Котел железнодорожного вагона - цистерны. Котлы железнодорожных цистерн

Котел железнодорожной цистерны | Банк патентов

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкциям котлов железнодорожных цистерн горизонтального расположения для перевозки жидких грузов.

Известен котел цистерны, выполненный в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки, сливно-наливной арматуры, установленной на обечайке котла, при этом нижний и боковые листы выполнены броневыми, а нижний броневой лист выполнен с выдавленным уклоном к середине котла и броневая часть обечайки охватывает до 270° окружности котла. [1]

Основным недостатком известной модели котла железнодорожной цистерны является достаточно большая металлоемкость и, соответственно, высокий коэффициент тары.

Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является котел, который используется в известной железнодорожной цистерне для транспортирования жидких грузов, включающая установленный на ходовой части посредством рамы котел в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и цилиндрической обечайки, выполненный из трех царг, из которых концевые соединены с днищами и свободно размещены на раме, а средняя царга посредством фасонных лап жестко закреплена на раме и имеет сливное устройство и люк, при этом царги выполнены одинаковой длины и составлены из листов так, что у крайних царг размер броневого листа не менее чем на 200 мм больше длины броневого листа средней царги, а фасонные лапы прикреплены к котлу, так что расстояние от их концов до кольцевых

швов средней и концевых царг не менее 150 мм, причем царги выполнены равными 3,1 м. [2]

Одним из основных недостатков прототипа является недостаточная прочность котла-цистерны.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача максимально повысить прочность и устойчивость путем оптимального раскроя геометрии построения котла, и, как следствие, улучшение безопасности эксплуатации железнодорожных цистерн, как одного из важных факторов эксплуатации подвижного состава, а также увеличить грузоподъемность при выполнении стандартных условий перевозок.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в котле железнодорожной цистерны, выполненном в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах цилиндрической обечайки, выполненной из средней и двух концевых царг, сливно-наливной арматуры, установленной на обечайке котла, каждый продольный сварной шов между верхним и нижним броневым листами каждой концевой царги выполнен под углом 60°-110° к нижней образующей котла, а сварной шов между нижним броневым и последующим листами средней царги выполнен под углом 35°-55° к нижней образующей котла, при этом соотношение длины обечайки к длине средней царги выполнено в пределах равным 1,7-2,2, при этом продольные швы в средней и в концевых царгах смещены относительно друг друга.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:

- фиг.1 - общий вид котла железнодорожной цистерны;

- фиг.2 - разрез А-А концевой царги обечайки котла;

- фиг.3 - разрез Б-Б средней царги обечайки котла;

- фиг.4 - раскрой обечайки котла железнодорожной цистерны.

Котел железнодорожной цистерны, выполненным в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ 1, закрепленных на торцах цилиндрической обечайки 2, выполненной из средней 3 и двух концевых 4 царг.

В верней части расположено наливное устройство 5, а в нижней части сливной прибор 6, расположенный в середине котла. На средней обечайке 3 установлены фасонные лапы 7.

Необходимо отметить, что каждый продольный сварной шов между верхним и нижним броневым листами каждой концевой царги 4 выполнен под углом 60°-110° к нижней образующей котла,

При выполнении продольного сварного шва между верхним и нижним броневым листами в концевой царге 4 под углом меньше 60° к нижней образующей котла не обеспечивается достаточная устойчивость установки котла на опоры.

В случае выполнения продольного сварного шва между верхним и нижним броневым листами в концевой царге 4 под углом больше 110° к нижней образующей котла приводит к необоснованному увеличению металлоемкости и, соответственно, к увеличению коэффициента тары.

В предлагаемой полезной модели котла железнодорожной цистерны сварной шов между нижним броневым и последующим листами средней царги 3 выполнен под углом 35°-55° к нижней образующей котла,

При выполнении сварного шва между нижним броневым и последующим листами в средней царге 3 под углом меньше 35° к нижней образующей котла не обеспечивается необходимая жесткость крепления котла в зоне установки фасонных лап 7.

А при выполнении сварного шва между нижним броневым и последующим листами в средней царге 3 под углом больше 55° к

нижней образующей котла приводит к необоснованному увеличению металлоемкости и, как следствие, к увеличению коэффициента тары.

При этом соотношение длины L обечайки 2 к длине L 1 средней царги 3 выполнено в пределах равным 1,7-2,2.

Выполнение соотношения длины обечайки 2 к длине средней царги 3, т.е L/L1 меньше 1,7 приведет к уменьшению прочности котла и, соответственно, к увеличению допустимого напряжения в среднем сечении средней царги 3 обечайки 2 котла.

Что касается выполнения соотношения L/L1, т.е. длины обечайки 2 к длине средней царги 3, больше 2,2 приведет к необоснованному повышению металлоемкости и, как следствие, к увеличению напряжения в кольцевых швах между средней 3 и концевыми 4 царгами и, соответственно, снижению прочности.

Следует добавить, что продольные швы в средней и концевых царгах 3,4 обечайки 2 смещены относительно друг друга, что также позволяет повысить прочность котла.

Благодаря такому выбранному оптимальному раскрою котла железнодорожной цистерны и диапазону углов обхвата броневых листов в концевых и средней царгах позволяет обеспечить необходимую прочность при соблюдении рационального использования металла.

