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 [1]
Эти цистерны не имеют защитных устройств, предотвращающих повреждения торцовой части котла при воздействии на них больших продольных нагрузок, которые встречаются в эксплуатации при нарушении правил ведения маневровых работ и в аварийных ситуациях. В цистерне также отсутствуют устройства, предотвращающие повреждения колпака со сливоналивной арматурой при переворотах цистерн, например, во время крушений.

Известны железнодорожные цистерны для перевозки опасных грузов (хлор, аммиак и др. ), состоящие из котла, укрепленного на платформе, колпак для сливоналивной арматуры, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования [2]
Эти цистерны не имеют защитных устройств, предотвращающих повреждения сливоналивной арматуры при перевороте цистерн, а также днищ котла, например, при аварийных ситуациях.

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемой является железнодорожная цистерна, состоящая из котла с рамой, ходовой части и вертикальных предохранительных щитов, жестко закрепленных на раме напротив днищ котла с зазором между котлом. Со стороны днища щиты снабжены жестко прикрепленными к ним горизонтальными ребрами [3]
Эта цистерна не имеет защиты колпака. Поэтому в аварийных ситуациях при перевороте вагона возможно повреждение колпака и сливоналивной арматуры, загрязнение окружающей среды опасными для 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 котла и сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях при перевороте цистерны, а также предотвращение разгерметизации цистерн и загрязнения окружающей среды опасными грузами, перевозимыми в цистернах.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей котел, укрепленный на раме и состоящий из обечайки и днищ, вертикальные предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен на раме напротив днищ котла с зазором между днищем и щитом, 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 котле.

Отличительными признаками по сравнению с прототипом являются 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 котле. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

В результате поиска и анализа патентной и научно-технической литературы не обнаружено технического решения, содержащего признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого решения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в предотвращении повреждения котла от продольных ударов в аварийных ситуациях, а также 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 когда происходит разгерметизация цистерн и загрязнение окружающей среды опасными грузами, перевозимыми в цистернах.

На фиг. 1 показана цистерна, общий вид; на фиг. 2 цистерна, 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 обечайки и днищ 4. Напротив днищ 4 к раме 2 жестко прикреплены предохранительные щиты 5 на расстоянии z от днищ 4. Щиты могут располагаться вертикально 5 или с наклоном 6. Прочность и жесткость щитов 5 (6) увеличивается за счет усиления их вертикальными и горизонтальными ребрами, жестко приваренными к каждому щиту со стороны днища (не показаны). Предохранительные щиты 5 (6) предназначены для предотвращения повреждения котла при воздействии на них нерасчетных продольных нагрузок при авариях, нарушениях правил выполнения маневровых работ и т. п.

Сливом и наливом груза в цистерну и из нее управляют с помощью оборудования (арматуры) расположенной 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 котле 1 с помощью переходных пластин 10, приваренных к котлу. Высота дуг 8 превышает высоту колпака 7. Поэтому при перевороте цистерны 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 11 и поперечным раскосом (стойкой) 12. Один конец раскосов 11, 12 жестко прикреплен к дуге 8, а второй закреплен на котле 1 (пластине 10).

Для усиления дуги она может быть снабжена не только поперечной вертикальной стойкой (раскосом) 12, но и наклонными поперечными раскосами 13. Один конец этих раскосов также жестко крепится к дуге, например, сварной, а второй к котлу 1 (пластинам 10). Причем крепление концов наклонных поперечных раскосов 13 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 8 с раскосами 11-13 соединение одного конца раскосов, например вертикального 12 (фиг. 3), выполняют жестким, например, сваркой. Соединение остальных концов раскосов 11, 13 и дуг 8 с котлом 1 выполняют шарнирным. С помощью осей 14, 15 шарнирных соединений концы дуг 9 и раскосов, например продольных 11, могут крепиться к котлу 1. Шарниры 14 воспринимают поперечные усилия, а шарниры 15 продольные.

При выполнении котла из нескольких царг разной толщины (когда центральная царга имеет большую толщину, чем остальные) дуги 8 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 7 со сливоналивной арматурой не происходит, так как котел 1 в перевернутом положении опирается не на колпак 7, а на прочные предохранительные дуги 8. Днища 4 котла при этом предохраняются от повреждений предохранительными щитами 5(6). 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 11 снижают вероятность повреждения колпака 7 при действии на них больших продольных усилий. Поперечные раскосы 12, 13 позволяют воспринимать большие поперечные усилия. Шарнирные соединения 14, 15 концов 9 дуг 8 и раскосов 11 (13) с котлом 1 (пластинами 10) позволяют снизить технологические усилия, действующие на котел 1, отличие от случая, когда вся конструкция закреплена на котле жестко. Вместе с тем шарнирные соединения 14, 15 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 сливоналивной арматуры.

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

Использование: изобретение относится к железнодорожным цистернам. Сущность изобретения: железнодорожная цистерна содержит котел 1, укрепленный на раме 2 и состоящий из обечайки и днищ 4, ходовую часть 3, предохранительные щиты 5, колпаки 7 со сливо-наливной арматурой. Для повышения надежности цистерны при действии продольных усилий большей величины в аварийных ситуациях на обечайке котла установлены по меньшей мере две предохранительные дуги, каждая из которых размещена перед колпаком со стороны днища и выполнена таким образом, что ее высота превышает высоту колпака. 3 ил.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА, включающая укрепленный на раме котел, состоящий из обечайки и днищ, вертикальные предохранительные щиты, каждый из которых жестко закреплен на раме напротив днища котла с зазором между днищем и щитом, ходовую часть и колпак для сливно-наливной арматуры, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере двумя предохранительными дугами, каждая из которых установлена сверху на котле перед колпаком со стороны днища перпендикулярно оси котла и выполнена так, что ее высота превышает высоту колпака, причем концевые участки каждой предохранительной дуги укреплены на обечайке котла.