ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА Российский патент 1995 года по МПК B61D5/00 

Изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к цистернам для перевозки опасных грузов.

Известны железнодорожные цистерны для перевозки опасных грузов (хлор, аммиак и др. ), состоящие из котла, укрепленного на платформе, колпака для сливоналивной арматуры, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования (Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом. М. Транспорт, 1982, с.64-77, авт.св. СССР N 1765042, кл. В 81 D 5/00, опублик.1992).

Эти цистерны не имеют защитных устройств, предотвращающих повреждения сливоналивной арматуры при перевороте цистерн, например, при аварийных ситуациях.

В качестве прототипа принята железнодорожная цистерна, включающая котел с рамой, ходовую часть и колпак для сливоналивной арматуры (В.К.Губенко и др. Цистерны (устройство, эксплуатация, ремонт). Справочное пособие. М. Транспорт, 1990, с.29).

Однако эта цистерна не имеет защиты колпака. Поэтому в аварийных ситуациях при перевороте вагона возможно повреждение колпака и сливоналивной арматуры, загрязнение окружающей среды опасными жидкостями, которые перевозятся в цистернах.

Таким образом, известные конструкции не предотвращают разгерметизацию цистерн в аварийных ситуациях.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и создание такой конструкции цистерны, которая обеспечивала бы безопасность сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях.

Для этого в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей котел, укрепленный на раме и состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть и колпак для сливоналивной арматуры, согласно предлагаемому изобретению на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно к оси котла установлены не менее чем две предохранительные дуги, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на котле; каждая дуга снабжена продольным раскосом и не менее чем одним поперечным раскосом, причем один конец каждого раскоса жестко соединен с дугой, а другой конец закреплен на котле; кроме того, по меньшей мере один конец дуги или одного из раскосов закреплен на котле жестко, а концы остальных шарнирно.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "Новизна".

В результате поиска и анализа в патентной и научно-технической литературе не обнаружено технического решения, содержащего признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого решения.

Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "Существенные отличия".

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в предотвращении повреждения верхней части котла, в частности сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях, в сокращении расходов на ремонт цистерн и обеззараживание окружающей среды при крушениях поездов, в составе которых имеются цистерны, и при разгерметизации цистерн и загрязнении окружающей среды опасными грузами, перевозимыми в цистернах. Оснащение дуг раскосами позволяет повысить безопасность цистерны за счет увеличения нагрузки, которая может быть воспринята дугами при перевороте цистерны. Шарнирное соединение концов дуг или раскосов с котлом позволяет снизить напряжения в котле, вызванные установкой на нем предохранительных дуг и раскосов.

На фиг. 1 показана цистерна, общий вид; на фиг.2 то же, вид с торца; на фиг.3 установка на котле предохранительных дуг.

Цистерна состоит из котла 1, закрепленного на раме 2, и ходовой части 3 (фиг.1). Котел состоит из обечайки и днищ 4.

Сливом и наливом груза в цистерну и из нее управляют с помощью оборудования (арматуры), расположенной в верхней части котла 1 в колпаке 5.

Предотвращение повреждения сливоналивной арматуры, например, при крушениях поезда (когда возможен переворот цистерны) обеспечивается с помощью прочных предохранительных дуг 6. Дуги 6 располагаются по обе стороны колпака 5 перпендикулярно к оси котла 1. Концы дуг 6 закреплены на котле 1 с помощью переходных пластин 7, приваренных к котлу 1. Высота дуг 6 превышает высоту колпака 5, поэтому при перевороте цистерны котел опирается на дуги 6, а не на колпак 5, что обеспечивает сохранность размещенной в нем сливоналивной арматуры. Дуги 6 имеют прочность, достаточную для того, чтобы удержать на себе массу всей цистерны с грузом (в перевернутом положении), и могут изготавливаться, например, из труб диаметром не менее 70 мм. Для повышения прочности и устойчивости каждая дуга может быть усилена продольным раскосом 8 и поперечным раскосом (стойкой) 9. Один конец раскосов 8 и 9 жестко прикреплен к дуге 6, а другой закреплен на котле 1 (пластине 7).