Предлагаемая конструкция котла железнодорожной цистерны создана с оптимальным соотношением прочности, грузоподъемности и металлоемкости.

Необходимо отметить, что вся совокупность конструктивных решений, использованных в предложенной полезной модели, а, именно выполнение обечайки с оптимально выбранными параметрами и углами обхвата броневых листов в концевых и средней царгах, а также смещение продольных швов во всех царгах относительно друг друга позволило в значительной мере повысить прочность котла и, соответственно,

безопасность подвижного состава при эксплуатации железнодорожных цистерн, увеличить грузоподъемность при выполнении стандартных условий перевозок.

Источники информации

1. Патент РФ на полезную модель №26780 «Котел цистерны (варианты)», Бюллетень №35, 2002 г.

2. Патент РФ на полезную модель №35522 «Железнодорожная цистерна для транспортирования жидких грузов», Бюллетень №2, 2004 г. (прототип).

bankpatentov.ru

Котлы цистерны. Куплю котлы, емкость для железнодорожной цистерны

uzdk.ru

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкциям котлов вагонов-цистерн, а так же к конструкциям емкостей, предназначенных для транспортировки и хранения жидких продуктов. Корпус котла железнодорожной цистерны выполнен в виде цилиндрической обечайки изготовленной из пяти царг, состоящих из двух листов, нижние из которых являются броневыми. Верхние листы каждой царги выполнены облегченными толщиной S=10 мм. Броневые листы каждой царги выполнены толщиной S1 =12 мм, при этом броневые листы двух крайних царг охватывают 1/3 часть корпуса котла и выходят за ложементы платформы, на которые устанавливается котел, а броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть котла - 1/6. Результат - снижение материалоемкости котла.

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному ' составу, а именно к конструкциям котлов вагонов-цистерн, а так же к конструкциям емкостей, предназначенных для транспортировки и хранения жидких продуктов.

Из области техники известен бессекционный котел цистерны модели 15-1547, который состоит из цилиндрической части и двух днищ. Цилиндрическая часть котла составлена из пяти продольно расположенных листов различной толщины. Днища привариваются к цилиндрической части котла стыковыми швами. Таким же способом соединены между собой листы цилиндрической части котла [Каталог-справочник «Грузовые вагоны промышленного транспорта», «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ», М., 2000, стр.30].

К недостаткам такой конструкции можно отнести низкую технологичность изготовления котла, вызванную различной шириной листового металла, кромки которого необходимо подвергать механической обработке перед сваркой в единую конструкцию, из-за чего будет значительно увеличено время для переналадки оборудования с одной ширины обработки на другую. Вместе с этим, при установке данного котла на ложементы платформы, стыки между нижним броневым листом и боковыми листами попадают в зону ложементов, в результате чего при эксплуатации не исключено продавливание стыка брусками ложемента, что может повлечь за собой повреждение шва. Также выдавленный уклон на броневом листе для обеспечения полного слива груза являeтqя концентратором напряжений в котле, снижающим эксплуатационную надежность.

Эти недостатки устранены в конструкции котла цистерны модели 15-5103 [«РЖД*Партнер» №7, 2003, стр.55,], выполненного в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки. Обечайка собирается из пяти горизонтально расположенных царг. Каждая из царг состоит из двух листов, нижние из которых (увеличенной толщины) являются броневыми. Верхние и нижние листы каждой царги равны по ширине и длине соответственно Броневые листы охватывают не менее 1/3 части корпуса котла и выходят за ложементы платформы, на которые устанавливается котел.

Эта конструкция выбрана в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Обозначенная конструкция котла цистерны отвечает требованиям прочности для установки на платформы и условиям технологичности изготовления, однако, применение в конструкции каждой из царг одинаковых (соразмерных) броневых листов неоправданно по условиям увеличения массы тары и как следствие снижение грузоподъемности вагона-цистерны в целом.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции корпуса котла цистерны, обладающей меньшей материалоемкостью с обеспечением требований к прочности конструкции с последующим использованием в серийном производстве.

Поставленная задача решается путем изготовления цилиндрической обечайки корпуса котла из пяти царг, состоящих из двух листов, нижние из которых являются броневыми. Верхние листы каждой царги выполнены облегченными толщиной S=10 мм. Броневые листы каждой царги выполнены толщиной S 1=12 мм, при этом броневые листы двух крайних царг охватывают 1/3 часть корпуса котла и выходят за ложементы

платформы, на которые устанавливается котел, а броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть котла - 1/6.

Учитывая то, что броневые листы крайних царг охватывают 1/3 части окружности корпуса котла и перекрывают зону ложементов платформы, на которые устанавливается котел, а броневые листы средних царг охватывают в два раза меньшую часть котла - 1/6 часть, следовательно, при соблюдении условий прочности достигается снижение материалоемкости котла.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что корпус котла железнодорожной цистерны выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах цилиндрической обечайки, изготовляемой из горизонтально расположенных царг, состоящих из двух листов верхнего и нижнего - броневого. При этом броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть окружности корпуса котла - 1/6 часть, чем броневые листы крайних царг - 1/3 часть.

