистерна — на железной дороге Union Pacific Вагон цистерна вид подвижного состава … Википедия
ЦИСТЕРНА — (лат.). Подземный резервуар, водохранилище для дождевой воды; особые вагоны для керосина. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЦИСТЕРНА 1) искусственный бассейн для хранения воды; 2) особого рода вагон,… … Словарь иностранных слов русского языка
Корабль морское судно — в общем смысле название всякого морского судна больших размеров. Деревянный парусный К. Для ознакомления с названиями, встречающимися в дальнейшем изложении, рассмотрим деревянный парусный К. ХIХ века (фиг. 1). Фиг. 1. Для своего передвижения К.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Корабль, морское судно — в общем смысле название всякого морского судна больших размеров. Деревянный парусный К. Для ознакомления с названиями, встречающимися в дальнейшем изложении, рассмотрим деревянный парусный К. XIX века (фиг. 1). Фиг. 1. Для своего передвижения К.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Аммоний аммониум — Аммоний соединение 1 атома азота с 4 атомами водорода NH 4, с несомненностью до сих пор еще не полученное в свободном состоянии; существование его, однако, необходимо принять, так как есть множество тел, строение которых требует допущения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Аммоний, аммониум — Аммоний соединение 1 атома азота с 4 атомами водорода Nh5, с несомненностью до сих пор еще не полученное в свободном состоянии; существование его, однако, необходимо принять, так как есть множество тел, строение которых требует допущения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
universal_ru_en.academic.ru
Котел цистерны
Изобретение относится к подвижному составу. Котел цистерны содержит обечайку с днищами и заливную горловину с крышкой, закрепленной на ригеле с возможностью вертикального перемещения посредством винтовой пары. Ригель закреплен на стойке с возможностью поворота в горизонтальной плоскости посредством опоры скольжения. Данное конструктивное выполнение котла цистерны позволяет облегчить открывание и закрывание крышки люка заливной горловины, упростить конструкцию и повысить надежность эксплуатации цистерны. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается котлов железнодорожных цистерн, предназначенных для перевозки герметично закрываемых грузов.
Известна цистерна, содержащая устройство для герметичного закрывания наполнительного отверстия. Колпак для закрывания наполнительного отверстия в верхней части имеет пластину с опорными элементами для кольца, ограничивающего наполнительное отверстие, элементы вертикального перемещения и элементы горизонтального перемещения [1]. К недостаткам такого устройства можно отнести сложность конструкции, связанную с наличием дополнительных устройств для автоматического перемещения крышки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Известно также устройство для герметичного закрывания крышки люка цистерны. Запор состоит из крышки, в центральной части которой расположен винт с ушком, закрепленный гайкой. Гайка непосредственно или через шайбу воздействует на двуплечие рычаги, которые расположены с обеих сторон винта, один против другого и шарнирно присоединены к крышке. Свободные концы рычагов входят в откидные петли, присоединенные к цистерне или горловине [2]. К недостаткам такой конструкции можно отнести неудобство в обслуживании, выражающееся в необходимости поднятия крышки во время открывания вместе с рычагами и винтовой парой. Известна также цистерна для перевозки наливных грузов, запорное устройство крышки которой выполнено в виде ригеля, один конец которого закреплен винтовой парой, а другой шарнирно закреплен на стойке, и балансира, упругие элементы которого одними концами закреплены на крышке, а другие закреплены и напряжены на стойке котла [3]. Эта конструкция выбрана в качестве ближайшего аналога. К недостаткам этой конструкции можно отнести сложность конструкции, трудоемкость и неудобство в эксплуатации, а также недолговечность, вызванную использованием упругого элемента, который будет подвергаться интенсивной коррозии в условиях эксплуатации под открытым небом. Технические задачи изобретения: облегчение открывания и закрывания крышки люка заливной горловины котла цистерны, упрощение конструкции и повышение ее надежности в эксплуатации. Поставленные задачи решаются тем, что крышка люка, имеющая возможность вертикального перемещения на ригеле с помощью винтовой пары. подвижно закреплена на стойке через ригель с возможностью поворота в горизонтальной плоскости посредством опоры скольжения. Соединение крышки с ригелем выполнено разъемным в виде пяты и подпятника. Крышка зафиксирована относительно ригеля посредством стопора, размещенного