Для усиления дуги она может быть снабжена не только поперечной вертикальной стойкой (раскосом) 9, но и наклонными поперечными раскосами 10. Один конец этих раскосов также жестко крепится к дуге 6, например, сварной, а другой к котлу 1 (пластинам 7). Причем крепление концов наклонных поперечных раскосов 10 к котлу 1 может осуществляться как в нескольких точках (фиг.2), так и в одной (фиг.3). Для уменьшения напряжения в котле 1 и в дугах 6 с раскосами 8-10 соединение одного конца раскосов, например вертикального 9 (фиг. 3), выполняют жестким, например сваркой. Соединение остальных концов раскосов 8 и 10 и дуг 6 с котлом 1 выполняют шарнирными. На фиг.3 позициями 11 и 12 показаны оси шарнирных соединений, с помощью которых концы дуг 6 и раскосов могут крепиться к котлу 1. Шарниры 11 воспринимают поперечные усилия, а шарниры 12 продольные.

При выполнении котла из нескольких царг разной толщины (когда центральная царга имеет большую толщину, чем остальные) дуги 6 целесообразно располагать на центральной, утолщенной царге, а концы продольных раскосов закреплять на соседних царгах, имеющих меньшую толщину.

Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого технического решения может быть объяснена следующим образом.

В аварийных ситуациях, когда возможен переворот цистерны, повреждений колпака 5 со сливоналивной арматурой не происходит, так как котел 1 в перевернутом положении опирается не на колпак 5, а на прочные предохранительные дуги 6. Поэтому не происходит разгерметизация цистерны и загрязнение окружающей среды перевозимыми опасными грузами.

Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.

При возможных переворотах цистерны, когда колпак 5 оказывается внизу цистерны, котел 1 опирается не на колпак 5, а на прочные предохранительные дуги 6. Продольные раскосы 8 снижают вероятность повреждения колпака 5 при действии на них больших продольных усилий. Поперечные раскосы 9 и 10 позволяют воспринимать большие поперечные усилия. Шарнирные соединения 11 и 12 концов дуг 6 и раскосов 8 (9,10) с котлом 1 (пластинами 7) позволяют снизить технологические усилия, действующие на котел 1, в отличие от случая, когда вся конструкция закреплена на котле жестко. Вместе с тем шарнирные соединения 11 и 12 обеспечивают безопасное восприятие дугами 6 (а следовательно, и котлом 1) отмеченных продольных и поперечных усилий большой величины и соответственно предохранение от повреждений колпака 5 со сливоналивной арматурой.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить надежность железнодорожных цистерн для перевозки опасных грузов и обеспечить их экологическую безопасность.

Использование: изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к цистернам для перевозки опасных грузов. Сущность изобретения: на котле цистерны сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно к оси котла установлены не менее чем две предохранительные дуги, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на котле, причем каждая дуга снабжена продольным раскосом и не менее чем одним поперечным раскосом, один конец каждого раскоса жестко соединен с дугой, а другой закреплен на котле, кроме того по меньшей мере один конец дуги или одного из раскосов закреплен на котле жестко, а концы остальных - шарнирно. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на котле сверху по обе стороны от колпака со стороны днищ перпендикулярно оси котла по меньшей мере двумя предохранительными дугами, выполненными так, что высота каждой предохранительной дуги превышает высоту колпака, а концы ее закреплены на котле. 2. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что каждая дуга имеет продольный раскос и по меньшей мере один поперечный раскос, причем один из концов каждого раскоса жестко соединен с предохранительной дугой, а другой закреплен на котле. 3. Цистерна по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из концов предохранительной дуги или одного из раскосов закреплен на котле жестко, а другой шарнирно.