К заявляемой полезной модели относится то, что, центральная царга корпуса котла в продольном сечении имеет форму равнобочной трапеции, обеспечивая этим полноту слива перевозимого груза.

Ниже приведен перечень чертежей, показывающих конструктивное исполнение корпуса котла железнодорожной цистерны и поясняющих сущность заявляемой полезной модели.

Фиг.I - общий вид корпуса котла железнодорожной цистерны;

Фиг.II - сечение по линии А-А фиг.I;

Фиг.III - сечение по линии Б-Б фиг.I;

Фиг.VI - вид В фиг.1.

Корпус котла железнодорожной цистерны состоит из днищ 1 и обечайки 2.

Обечайка 2 корпуса котла выполнена из пяти горизонтально расположенных царг (3, 4, 5, 6, 7), состоящих из двух листов верхнего 8 и нижнего 9 - броневого. Верхние листы 8 каждой царги выполнены облегченными толщиной S=10 мм. Броневые листы 9 каждой царги выполнены толщиной S1=12 мм.

Броневые листы 9 трех средних царг (4, 5, 6) охватывают в два раза меньшую часть окружности корпуса котла, чем броневые листы крайних царг (3, 7), которые в свою очередь составляют не менее 1/3 части окружности корпуса и выходят за ложементы платформы 10, на которые устанавливается котел.

Для устранения концентрации напряжений продольные швы каждой царги смещены относительно друг друга по оси до образования угла между сварными швами, составляющего не менее 4°.

Для обеспечения полноты слива перевозимого груза средняя царга 5 корпуса котла в продольном сечении выполнена в форме равнобочной трапеции, таким образом, обеспечивается полнота слива перевозимого груза.

Данную конструкцию корпуса котла, возможно, применять при изготовлении облегченных царговых котлов внутренним диаметром до 3200 мм, например - нефтебензиновых.

Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в том, что при соблюдении требований к условиям прочности конструкции осуществляется значительное снижение материалоемкости котла, и как следствие повышение грузоподъемности вагона-цистерны в целом.

В настоящее время, по заявляемой полезной модели, разработана конструкторская и технологическая документация, изготовлен опытный образец и проводятся его всесторонние испытания.

1. Корпус котла железнодорожной цистерны, выполненный в виде бессекционной цилиндрической емкости, состоящей из горизонтально расположенных царг, состоящих из двух листов верхнего и нижнего - броневого, отличающийся тем, что броневые листы трех средних царг охватывают в два раза меньшую часть окружности корпуса котла, чем броневые листы крайних царг, которая в свою очередь составляет не менее 1/3 части окружности корпуса и выходит за ложементы платформы, на которые устанавливается котел.

2. Корпус котла железнодорожной цистерны по п.1, отличающийся тем, что центральная царга корпуса котла в продольном сечении имеет форму равнобочной трапеции.

poleznayamodel.ru

Котел железнодорожного вагона - цистерны

Котел железнодорожного вагона-цистерны для перевозки порошкообразных или жидких грузов состоит из двух днищ и обечайки. Обечайка котла имеет цилиндрическую часть и две соединенные с днищами котла части, каждая из которых выполнена в виде по меньшей мере одного усеченного конуса. Отношение минимального внутреннего диаметра Dmin котла в конусной части обечайки к максимальному внутреннему диаметру Dmax котла в цилиндрической части находится в пределах Dmin/Dmax=0,900÷0,999. Достигаемый технический результат заключается в увеличении полезного объема котла за счет более рационального использования габарита подвижного состава.

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции котла вагона-цистерны, предназначенного для перевозки порошкообразных или жидких (в том числе сжиженных газов) грузов.

Известен четырехосный вагон-цистерна модели 15-195, предназначенный для перевозки светлых нефтепродуктов, выпускаемый ОАО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» (см. «Альбом справочник. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. 002И-2006 ПКБ ЦВ», 2006 г., ч. 2, с. 290, рис. 275).

Котел данного вагона-цистерны установлен на ходовые части посредством двух полурам, выполнен в виде горизонтальной емкости, оборудованной сливо-наливной и предохранительной арматурой, и состоит из двух днищ и цилиндрической обечайки с постоянным по длине внутренним диаметром. При этом основные линейные размеры данного вагона-цистерны: база, длина по осям сцепления соответствуют типовым для вагонов-цистерн параметрам - 7800 и 12020 мм соответственно, а значение внутреннего диаметра котла ограничено габаритом подвижного состава в шкворневом и консольных сечениях и составляет 3200 мм.

Недостатком конструкции котла известного вагона-цистерны является недостаточная вместимость, что приводит к неполному использованию грузоподъемности вагона при заполнении полезного объема котла светлыми нефтепродуктами с малой удельной массой и, как следствие, снижению технико-экономических показателей вагона-цистерны при осуществлении перевозки данных продуктов.

Известно также техническое решение, направленное на увеличение полезного объема котла вагона-цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов, согласно которому конструкция вагона включает ходовые части, закрепленный на раме котел со сливоналивным оборудованием, выполненный в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух эллиптических днищ и цилиндрической обечайки из царг, причем царги, соединенные с днищами, выполнены в виде усеченного конуса с уклоном не более 3°, а соотношение минимального диаметра котла в конусной части к максимальному диаметру котла в средней части составляет от 0,05 до 0,1. [Патент РФ 110045 МПК B61D 5/00, публ. 10.11.2011]. Конструкция котла данного вагона-цистерны является наиболее близким техническим решением предложенной полезной модели.

