ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА Российский патент 1999 года по МПК B65D88/12 

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

Известны железнодорожные цистерны, состоящие из котла с закрепленными на нем шпангоутами, ходовой части, колпака для сливоналивной арматуры, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования (Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом. М.: Транспорт, 1989 г., с.84-86).

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

В качестве прототипа принята железнодорожная цистерна, включающая котел, состоящий из обечайки и днищ, поперечных шпангоутов, жестко закрепленных на обечайке, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на котле, причем каждая дуга снабжена не менее, чем одним продольным и не менее, чем одним поперечным раскосами, один из концов которых закреплен на дуге, а второй конец закреплен на котле (патент России N 2038240, МКИ B 61 D 5/00, B 65 B 88/12 "Железнодорожная цистерна", 1993 г.).

Концы дуг и раскосов крепятся непосредственно к котлу. При переворотах цистерны в аварийных ситуациях на котел передаются значительные сосредоточенные усилия. Это может привести к повреждению и разгерметизации котла.

Таким образом, известные конструкции не обеспечивают надежной защиты котла цистерн от значительных местных напряжений в зоне крепления элементов защитных дуг и раскосов, а следовательно, и предотвращение разгерметизации цистерн в аварийных ситуациях.

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности и создание такой конструкции цистерны, которая обеспечивала бы надежную защиту котла и безопасность сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей котел, состоящий из обечайки и днищ, поперечные шпангоуты, жестко закрепленные на обечайке, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ перпендикулярно оси котла, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на котле, причем каждая дуга снабжена не менее чем одним продольным и не менее чем одним поперечным раскосами, один из концов которых закреплен на дуге, а второй конец закреплен на котле, согласно изобретению концы дуг и раскосов закреплены на шпангоутах. Кроме того, концы дуг закреплены на нейтральной оси шпангоутов.

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в повышении надежности защиты котла от повреждения концами предохранительных дуг и продольных раскосов при переворотах цистерн в аварийных ситуациях.

За счет расположения концов дуг и раскосов на шпангоутах в аварийных ситуациях при переворотах цистерны усилия на котел значительно уменьшаются по сравнению с креплением концов дуг и раскосов непосредственно на котле.

Расположение концов дуг на нейтральной оси позволяет повысить надежность крепления дуг.

На фиг. 1 показан общий вид цистерны, на фиг. 2 - вид на цистерну с торца, на фиг. 3 - жесткое крепление концов предохранительных дуг и раскосов, на фиг. 4 - шарнирное крепление концов предохранительных дуг и раскосов.

Цистерна состоит из котла 1, закрепленного на раме 2, ходовой части 3 (фиг. 1). Котел состоит из обечайки (1) и днищ 4. Цистерна может быть как с рамой 2, так и без нее.

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. Дуги 6 могут устанавливаться перпендикулярно оси котла или с наклоном. Концы дуг 6 закреплены на котле 1 с помощью усиливающих шпангоутов 8-11, 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 поперечными вертикальными или наклонными раскосами 12. Один конец раскосов 12 жестко прикреплен к дуге 6, а второй - закреплен на шпангоуте 9-10.

Дуги 6 снабжены наклонными продольными раскосами 13. Один конец этих раскосов также жестко крепится к дуге 6, например, сваркой, а второй - к шпангоутам 8-11 шарнирно.

Для повышения надежности соединения шарнирное крепление концов дуг 6, продольных раскосов 13 (и других необходимых элементов) к шпангоутам 8-11 производятся в зоне нейтральной оси (н.о.) шпангоутов 8-11, положение которой учитывается с учетом прилегающей к шпангоуту части листа котла 1 - фиг. 3, 4. Крепление конца дуги 6 (или раскосов) к шпангоуту 9 может осуществляться непосредственно и жестко, например, путем сварки 14 (фиг.3) или шарнирно с помощью переходного элемента 15 (фиг. 4). В этом случае конец дуги жестко крепится к переходному элементу 15. Сам переходной элемент 15 соединяется со шпангоутом 9 с помощью валика 16, выполняющего роль шарнира.

К верхней части раскосов 14 может жестко крепиться защитный лист 17.

Шпангоуты могут быть сплошными кольцевыми - поз. 11, разомкнутыми, например, в зоне крепления котла 1 к раме 2 - поз. 9, 10, либо местными, например, поз. 8, выполненными специально для усиления мест крепления концов раскосов или дуг.

Предохранительные дуги 6 с продольными раскосами 13 могут располагаться как симметрично относительно оси котла 1 или оси колпака, так и несимметрично. Раскосы могут 13 располагаться параллельно, а также могут быть непараллельными - сходящимися или расходящимися.

Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.

При возможных переворотах в аварийных ситуациях нагрузка на котел 1 от защитных дуг 6 с листом 17 значительно уменьшается за счет более равномерного перераспределения нагрузки на котел через шпангоуты 8-11.

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

Изобретение относится к железнодорожным цистернам для перевозки опасных грузов. Цистерна включает котел 1 со шпангоутами 8-11, укрепленный на раме 2, ходовую часть 3, колпак 5 со сливоналивной арматурой. На котле 1 сверху по обе стороны колпака 5 со стороны днищ 4 перпендикулярно оси котла установлены предохранительные дуги 6 с продольными раскосами 13 и поперечными раскосами. Один конец каждого раскоса жестко соединен с дугой 6 а второй конец закреплен на шпангоутах 8-11. Использование изобретения обеспечивает повышение надежности защиты котла от повреждений при перевороте цистерны в аварийных ситуациях. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Железнодорожная цистерна, включающая котел, состоящий из обечайки и днищ, поперечных шпангоутов, жестко закрепленных на обечайке, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ, высота которых превышает высоту колпака и концы которых закреплены на котле, причем каждая дуга снабжена не менее чем одним продольным и не менее чем одним поперечным раскосами, один из концов которых закреплен на дуге, а второй конец закреплен на котле, отличающаяся тем, что концы дуг и раскосов закреплены на шпангоутах. 2. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что концы дуг закреплены на нейтральной оси шпангоутов.