ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА Российский патент 1995 года по МПК B61D5/00 

Изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к цистернам для транспортировки жидких грузов.

Известны железнодорожные цистерны, состоящие из котла, укрепленного на платформе, колпак для сливоналивной арматуры, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования [1]
Эти цистерны не имеют защитных устройств, предотвращающих повреждения сливоналивной арматуры при перевороте цистерны, например, при аварийных ситуациях.

В качестве прототипа принята железнодорожная цистерна, включающая котел, укрепленный на раме и состоящий из торцовых днищ и по меньшей мере трех царг, крайние из которых соединены с днищами, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры [2]
Эта цистерна не имеет защиты колпака. Поэтому в аварийных ситуациях при перевороте вагона возможно повреждение колпака и сливоналивной арматуры, загрязнение окружающей среды жидкостями, которые перевозятся в цистернах.

Таким образом, известные конструкции не обеспечивают предотвращение разгерметизации цистерн в аварийных ситуациях.

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

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей котел, укрепленный на раме и состоящий из торцовых днищ и по меньшей мере трех царг, крайние из которых соединены с днищами, причем центральная царга имеет большую толщину, чем примыкающие к ней царги, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно оси котла установлены не менее, чем две предохранительные дуги, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на центральной царге котла. Каждая дуга снабжена продольным раскосом, один конец которого жестко прикреплен к дуге, а второй закреплен на царге, примыкающей к котлу.

Отличительные признаки по сравнению с прототипом следующие: на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно оси котла установлены не менее чем две предохранительные дуги, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на центральной царге котла. Каждая дуга снабжена продольным раскосом, один конец которого жестко прикреплен к дуге, а второй закреплен на царге, примыкающей к котлу.

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 обеззараживании окружающей среды при крушениях поездов, в составе которых имеются цистерны, и когда происходят разгерметизация цистерн и загрязнение окружающей среды опасными грузами, перевозимыми в цистернах.

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, ходовой части 3. Котел состоит из центральной царги 4 и крайних 5, толщина которых меньше чем царги 4. К крайним царгам прикреплены днища 6. Сливом и наливом груза в цистерну и из нее управляют с помощью оборудования (арматуры), расположенного в верхней части котла 1 в колпаке 7.

Предотвращение повреждения сливоналивной арматуры, например, при крушениях поезда (когда возможен переворот цистерны) обеспечивается с помощью прочных предохранительных дуг 8. Дуги 8 располагаются по обе стороны колпака 7 перпендикулярно оси котла 1. Концы дуг 8 закреплены на центральной царге 4 котла 1 с помощью переходных пластин 9, приваренных к котлу 1. Высота дуг 8 превышает высоту колпака 7. Поэтому при перевороте цистерны в котел опирается на дуги 8, а не на колпак 7, что обеспечивает сохранность размещенной в нем сливоналивной арматуры. Дуги 8 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 10 и поперечным раскосом (стойкой) 11. Один конец раскосов 10, 11 жестко прикреплен к дуге 8, а второй к котлу 1 (пластинам 9). Концы продольного раскоса 10 закрепляют на крайних царгах 4 котла 1.

Для усиления дуги она может быть снабжена не только поперечной вертикальной стойкой (раскосом) 11, но и наклонными поперечными раскосами 12. Один конец этих раскосов также жестко крепится к дуге 8, например сварной, а второй к котлу 1 (пластинам 9). Причем крепление концов наклонных поперечных раскосов 12 к котлу может осуществляться как в нескольких точках (фиг. 2), так и в одной (фиг. 3). Для уменьшения напряжения в котле 1 и в дугах 8 с раскосами 10-12 соединение одного конца раскосов с котлом, например, вертикального 11 (фиг. 3) выполняют жестким, например, сваркой. Соединение остальных концов раскосов 10, 12 и дуг 8 с котлом 1 выполняют шарнирными. С помощью осей шарнирных соединений 13, 14 концы дуг 8 и раскосов, например 13, могут крепиться к котлу 1. Шарниры 13 воспринимают поперечные усилия, а шарниры 14 продольные.

Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого технического решения может быть объяснена следующим образом. Крепление концов предохранительных дуг 8 и раскосов на разных царгах (4, 5) котла 1 позволяет более равномерно распределить нагрузку, которая должна действовать на котел 1 при перевороте цистерны. Дополнительное загружение котла 1 нагрузкой, которая передается на него в этом случае, будет восприниматься разными царгами и дополнительные напряжения в котле будут также распределены более равномерно. Расположение предохранительных дуг 8 на центральной царге 4, имеющей большую толщину, позволяет использовать более прочные предохранительные дуги 8 и более прочно закрепить их на котле 1. Это повышает степень защиты колпака 7 со сливо-наливной арматурой и (или) дает возможность меньше нагружать остальные более тонкие царги 5 котла 1.

В аварийных ситуациях, когда возможен переворот цистерны, повреждений колпака 7 со сливоналивной арматурой не происходит, так как котел 1 в перевернутом положении опирается не на колпак 7, а на прочные предохранительные дуги 8. Поэтому не происходит разгерметизация цистерн и загрязнения окружающей среды перевозимыми в цистернах опасными грузами.

Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.

При возможных переворотах цистерны, когда колпак 7 оказывается внизу цистерны, происходит опирание котла 1 не на колпак 7, а на прочные предохранительные дуги 8. Продольные раскосы 10 снижают вероятность повреждения колпака 7 при действии на них больших продольных усилий. Поперечные раскосы 11, 12 позволяют воспринимать большие поперечные усилия. Шарнирные соединения 13, 14 концов дуг 8 и раскосов 10(11, 12) с котлом 1 (пластинами 9) позволяют снизить технологические усилия, действующие на котел 1, в отличие от случая, когда вся конструкция закреплена на котле жестко. Вместе с тем шарнирные соединения 13, 14 обеспечивают безопасное восприятие дугами 8 (а, следовательно, и котлом 1) отмеченных продольных и поперечных усилий большой величины и, соответственно, предохранение от повреждений колпака 7 со сливо-наливной арматуры.

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

Использование: на железнодорожном транспорте для перевозки опасных грузов. Сущность изобретения: на котле цистерны сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно оси котла установлены не менее чем две предохранительные дуги, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на центральной царге котла. Каждая дуга снабжена продольным раскосом, один конец которого жестко прикреплен к дуге, а второй закреплен на царге, примыкающей к котлу. 3 ил.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из торцевых днищ и по меньшей мере трех царг, крайние из которых соединены с днищами, причем центральная царга имеет большую толщину, чем примыкающие к ней крайние царги, ходовую часть и колпак для сливно-наливной арматуры, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере двумя предохранительными дугами, каждая из которых установлена на котле сверху перед колпаком со стороны днища перпендикулярно оси котла и выполнена так, что ее высота превышает высоту колпака, концы предохранительных дуг закреплены на центральной царге котла, при этом каждая из предохранительных дуг имеет продольный раскос, один конец которого жестко закреплен на предохранительной дуге, а другой конец на примыкающей царге котла.