К недостаткам данного технического решения относится значительная длина конусных частей обечайки котла, что ведет к увеличению линейных размеров вагона и, как следствие, повышению металлоемкости конструкции и ухудшению условий обслуживания вагона-цистерны, как на терминалах погрузки-разгрузки, так и на вагоноремонтных предприятиях (депо).

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование конструкции котла вагона-цистерны для перевозки порошкообразных или жидких грузов путем увеличения полезного объема котла без значительного повышения металлоемкости конструкции и увеличения трудоемкости ее изготовления при сохранении типовых для вагонов-цистерн линейных размеров вагона (база, длина по осям сцепления). При этом увеличение полезного объема котла осуществляется за счет более рационального использования габарита подвижного состава. Для решения этой задачи предлагается выполнить обечайку котла с переменным по длине внутренним диаметром при сохранении без изменений ее длины.

Таким образом, согласно предпочтительному варианту реализации полезной модели предлагается котел вагона-цистерны, предназначенного для перевозки порошкообразных или жидких (в том числе сжиженных газов) грузов, выполненный в виде горизонтальной емкости, оборудованной сливо-наливной и предохранительной арматурой, и состоящий из двух днищ и обечайки, причем обечайка котла имеет расположенную в средней зоне обечайки по меньшей мере одну цилиндрическую часть и две соединенные с днищами котла части, каждая из которых выполнена в виде по меньшей мере одного усеченного конуса, при этом каждая из частей выполнена по меньшей мере из одной царги.

Отношение минимального внутреннего диаметра котла в конусной части обечайки Dmin к максимальному внутреннему диаметру котла в цилиндрической части Dmax находится в пределах Dmin/Dmax=0,900÷ 0,999.

Такая конструкция позволяет исключить недостатки серийно выпускаемых вагонов-цистерн, обеспечивает увеличение полезного объема котла без значительного повышения металлоемкости конструкции и увеличения трудоемкости ее изготовления при сохранении типовых для вагонов-цистерн линейных размеров вагона (база, длина по осям сцепления), за счет более рационального использования габарита подвижного состава.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежом (фиг. 1), на котором приведено схематичное изображение котла вагона-цистерны для перевозки порошкообразных или жидких грузов.

Как показано на чертеже (фиг. 1), котел вагона-цистерны, предназначенного для перевозки порошкообразных или жидких (в том числе сжиженных газов) грузов, выполнен в виде горизонтальной емкости и состоит из двух днищ 1 и обечайки. Причем обечайка котла имеет расположенную в средней зоне обечайки по меньшей мере одну цилиндрическую часть 2 и две соединенные с днищами 1 котла конусные части 3, при этом каждая из частей выполнена по меньшей мере из одной царги. При этом отношение минимального внутреннего диаметра котла в конусной части обечайки Dmin к максимальному внутреннему диаметру котла в цилиндрической Dmax части находится в пределах Dmin/Dmax=0,900÷0,999.

Такая конструкция котла обеспечивает более рациональное использование габарита подвижного состава за счет выполнения обечайки котла с переменным по длине внутренним диаметром.

Таким образом, при изготовлении котла вагона-цистерны с обечайкой, выполненной из цилиндрической и двух соединенных с днищами конусных частей, значения внутреннего диаметра которой составляют, к примеру, в цилиндрической части Dmax=3240 мм и конусных частях Dmin=3210 мм, отношение внутренних диаметров составит Dmin/Dmax=0,991 (0,900<Dmin/Dmax<0,999), а объем котла при сохранении типовой для вагонов-цистерн длины возрастет на 1,3 м3 по сравнению с котлом, обечайка которого выполнена с постоянным по длине внутренним диаметром, равным 3210 мм.

Котел железнодорожного вагона-цистерны, состоящий из двух днищ и обечайки, имеющей расположенную в средней зоне обечайки по меньшей мере одну цилиндрическую часть, выполненную из по меньшей мере одной царги, и две соединенные с днищами котла части, каждая из которых выполнена в виде по меньшей мере одного усеченного конуса из по меньшей мере одной царги, отличающийся тем, что отношение минимального внутреннего диаметра котла в конусной части обечайки Dmin к максимальному внутреннему диаметру котла в цилиндрической части Dmax находится в пределах Dmin/Dmax=0,900 ÷ 0,999.

poleznayamodel.ru

Железнодорожная цистерна

Первая железнодорожная цистерна появилась в Российской империи в середине девятнадцатого века, в 1863 году в виде вагона-цистерны. Первые единицы таких ёмкостей изготавливались для нужд нашей страны в европейском зарубежье, но уже спустя девять лет, Московско-Нижегородская и Грязи-Царицынская железные дороги образовали производство данной продукции во вновь построенных мастерских. Потребность в увеличении парка железнодорожных цистерн возникла в связи необходимостью транспортировки керосина из мест нефтяного промысла в Баку и от пристаней, стоящих на реке Волга, в центральную часть. Так в нашей стране появилась своя доморощенная железнодорожная цистерна, имевшую двухосную модификацию с наличием котла, диаметр которого равнялся полутора тысячам миллиметров. Длина не превышала пяти метров. Котловой объём или непосредственно объём железнодорожной цистерны равнялся десяти кубическим метрам. Объём перевозимого керосина зависел от его удельного веса.