между его параллельными ребрами. Сущность изобретения заключается в том, что в котле цистерны, содержащем обечайку с днищами и горловину с крышкой, герметично закрываемой посредством ригеля, выполненного из двух параллельных ребер и закрепленного одним концом к котлу на стойке, а другим - с помощью откидной петли, крышка закреплена на ригеле с возможностью вертикального перемещения посредством винтовой пары, а ригель закреплен на стойке с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно стойки посредством опоры скольжения. Крышка зафиксирована относительно ригеля посредством стопора, взаимодействующего с параллельными ребрами ригеля. Кроме того, соединение крышки с ригелем выполнено в виде пяты и подпятника. Сущность изобретения поясняется со ссылкой на прилагаемый чертеж, показывающий пример конструктивного исполнения котла цистерны. Фиг.1 - общий вид котла. Фиг.2 - установка крышки люка на котле, в увеличенном масштабе. Фиг.3 - то же, вид сверху. Котел 1, предназначенный для перевозки наливных грузов, содержит обечайку 2 с днищами 3. В верхней части расположено устройство 4 налива и герметизации котла 1, состоящее из горловины 5, крышки 6 с уплотнительным элементом 7 и ригеля 8, выполненного из двух параллельных ребер 9. Один конец ригеля 8 закреплен на оси 10 с подшипником 11, прикрепленной к стойке 12, с возможностью поворота его в горизонтальной плоскости. Другой конец ригеля 8 фиксируется накидной петлей 13, шарнирно прикрепленной на оси 14 к котлу 1. Относительное горизонтальное перемещение крышки 6 и ригеля 8 фиксируется стопором 15, приваренным к крышке 6 и размещенным между параллельными ребрами 9 ригеля 8. Вертикальное перемещение крышки 6 относительно котла 1 и ригеля 8 осуществляется с помощью кинематической пары винт 16 - гайка 17, управляемой маховиком 18. Соединение крышки 6 с ригелем 8 выполнено разъемным в виде пяты 19 и подпятника 20. Перед загрузкой герметичного закрытого котла маховиком 18 приподнимают крышку 6, снимают петлю 13 с ригеля 8 и отводят крышку 6 вместе с ригелем 8 вправо или влево. Закрывание крышки производится в обратной последовательности. Положительный результат настоящего технического решения выражается в повышении удобства обслуживания в эксплуатации, так как здесь исключается необходимость подъема и поворота крышки в вертикальной плоскости, чем исключается опасность падения оператора с вагона-цистерны, особенно в зимних условиях. Кроме того, в процессе открывания котла цистерны исключается опасность резкого выброса избыточного давления из котла. Избыточное давление в котле сбрасывается постепенно в процессе открывания крышки с помощью винтовой пары. В настоящее время на котел разработаны рабочие чертежи. Источники информации 1. Патент Франции 2223990, МПК В 65 D 87/40. 2. Заявка ФРГ 1953085, МПК В 61 D 5/06. 3. Патент РФ 2151704, МПК 7 В 61 D 5/00 - прототип.
Формула изобретения
1. Котел цистерны, содержащий обечайку с днищами и горловину с крышкой, герметично закрываемой посредством ригеля, выполненного из двух параллельных ребер и закрепленного к котлу одним концом на стойке, а другим с помощью откидной петли, отличающийся тем, что крышка закреплена на ригеле с возможностью вертикального перемещения посредством винтовой пары, а ригель закреплен на стойке с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно стойки посредством опоры скольжения. 2. Котел цистерны по п. 1, отличающийся тем, что крышка зафиксирована относительно ригеля посредством стопора, взаимодействующего с параллельными ребрами ригеля. 3. Котел цистерны по п. 1, отличающийся тем, что соединение крышки с ригелем выполнено разъемным в виде пяты и подпятника.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
www.findpatent.ru
Вагон-цистерна | Транспортировка и хранение
Вагон-цистерна - вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для перевозки жидкостей: нефти и продуктов её переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества), сжиженного газа (пропан-бутан, кислород),
Различают цистерны:
По типу:
общего назначения - для перевозки нефтепродуктов
специальные - для определённых видов грузов
По конструкции:
цистерны имеющие раму
цистерны безрамной конструкции
По числу осей:
четырёхосные
восьмиосные
По ёмкости
60 тонн
120 тонн
125 тонн
Котёл вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки груза без избыточного давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные газы).
Кузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами.
Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид которых зависит от перевозимого груза.
Универсальные цистерны подразделяются на цистерны для перевозки светлых (бензин, керосин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) наливных грузов.