Производимые цистерны отличались друг от друга в конструктивном отношении в зависимости от перевозимого вида жидкого груза. Для транспортировки груза в виде спирта, были необходимы специальные железнодорожные цистерны, их котел помещался во внутрь обыкновенного вагона, что по мнению специалистов исключало бы перегревание столь специфического груза. На внешнем контуре таких вагонов, где размещалась спиртовой котёл, ставили отличительную маркировку. В таких же цистернах перевозили сильные кислоты, хлористый цинк, сжатый газ и другие химические вещества.

В самом начале двадцатого столетия, в 1901 году под руководством инженера Александра Андреевича Брандта была создана цистерна-платформа, имевшая форму квадратного котла. В верхней её части для размещения обратных попутных грузов, установили платформу. Спустя девять лет, инженером Кубасовым была предложена более совершенная форма такой конструкции.

Начиная с 1905 года, на территории Российской империи возникла потребность в увеличении объёмов применяемых цистерн. Их грузоподъёмность с двенадцати тонн пятисот килограммов увеличилась, но незначительно, всего на четыре тонны. Обусловлено такое небольшое увеличение ёмкостей тем, что реконструкция происходила на базе уже используемых котлов, произведя на них лишь дополнительные настройки.

Изобретателем Гротеном в 1895 году была предложена конструкция трёхосной цистерны. Символично, что мастера и инженеры на русских железных дорогах предложили уже первую четырёхосную цистерну, имевшую систему типа «Фокс-Арбель» с применением специальных тележек. Производственный процесс производства железнодорожных цистерн продолжал эволюционировать.

Появились другие типы данного вида четырёхосного транспорта, их грузоподъёмность возросла в два раза, до тридцати трёт тонн. Такие тактико-технические данные новых цистерн давали значительное преимущества в сравнении с двухосными типами цистерн. На железных дорогах новых цистерн успели построить одну тысячу единиц.

В лихие годины периода Первой мировой войны на русских заводах продолжали создавать цистерны, как с двумя осями, так и с четырьмя осями. Выпускалась продукция и для рельсовой колеи европейских железных дорог. Одновременно с этим на железнодорожных путях Российской империи можно было увидеть цистерны производства европейских стран, попавших на нашу территорию в качестве трофеев. Их тип отличался от российского производства в лучшую сторону.

До 1917 года в России имелась основная часть цистерн местного производства, чья грузоподъёмность не превышала одной тысячи пудов, но они прослужили верой и правдой до середины двадцатого века.

В дни нашей современности состав перевозимых жидких и газообразных грузов претерпел определённые изменения, их список увеличился. В связи с чем возросли и требования к перевозке подобной продукции.

С помощью таких цистерн можно было перевозить по железной дороге жидкие, газообразные, затвердевающие и порошкообразные грузы. Все эти грузовые разновидности требуют применения определённых по конструкции рам, которые позволяют транспортировать ту или иную продукцию. Есть различия и в количестве, учитывается и их калибровочный тип. Применение универсальных железнодорожных цистерн позволяет транспортировать, как светлые грузы, в виде лигроина, керосина бензина и прочих продуктов, так и темных грузов, в виде минеральных масел, сырой нефти и прочих нефтяных продуктов. На подобных ёмкостях должна обеспечиваться надёжность герметичности на котловых приборах, предназначенных для контроля слива продукции. Такие требования обусловлены повышением безопасности при транспортировке нефтяных продуктов, относящихся к светлому типу, поскольку они наиболее огнеопасны.

Они выгружаются через верхний слив. Емкости, в которых перевозят тёмные типы нефтяной продукции оборудованы сливной аппаратурой в нижней части каждой цистерны. Такая градация сливной аппаратуры не только повышает безопасность грузовых операций, но позволяет затрачивать меньшее количество времени на подобные процедуры, тем самым уменьшая и трудоёмкость разгрузки и времени, необходимого для проведения очистки внутренней поверхности каждого котла. Такая операция проводится перед началом загрузки в цистерну новой порции отправляемого жидкого груза, если она имеет различия с предыдущей партией продукции.

Но следует отметить, что такие выставленные требования приводят увеличению их порожнего пробега. Такие сортировочные станции забиваются подобными цистернами, создаются сложности в формировании на станционных пунктах необходимого ванного парка. С наступлением двадцать первого века Россия перешла на оборудование всех универсальных цистерн со сливной аппаратурой в нижней части ёмкости. Требование надёжности и герметичности к затворам осталось прежним.