Универсальные цистерны железных дорог России оборудованы нижними сливными приборами, обеспечивающими надежную герметичность затворов.
Массу жидкого груза, перевозимого в цистернах, определяют замерно-калибровочным способом, при котором измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и затем по специальным калибровочным таблицам, в которых приведена емкость котлов в зависимости от уровня его налива, подсчитывают массу груза.
Калибровочный тип цистерны обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части.
Котлы специальных цистерн могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева перевозимого продукта, а также приборы для контроля за его состоянием.
В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций.
В цистернах, у которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в передаче этих нагрузок к другим вагонам поезда не участвует.
У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы.
Для повышения прочности и жёсткости котлов вагонов-цистерн большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами-шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости.
Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 т постройки Мариупольского (Ждановского) завода (рис. 4.3) имеет котел с полезной емкостью 71,7 м³ полной емкостью 73,1 м³ и с внутренним диаметром 3,0 м.
Крепление котла на раме производится в средней и в концевых его частях. К крайним опорам котел притянут стяжными хомутами, предназначенными для предотвращения вертикальных и поперечных его перемещений относительно рамы.Особенностью конструкции рамы цистерны модели 15-1443 является отсутствие боковых продольных балок, наличие мощных концевых балок и облегченных продольных боковых балок лишь по концам рамы. Отсутствуют также промежуточные поперечные балки. Вследствие этого масса тары цистерны уменьшилась на 1,4 т. При такой конструкции силы, действующие на цистерну, воспринимаются котлом, жесткость которого значительно выше жесткости продольных боковых балок, и затем через крайние его опоры передаются на тележки.В последние годы на Уральском и Мариупольском вагоностроительных заводах строятся четырехосные цистерны с увеличенной базой (7,8 м вместо 7,12 м) и укороченными консолями (1,5 м вместо 1,84 м), что улучшает динамические качества цистерны, особенно в горизонтальной плоскости, и повысить безопасность движения грузовых поездов, в которых имеются такие цистерны.Для перевозки бензина спроектирована четырехосная цистерна с удельным объемом котла 1,4 м³/т, вписанная в габарит 02-ВМ, что позволяет эксплуатировать ее на зарубежных железных дорогах с шириной колеи 1435 мм. Грузоподъемность такой цистерны 62 т, масса тары 25,3 т, осевая нагрузка 216 кН, погонная нагрузка 64 кН/м. В последние годы постройка четырехосных цистерн с улучшенными технико-экономическими показателями производится на Уралвагонзаводе и на других предприятиях России.Для увеличения провозной способности железных дорог Мариупольским заводом тяжелого машиностроения (Азовмаш) совместно с кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» Московского института инженеров железнодорожного транспорта (ныне Московский государственный университет путей сообщения - МИИТ) создана восьмиосная цистерна безрамной конструкции модели 15-871. У нее отсутствуют хребтовая балка между шкворневыми узлами и продольные боковые балки. Грузоподъемность 120 т (рис. 4.4). Увеличенный до 1,14 м³/т удельный объем котла позволяет лучше использовать грузоподъемность цистерны, а повышенная до 80 кН/м погонная нагрузка позволяет увеличить на 30-35 % массу поезда при существующих ограничениях его длины и тем самым достичь большей провозной способности железных дорог, сократить капитальные вложения на развитие пропускной способности, снизить себестоимость перевозок, увеличить производительность труда.
При проектировании восьмиосных цистерн безрамной конструкции исходят из тенденции развития современного вагоностроения, где идея применения цельнонесущего кузова получила всеобщее признание. В таком кузове, которым является у цистерны котел, лучше используются все его основные элементы, он имеет меньшую массу, чем кузов с несущей рамой. Котел цистерны цилиндрической формы со сравнительно толстыми стенками в большей мере, чем кузова других типов вагонов, может быть использован в качестве цельнонесущей конструкции.Котел цистерны состоит из цилиндрической части 1 и двух днищ 9 эллиптической формы. Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается приваренными к котлу под креплением кольцевыми шпангоутами 7 и 8 омегообразного поперечного сечения. Котел имеет два сливных прибора 6 универсального типа и два колпака с крышками 4 малого объема для налива груза, при котором 2 % объема котла остаются не заполненными грузом для компенсации температурного расширения груза. Исследования, проведенные ВНИИЖТ, показали, что неполное заполнение котла грузом не представляет угрозы для безопасности движения поездов и прочности котла. Вблизи колпака расположены два предохранительно-впускных клапана 2. Котел оборудован наружной 3 и внутренней 5 лестницами, помостами и ограждениями около колпаков с крышками 4. Основные части котла и его опор изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д.Дальнейшим конструктивным улучшением восьмиосной цистерны является опирание котла непосредственно на боковые скользуны четырех двухосных тележек, из которых состоят четырехосные тележки. Это позволяет снизить на 2,5-3 т массу тары цистерны и повысить ее грузоподъемность из-за отсутствия тяжелых соединительных балок четырехосных тележек. Кроме того, у такой цистерны улучшены условия осмотра и ремонта ходовых частей; иное расположение частей автотормоза дает возможность применять авторежим (устройство для автоматического изменения величины давления в тормозном цилиндре в зависимости от грузоподъемности цистерны).Принимая во внимание большую экономическую эффективность восьмиосных цистерн по сравнению с четырехосными и шестиосными, а также преимущества габарита Т по сравнению с габаритом 1-Т, целесообразным типом восьмиосной цистерны должна быть цистерна, построенная по габариту Г . Такие цистерны в первую очередь должны эксплуатироваться на направлениях перевозки нефтепродуктов в большом объеме в маршрутных поездах большой массы, например до 10-12 тыс. т, что при ограниченных длинах станционных путей можно реализовать лишь при использовании цистерн с большой погонной нагрузкой. Кроме того, в поездах такой массы при наличии кривых малого радиуса, больших подъемов и спусков профиля пути могут возникать большие продольные силы, которые оказывают существенное влияние на устойчивость от выжимания вагонов из поезда. Особенно это негативно сказывается на четырехосных вагонах.Мариупольским заводом тяжелого машиностроения в содружестве с МИИТ и ВНИЖТ была разработана конструкция восьмиосной цистерны габарита Тц (рис. 4.5). Ее котел с десятью шпангоутами с внутренним диаметром 3,4 м состоит из нижнего (броневого) листа толщиной 12 мм, верхних и боковых листов толщиной 9 мм и двух днищ толщиной 12 мм. Цистерна спроектирована на грузоподъемность 125 т, массу тары 51т, полный объем котла 159 м³ осевую нагрузку 216 кН и погонную нагрузку 94,2 кН/м. Вследствие меньшей длины котла цистерна габарита Тц в отличие от других типов восьмиосных цистерн имеет один сливной прибор и одну горловину люка.
По предложению МИИТа Азовмашем впервые в мировой практике вагоностроения спроектирована восьмиосная цистерна модели 15-1500 с переменным профилем шпангоутов котла (десять шпангоутов на котле), В зоне наибольших ограничений по габариту ширины цистерны высота шпангоута уменьшена со 110 мм до 15 мм, что позволило увеличить внутренний диаметр котла с 3,0 м до 3,2 м при одинаковом габарите подвижного состава 1-Т. Такая цистерна имеет грузоподъемность 125 т, массу тары 51 т, удельный объем котла 1,25 м³/М Средняя погонная нагрузка «нетто» увеличена на 11 % по сравнению с цистерной модели 15-871. После всесторонних испытаний эти цистерны более рациональной конструкции начали строиться серийно (с 1988 г.) на Азовмаше.
neftegaz.ru
Назначение и общая характеристика ж/д цистерн
содержание ..
20
21
22
23
24
25 ..
7.7.
Назначение и общая характеристика ж/д цистерн
Цистерны предназначены для транспортирования в основном жидких и
газообразных веществ. В некоторых цистернах перевозятся сыпучие
пылевидные грузы. Специфика перевозимых в цистернах грузов обусловливает
особую герметическую конструкцию ку-зова цистерны, называемого котлом.
Котел цистерны представляет собой резервуар цилиндрической формы с
выпуклыми торцовыми частями (днищами) в форме шаровых сегментов. Другие
узлы цистерны (ходовые части, сцепные приборы, тормозное оборудование)
типовые, т. е. такие же, как у всех грузовых вагонов. В зависимости от
видов грузов различают цистерны общего назначения (для перевозки широкой
номенклатуры нефтепродуктов) и специальные (для перевозки определенных
грузов). Помимо того, в последние годы введена двухгруппная
специализация цистерн общего назначения — для темных нефтепродуктов
(нефть, минеральные масла и т. п.) и светлых (бензин, лигроин и т. п.).