Теперь масса транспортируемой продукции определяется с помощью замерного калибровочного способа, определив высоту массы в цистерне, применяют показатель удельного веса жидкости, затем с помощью табличного варианта по котловой ёмкости высчитывается нетто грузовой массы. Такой же способ расчётов применяется на всём танкерном флоте. Быстроту расчётов, при оснащении тех или иных предприятий могут обеспечить современные компьютерные программы, которые позволяют произвести все расчёты в автоматическом режиме после ввода данных о загрузке. Там, где техническое оснащение отсутствует, все расчёты производятся врукопашную, обращается внимание на калибровку цистерн, которая обозначается вариантом, состоящим из приваренных цифровых знаков с каждой стороны котловой ёмкости.

Конструктивная ёмкость цистерн обладает двумя видами: к первому виду относятся те котлы, где основная нагрузка распределяется на котловую раму. Второй тип – это, где основная нагрузка ложится на сам котёл, поскольку у этой цистерны котловая рама отсутствует. Другие градации цистерн зависят от способа изготовления котла, от материала, из которого изготовлен котёл, от его устройств, объёма, грузовой вместимости и количества осей. Как правило, всё это можно посмотреть в технической документации в сводных таблицах.

В качестве примера можно привести тактико-технические данные железнодорожной цистерны, которая выпускалась Мариупольским вагоностроительным заводом. Её ёмкость равна семидесяти одному и семи десятым кубическим метрам, грузоподъёмность равна шестидесяти тоннам. Котёл предназначен для транспортировки светлой нефтяной продукции, обладает четырьмя осями. В документации модель обозначена, как «15-1443». Котловой крепёж произведён на раме, на её концевых частях и посередине. На крайних опорах установлены стяжные хомуты. Их основное предназначение – это исключение поперечного или вертикального смещения котла относительно рамной основы. Конструктивная особенность рамной части таких цистерн заключается в отсутствии промежуточных поперечных и боковых продольных балок. В качестве крепления имеются мощные концевые балки и облегчённые продольные, боковые балки установлены только на концевых рамных частях.

Применение подобной конструкции обуславливается приобретением большей котловой жёсткости, по сравнению с жёсткостью, которую обеспечивают профильные боковые балки, стоящие на раме. Такая инженерная конструкция позволяет перераспределить воздействие всех сил, ранее действующих на котёл, теперь принимает цистерна, а далее осуществляется передача посредством задействования крайних опор непосредственно на тележки.

Уральское и мариупольское предприятия пошли в своё время дальше, увеличив базу всего на шестьдесят восемь сантиметров и укоротив консоли на тридцать четыре сантиметра, тем самым добившись значительного улучшения в динамике самой цистерны в области её горизонтального положения. Работа этих ёмкостей на железной дороге стала более безопасной.

Применение габаритов «02-ВМ» на одном из видов четырёхосной цистерны позволяет производить транспортировку бензина по рельсовой колее со стандартной шириной европейских железных дорог.

Безрамная конструкция котлов исключает наличие хребтовой балки, модель «15-811». Такая цистерна была изготовлена на восьми осях. Грузоподъёмность возросла до ста двадцати тонн, а погонная нагрузка до восьмидесяти кН/м. Такие параметры цистерн позволили увеличить провозную способность железных дорог, тем самым сокращая количество капитальных вложений, которые ранее требовались для решения вопроса пропускной способности железнодорожных путей. Теперь эти средства можно израсходовать на другие нужды. Но главное, за счёт такой модернизации достигнуто повышение производительности труда.

Сегодняшнее производство безрамных железнодорожных цистерн с наличием восьми осей открыл производственникам путь к современному вагоностроению. Теперь цельно несущая кузовная часть признана во всём мире.

Читайте также:

www.modelzd.ru

Железнодорожные цистерны

В железнодорожных перевозках немаловажную роль играют такие составляющие подвижного состава, как железнодорожные цистерны. Данный вид грузовой емкости имеет большое значение, поскольку в них осуществляется транспортировка всевозможных жидких грузов.

Эксплуатация железнодорожных цистерн

Как правило, под жидкими грузами в данном случае подразумеваются нефть и ее переработки, сжиженный газ или пропан, всевозможные химикаты, кислоты и щелочные составы, другие жидкости. Так же в цистернах могут транспортироваться такие продукты как молоко и молочная продукция, все виды жидких продуктов, патока, а так же не жидкие продукты, такие как мука и цемент.

Как видно из вышеперечисленных разновидностей грузов, железнодорожные цистерны могут иметь некоторые различия. Так они подразделяются на цистерны, у которых есть общие назначения, и на специализированные, которые осуществляют перевозки специальных грузов. Так же цистерны могут в своей конструкции иметь основу в виде рамы, либо могут быть выполнены без рамы. Существуют различия у цистерн и по количеству рабочих осей, так существуют цистерны, которые работают на четырех и на восьми осях. Емкость цистерн так же имеет разные размеры, и варьируется в пределах от шестидесяти тонн до ста двадцати пяти тонн.

Характеристики железнодорожных цистерн

Железнодорожная цистерна, которая осуществляет перевозку простых жидкостей, таких как вода, нефть, химические продукты и другие, не имеющие большого давления жидкости, именуется котлом. Если же перевозимая жидкость находится под давлением, то для ее перевозки используется так называемый вагон-цистерна, называющийся сосудом. Для того что бы предохранить цистерну от порчи и от появления на ее внутренних стенках таких реакций как окисление и от появления коррозийной пленки, цистерны обрабатываются изнутри специальным веществом, которое имеет защитную функцию. Либо данные вещества добавляются прямо в перевозимые жидкости, если это допускается.