Это позволило существенно сократить объем работ по подготовке цистерн
общего назначения к наливу (очистка котла от ранее перевозимого груза,
промывка и пропарка его).
К группе специальных цистерн относятся цистерны для перевозки кислот,
молока, спирта, этиловой жидкости, сжиженных газов, цемента,
кальцинированной соды и пр. Цистерн специального назначения строят
сравни-тельно немного, поэтому для удобства постройки, ремонта и
эксплуатации они имеют унифицированные с цистернами общего назначения
рамы, узлы крепления котла и Tip. Между собой специальные цистерны
отличаются конструкцией котла и его элементов.
Для улучшения организации перевозок наливных грузов (ускорения оборота
цистерн) массу жидкого груза в цистерне определяют не взвешиванием, а
замерно-калибровочным способом. Для этого измеряют уровень жидкости в
котле, затем но таблицам калибровки с учетом плотности груза и калибра
цистерны подсчитывают массу груза. О калибре цистерны свидетельствуют
металлические цифры, приваренные к котлу с обеих сторон.
Цистерны всех типов выпускаются Ждановским заводом тяжелого
машиностроения (ЖЗТМ).
7.8. Устройство ж/д цистерн общего назначения
Четырехосная цистерна для перевозки нефти и нефтепродуктов (рис.
7. 29,а) грузоподъемностью 60 т с объемом котла 61,2 м3 в рабочем парке
цистерн наиболее распространена. Она серийно строится с 1957 г.
Рама цистерны состоит из хребтовой балки и двух концевых частей.
Хребтовая балка выполнена из двух швеллеров № 30с (300Х11.5Х89Х Х13.5
мм), перекрытых сверху и снизу листами толщиной соответственно 8 и
6 мм. Концевая часть рамы помимо участка хребтовой балки включает в себя
шкворневую балку коробчатого сечения (сварена из верхнего и нижнего
листов толщиной 12 мм и двух вертикальных листов толщиной 8 мм),
концевую и две короткие боковые балки, изготовленные из штамповок
Г-образной формы толщиной 6 мм. Для увеличения жесткости вертикальные
стенки боковых балок гофрированы. Таким образом,
особенностью рамы цистерн является то, что на участке между шкворневыми
балками имеется только хребтовая балка, другие продольные и поперечные
элементы отсутствуют. Связь шкворневых балок рамы с надрессорными
балками двухосных тележек осуществляется с помощью обычного пятникового
устройства и боковых скользунов. Описанная конструкция рамы типовая. Она
применяется независимо от перевозимых грузов для всех четырехосных
цистерн.
Котел цистерны диаметром 2800 мм имеет цилиндрическую часть, сваренную
из пяти продольных листов (нижнего, или броневого, толщиной 11 мм, двух
верхних и двух средних — 9 мм), и два сферических днища из листа
толщиной 11 мм (радиус сферы равен 3000 мм). Материал котла — сталь
марки СтЗ. Все листы и днище котла соединены между собой встык
автоматической сваркой.
По концам и в средней части котел связан с рамой. Поскольку при
изменении температуры длина котла может изменяться, по концам он не
крепится жестко к раме, а свободно лежит (рис. 7. 29,6) на деревянных
брусках 3. Последние укреплены болтами на металлических опорах 2
шкворневых балок рамы. Верхние части опор имеют очертание,
соответствующее форме котла. Чтобы предотвратить вертикальные и
поперечные перемещения котла относительно рамы, применяются стяжные
хомуты 1. Натяжение хомутов обеспечивается винтовыми муфтами.
Средняя часть котла (рис. 7. 29,в) связана с хребтовой балкой фасонными
лапами 4, приваренными к броневому листу котла и соединенными болтами 5
с опорными планками 7, которые жестко приварены к верхним полкам
хребтовой балки. Такое соединение котла и хребтовой балки не допус-кает
их взаимного смещения в продольном направлении.
Жидкий груз наливается в котел через колпак, размещенный сверху
посередине котла. Люк колпака (диаметр 570 мм, высота 300 мм)
герметически закрывается крышкой, плотное прилегание которой
обеспечивается с помощью восьми откидных болтов. В колпаке размещается
устройство для контроля уровня заполнения котла и привод сливного
прибора. Часть объема котла (примерно 2% общего объема) должна быть
незаполненной, поскольку при повышении температуры объем нефтепродукта
увеличивается. Котел оборудован наружной двухсторонней лестницей с
площадкой вокруг колпака и внутренней лестницей для спуска внутрь.
Цистерна имеет нижний слив, для чего оборудована универсальным сливным
прибором 6, расположенным в средней части котла. Броневой лист котла
имеет выгиб вниз глубиной
15 — 30 мм для полного стекания жидкости от днищ к сливному прибору.
Сливной прибор (рис. 7.30) состоит из внутренней и наружной частей.
Внутренняя часть включает в себя стойку 2, клапан 18 и штангу 1, нижний
конец которой соединен с клапаном болтами 4, входящими в кольцевую
выточку штанги. Клапан снабжен перьями 3, направляемыми стойкой 2. Такая
связь клапана со штангой позволяет ему при вращении штанги перемещаться
вверх и вниз, препятствуя повороту. Резьбовой частью штанга ввинчивается
в стойку, а верхний ее конец, соединенный с откидным воротком,
размещается в колпаке. Клапан является основным затвором. Для
обеспечения достаточной плотности к нему с помощью прижимного кольца 16
и шпилек 15 прикреплено резиновое кольцо 17. Седлом клапана служит
верхний торец корпуса 13.
Рис. 7.30. Универсальный сливной прибор
цистерны.
Наружная часть сливного прибора состоит из корпуса
13 (диаметром 200 мм), приваренного к котлу; крышки // с резиновым
уплотнением, прикрепляемым с помощью прижимного кольца и болтов 12;
нажимного винта 9 с рукояткой 8 стопорной гайки и скобы 10, подвешенной
к корпусу с помощью валиков 5.
Крышка И является дополнительным наружным затвором. Она прижимается к
нижнему торцу корпуса винтом 9. Соединение крышки и винта осуществляется
с помощью болтов 4, пропущенных через кольцевую выточку винта. Корпус
сливного прибора окружен парообогревательным кожухом 14. Патрубки 6 и 7
предназначены
соответственно для подвода пара и удаления
конденсата из кожуха.
Чтобы открыть сливной прибор, отворачивают винт 9, поворачивают скобу 10
вместе с крышкой 11 и винтом 9 и навешивают ее на крючок, приваренный к
хребтовой балке. Таким образом, дополнительный затвор открыт. После
этого открывают крышку колпака цистерны и посредством воротка вращают
штангу 1. В результате клапан 18 поднимается и отходит от верхнего торца
корпуса. Прибор полностью открыт.
С точки зрения прочности и устойчивости котла для него опасны внутренние
избыточное и пониженное (вакуум) давления. Чтобы избежать этих
нежелательных явлений, на котле ря-дом с колпаком устанавливается
предохранительно-впускной клана н (рис. 7. 31). При давлении в котле,
превышающем давление, на которое отрегулирована пружина 5 (0,15 МПа для
цистерн общего назначения), ее сопротивление преодолевается, и клапан 2,
имеющий направляющую втулку 4, поднимается вверх, обеспечивая сброс
избыточного давления в атмосферу. Если давление в котле понижено (на
0,01 МПа), то сжимается пружина в результате чего клапан 3 опускается и
воздух входит в котел.
Котел рассматриваемой цистерны окрашен в светло-желтый (палевый) цвет, в
правом верхнем углу наносит-ся трафарет Бензин/Нефть. Недостатком
цистерны является то, что ее грузоподъемность неполностью используется
при перевозках светлых нефтепродуктов. Удельный объем котла равен 1,02
м3/т, а светлых нефтепродуктов — 1,2—1,4 м3/т.
Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 т
(рис. 7. 32) предназначена для перевозки бензина и светлых
нефтепродуктов. Она выпускается серийно с 1971 г. и характеризуется
увеличенным объемом котла (72,7 м3) за счет большей его длины (10 620
мм) и диаметра (3000 мм). Толщины листов цилиндрической части котла:
броневого — 11 мм; двух средних 10 мм; двух верхних 9 мм. Материал котла
— сталь марки ВСтЗспб. Крепление котла к раме типовое. Броневой лист
выполнен с уклоном к универсальному сливному прибору.
Транспортирование высоковязких нефтепродуктов (мазута, смазочных масел и
т. п.) в обычных иефтебензино-вых цистернах нерационально, так как такие
грузы очень трудно сливать. Для полной выгрузки нефтепродукты надо
подогревать. В связи с этим разработана конструкция специальной
четырехосной цистерны грузоподъемностью 60 т для вязких нефтепродукт о в
(рис. 7. 33). Она отличается от нефтебензиновой наличием
парообогревательной рубашки, которой оборудована нижняя часть котла по
всей поверхности. Наружной стенкой рубашки служит) стальной лист
толщиной 3 мм, равноотстоящий от котла, а внутренней — часть котла.