Кузов данного вида вагонов имеет цилиндрическую форму, которая закрыта по бокам днищами, вид которых напоминает эллипс. Железнодорожные цистерны оснащаются специальными разгрузочно-погрузочными отверстиями, которые в зависимости от назначения и модели цистерны могут быть различного устройства. Как правило, цистерны, которые используют для перевозок специальных грузов, имею оснащение теплоизоляционными элементами, либо специальным греющим оборудованием, которое предназначается для поддержания нормальной температуры. К тому же цистерны непременно оснащаются таким оборудованием, которое отслеживает состояние перевозимой жидкости.

Железнодорожные цистерны - особенности

Если железнодорожная цистерна имеет больший, чем обычно диаметр, его необходимо упрочнить. Это делается посредством использования таких элементов, как кольца-шпангоуты. Данные элементы, в зависимости от ситуации могут быть установлены либо на поверхности емкости, либо у нее внутри. Железнодорожные цистерны имеют очень широкий диапазон объема, так в зависимости от перевозимых грузов, от модели самой цистерны объемы их могут варьироваться от пятнадцати кубометров до ста двадцати. Как правило, последние вид являются восьмиосными железнодорожными цистернами. Такие цистерны в основном используются для нефтепереработок светлого цвета.

Существует такой вид железнодорожных цистерн, который имеет особое предназначение и именуется узкоколейной цистерной. Объем данного вида емкости не обладает большими размерами и равен порядка двадцати кубических метров. Данный вид цистерн предназначен для транспортировки химикатов и нефтепродуктов по узкоколейной железной дороге. Все виды цистерн имеют в оснащении тормозные установки, которые могут функционировать от пневматических цилиндров.

promplace.ru

Корпус котла железнодорожной цистерны | Банк патентов

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкциям котлов вагонов-цистерн, а так же к конструкциям емкостей, предназначенных для транспортировки и хранения жидких продуктов.

Из области техники известен бессекционный котел цистерны модели 15-1547, который состоит из цилиндрической части и двух днищ. Цилиндрическая часть котла составлена из пяти продольно расположенных листов различной толщины. Днища привариваются к цилиндрической части котла стыковыми швами. Таким же способом соединены между собой листы цилиндрической части котла [Каталог - справочник «Грузовые вагоны промышленного транспорта», «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ», М., 2000, стр.30].

К недостаткам такой конструкции можно отнести низкую технологичность изготовления котла, вызванную различной шириной листового металла, кромки которого необходимо подвергать механической обработке перед сваркой в единую конструкцию, из-за чего будет значительно увеличено время для переналадки оборудования с одной ширины обработки на другую, Вместе с этим, при установке данного котла на ложементы платформы, стыки между нижним броневым листом и боковыми листами попадают в зону ложементов, в результате чего при эксплуатации не исключено продавливание стыка брусками ложемента, что может повлечь за собой повреждение шва. Также выдавленный уклон на броневом листе для обеспечения полного слива груза является концентратором напряжений в котле, снижающим эксплуатационную надежность.

Эти недостатки устранены в конструкции котла железнодорожной цистерны [Патент РФ №36322 B61D 5/00, опубл. 2004.03.10] выполненного в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ и цилиндрической обечайки выполненной из не менее чем из трех, но не более пяти царг, концевые из

которых соединены с днищами. Каждая царга выполнена из листа одинаковой толщины и ширины.

Данная конструкция котла обладает повышенной массой тары из-за того, что все царги выполнены из листов одинаковой толщины, и как следствие снижение грузоподъемности вагона-цистерны в целом. Кроме того, такая конструкция обечайки исключает полный слив перевозимого продукта при разгрузке цистерны.

Также из области техники известен вагон-цистерна модели 15-5103 [«РЖД*Партнер» №7, 2003, стр.55,], котел которой выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки. Обечайка собирается из пяти горизонтально расположенных царг. Каждая из царг состоит из двух листов, нижние из которых (увеличенной толщины) являются броневыми. Верхние толщиной 10 мм и нижние толщиной 12 мм листы каждой царги равны по ширине и длине соответственно. Броневые листы охватывают не менее 1/ 3 части корпуса котла и выходят за ложементы платформы, на которые устанавливается котел. Центральная царга корпуса котла в продольном сечении имеет форму равнобочной трапеции, обеспечивая этим полноту слива перевозимого груза.

Эта конструкция выбрана в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Обозначенная конструкция котла цистерны отвечает требованиям прочности для установки на платформы и условиям технологичности изготовления, однако, применение в конструкции всех царг броневых листов толщиной 12 мм неоправданно по условиям увеличения массы тары и как следствие снижение грузоподъемности вагона - цистерны в целом, особенно для котлов диаметром 3200 мм. Броневые листы царг, соединяющих центральную царгу с крайними царгами менее нагружены, чем броневые листы последних.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции корпуса котла цистерны, в первую очередь для царговых котлов диаметром 3200 мм, обладающей меньшей материалоемкостью

и большей грузоподъемностью, с обеспечением требований к прочности конструкции с последующим использованием в серийном производстве.