Между собой стенки связаны сваркой металлическим каркасом из уголкового
проката. Поверхность обогрева котла цистерны составляет 40 м2. Пар
подается в
рубашку через штуцер кожуха сливного прибора, а выход пара или
конденсата происходит через два патрубка, расположенных по концам кот-ла
в нижней части рубашки. Толщина броневого, средних и верхних листов
котла равна соответственно 11,9 и 8 мм, объем котла 61,2 м3, материал —
сталь марки ВСтЗспб.
Восьмиосная цистерна грузоподъемностью 120 т с
объемом котла 140 м3 (рис. 7. 34) предназначена для перевозки
бензина и светлых нефтепродуктов. Цистерна безрамной конструкции. Котел
ее, как замкнутая цилиндрическая оболочка, воспринимает все вертикальные
и горизонтальные нагрузки. Естест-венно, что отсутствие несущей рамы
уменьшает тару цистерны и, следовательно, снижает себестоимость
перевозок. Котел цистерны внутренним диаметром 3000 мм изготавливается
из низколегированной стали марки 09Г2С. Цилиндрическая часть его
составлена из двух половин, сваренных встык. Каждая половина сварена из
продольных листов: двух нижних толщиной 14 мм, двух средних — 10 мм,
двух верхних — 9 мм. Днища торосферической формы штампованы из листа
толщиной 12 мм.
Для повышения прочности и жесткости цилиндрическая
оболочка кот л а в средней и двух опорных зонах подкреплена приваренными
к ней кольцевыми шпангоутами (по два в каждой зоне).
По концам котла находятся две опорные нолурамы, посредством которых
осуществляется связь котла с ходовыми тележками. Полурама состоит из
мощной короткой хребтовой балки (два зета № 31), шкворневой балки
коробчатого сечения, облегченных концевой и двух боковых балок,
отштампованных из листа толщиной 6 мм. На хребтовой и концевых балках
размещены детали автосцепного устройства, а на шкворневой — пятник,
скользу-ны. Котел с помощью сварки жестко соединен с полурамами, точнее
с опорами хребтовых и шкворнезых балок. Для ускорения операций налива и
слива груза котел оборудован двумя типовыми колпаками и двумя
универсальными сливными приборами. Ходовой
частью цистерны служат две обычные четырехосные
тележки с соединительными балками штампосварной конструкции.
В концевых частях котлов восьмиосных цистерн, выпускаемых до 1972 г.,
предусматривались специальные углубления — ниши для размещения хребтовых
балок полурам. Наличие ниши позволяет понизить центр тяжести цистерны,
что улучшает ее устойчивость и другие динамические качества. Однако при
этом значительно усложняется технология изготовления котла и подгонка к
нему опорных устройств, появляются начальные технологические напряжения.
Все эти отрицательные факторы приводят к усталостному разрушению опор
котла в эксплуатации.
В опытной эксплуатации находится восьмиосная цистерна с опиранием кот-ла
на скользуны двухосных тележек. Соединительная балка двухосных тележек
отсутствует. За счет этого тара цистерны уменьшена на 2,5 т, а
грузоподъемность увеличена и равна 122,5 т.
В 1975—1977 гг. разработана и построена восьмиосная цистерна (рис. 7.
35) для перевозки сырой нефти на Байкал о-А м у р-с к о й
железнодорожной магистрали. Грузоподъемность цистерны 125 т, объем котла
159,5 м3, внутренний диаметр котла 3400 мм. Цистерна построена по
габариту Т. Конструкция цистерны создавалась с учетом особенностей
климатических и природных условий в районе БАМа, выдвигающих повышенные
требования к надежности и удобству обслуживания узлов цистерн. Она
изготовлена из ма-териалов, обеспечивающих устойчивую работу в зоне
холодного климата с температурой минус 60°С. Несущий котел цистерны
оснащен одним наливным колпаком и одним сливным прибором. В автосцепное
устройство включен гидравлический поглощающий аппарат.
Основные технические характеристики цистерн общего назначении приведены
в табл. 7. 5.
Таблица 7.5. Основные технические характеристики
нефтебензиновых цистерн