Поставленная задача решается путем изготовления цилиндрической обечайки корпуса котла из пяти царг. Центральная и крайние царги состоят из двух листов, нижние из которых являются броневыми. Верхние листы этих царг выполнены облегченными, при этом броневые листы охватывают 1/ 3 часть корпуса котла. Царги, соединяющие центральную царгу с крайними, выполнены из листа толщиной равной толщине верхнего листа центральной и крайних царг. Учитывая то, что в наиболее нагруженных местах котла (в зоне опирания котла на ложементы платформы и зоне крепления лап котла и размещения сливного устройства вагона-цистерны) размещены более толстые листы, следовательно, при соблюдении условий прочности достигается снижение материалоемкости котла и как результат увеличение грузоподъемности вагона-цистерны. Вместе с этим, повышение грузоподъемности, за счет увеличения внутреннего объема котла, достигается за счет того, что ступенчатый переход, образованный при стыковке верхнего и нижнего броневого листов центральной и концевых царг, выполнен внутри обечайки.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что корпус котла железнодорожной цистерны, выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из днищ, закрепленных на торцах обечайки, имеющей центральную и крайние опорные царги, состоящие из двух листов верхнего и нижнего броневого с отношением толщин 1:(1,2-1,25). Центральная царга соединена с крайними царгами посредством промежуточных царг, выполненных из листа толщиной равной толщине верхнего листа соединяемых царг, при этом суммарная длина всех броневых листов обечайки соразмерна длине листа промежуточной царги. Кроме того, ступенчатый переход, образованный при стыковке верхнего и нижнего броневого листов центральной и крайних царг, выполнен внутри обечайки.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.1 - общий вид корпуса котла железнодорожной цистерны;

Фиг.2 - сечения центральной царги по линии А-А фиг.1;

Фиг.3 - сечение крайних царг по линии Б-Б фиг.1;

Фиг.4 - сечение промежуточных царг по линии В-В фиг.1;

Фиг.5 - место соединения верхнего и нижнего броневого листов центральной и крайних царг, вид Г фиг.2.

Корпус котла железнодорожной цистерны состоит из днищ 1 и обечайки 2.

Обечайка 2 корпуса котла выполнена из пяти царг. Центральная 3 и крайние 4 и 5 царги состоят из двух листов 6 и 7, нижние 7 из которых являются броневыми. Верхние листы 6 царг 3, 4 и 5 выполнены облегченными толщиной S=10 мм, а броневые листы 7 выполнены толщиной S=12 мм. Броневые листы 7 центральной 3 и крайних 4 и 5 царг охватывают 1/ 3 часть корпуса котла и выходят за ложементы 10 платформы на которые устанавливается котел. Царги 8, соединяющие центральную царгу 3 с крайними 4 и 5 выполнены из листа 9 толщиной 10 мм. Суммарная длина всех броневых листов 7 обечайки соразмерна длине листа 9 промежуточных царг 8. При стыковке верхнего 6 и нижнего броневого 7 листов центральной 3 и крайних 4 и 5 царг образуется ступенчатый переход 11, который размещен внутри обечайки 2 котла.

Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в том, что при соблюдении требований к условиям прочности конструкции осуществляется значительное снижение материалоемкости котла, и как следствие повышение грузоподъемности вагона - цистерны в целом. Данную конструкцию корпуса котла, возможно, применять при изготовлении облегченных царговых котлов внутренним диаметром до 3200 мм, например - нефтебензиновых. Кроме того, в случае применения в конструкции котла внутренних шпангоутов возможна замена листов толщиной 10 мм на 8 мм, а листов толщиной 12 на 10 мм, обеспечив соотношение соединяемых листов 1:1,25.

Уменьшение толщины листа промежуточных царг котла и расположение ступенчатого перехода, образованного при стыковке верхнего и нижнего листов центральной и крайних царг, увеличивает внутренний объем котла, тем самым дополнительно увеличивается грузоподъемность вагона-цистерны.

Сокращение номенклатуры применяемого металла при изготовлении обечайки достигается за счет того, что длина всех броневых листов обечайки соразмерна длине листа промежуточной царги. Тем самым для изготовления обечайки достаточно будет наличие одинаковых по ширине и длине листов двух видов, одного с толщиной 10 или 8 мм, а другого 12 или 10. Толстый лист при таком варианте раскраивается на три равные части, идущие на броневые листы центральной и двух крайних царг, а тонкий лист раскраивается в соотношение 1/3+ 2/3. При этом, из оставшихся 1/3 тонких листов возможно изготовление промежуточных царг.

В настоящее время, по заявляемой полезной модели, разработана конструкторская и технологическая документация, изготовлен опытный образец и проводятся его всесторонние испытания.

bankpatentov.ru

Смотрите также

• 
  Атырау отопительные котлы
• Твердотопливные котлы zeus
• 
  Кпд дизельного котла
• 
  Обслуживание котла wolf
• Котлы отопления электромаш
• 
  Green автоматический котел
• 
  Расчет пиролизных котлов
• 
  Расчет пиролизных котлов
• 
  Котел тгме 464
• 
  Котел тгме 464
• 
  Таймер включения котла