ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА Российский патент 1999 года по МПК B65D88/12 B61D5/00 

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

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 /Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом. Москва, Транспорт, 1982 г. , стр. 64-77; а.с. СССР N 1765042, МКИ B 61 D 5/00, B 65 B 88/12 "Железнодорожная цистерна", 1992 г./.

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, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ, причем высота дуг превышает высоту колпака, их концы закреплены на котле и каждая дуга снабжена не менее чем одним поперечным и не менее чем одним продольными раскосами, один из концов каждого раскоса 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./.

Предохранительные дуги могут защитить колпак со сливоналивной арматурой при крушениях и переворотах цистерны на твердой почве. Если переворот цистерны произойдет на мягком грунте, то предохранительные дуги могут вдавиться в грунт. В этом случае при перевороте цистерны или скольжении ее вдоль оси 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.

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности и создание такой конструкции цистерны, которая обеспечивала бы безопасность сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях при любых условиях - вне зависимости от вида грунта, где может произойти крушение.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ, причем высота дуг превышает высоту колпака, их концы закреплены на котле, и каждая дуга снабжена не менее чем одним поперечными и не менее чем одним продольными раскосами, один из концов каждого раскоса закреплен на дуге, а второй конец закреплен на котле, согласно изобретению, к продольным раскосам сверху жестко прикреплен защитный лист.

Кроме того:
- в защитном листе выполнен вырез, по меньшей мере, с одной стороны, перпендикулярной оси котла;
- в защитном листе выполнено отверстие;
- дуга имеет переменную кривизну;
- продольные раскосы расположены не параллельно друг другу;
- дуга расположена наклонно по отношению к поверхности котла;
- защитный лист снабжен подкрепляющим стержнем.

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в предотвращении повреждения верхней части котла, в частности, сливоналивной арматуры в аварийных ситуациях, если крушение произойдет в зоне мягкого грунта.

Это позволит сократить расходы на обеззараживание территорий, где могут происходить крушения поездов, в составе которых имеются цистерны, и когда происходит разгерметизация цистерн и загрязнение окружающей среды опасными грузами, перевозимыми в цистернах.

Наличие защитного листа позволяет повысить надежность защиты колпака и сливоналивной арматуры, а также предохранить повреждения сливоналивной арматуры и колпака при продольных перемещениях цистерны в перевернутом состоянии.

Выполнение в защитном листе выреза или отверстия позволяет обеспечить доступ к арматуре, расположенной вне колпака на поверхности котла без усложнения конструкции и увеличения ее стоимости.

Выполнение дуги переменной кривизны позволяет снизить и более равномерно распределять удельное давление на грунт. Это позволит уменьшить величину вдавливания дуг в мягкий грунт, а следовательно, уменьшить и вероятность повреждения сливоналивной арматуры.

Выполнение продольных раскосов не параллельно друг другу позволяет использовать защитный лист максимально возможных размеров при различной конструкции выносных /вне колпака/ сливоналивных устройств и при разных диаметрах котла цистерны.

Выполнение дуг наклонными позволяет повысить надежность защиты колпака при продольных перемещениях перевернутой цистерны.

Подкрепление защитного листа стержнем позволит повысить прочность листа.

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

В аварийных ситуациях, когда возможен переворот цистерны или скольжение ее в перевернутом положении вдоль оси котла, повреждений колпака со сливоналивной арматурой не происходит, так как котел в перевернутом положении опирается не на колпак, а на предохранительные дуги и защитный лист. Поэтому не происходит разгерметизации цистерн и загрязнения окружающей среды перевозимыми в цистернах опасными грузами.

На фиг. 1 показан общий вид цистерны, на фиг. 2 - вид на цистерну с торца, на фиг. 3 - установка на котле предохранительных дуг, на фиг. 4 - предохранительная дуга переменной кривизны; на фиг. 5 - предохранительная дуга со спрямленной центральной частью; на фиг. 6 - защитный лист с отверстием.

Цистерна состоит из котла 1, закрепленного на раме 2, ходовой части 3 /фиг. 1/. Котел состоит из обечайки /1/ 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, цельных или составных. Дуги 6 располагаются по обе стороны колпака 5 перпендикулярно оси котла 1 или с наклоном - позиция 7. Концы дуг 6, 7 закреплены на котле 1 с помощью переходных пластин 8 или усиливающих шпангоутов - замкнутых 9 или разомкнутых 10, которые приварены к котлу 1. Высота дуг 6, 7 превышает высоту колпака 5. Поэтому при перевороте цистерны котел опирается на дуги 6,7, а не на колпак 5, что обеспечивает сохранность размещенной в нем сливоналивной арматуры. Дуги 6, 7 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 наклонными раскосами 11 и дополнительно-вертикальной стойкой /раскосом/ 12. Один конец раскосов 11-12 жестко прикреплен к дуге 6, 7, а второй - закреплен на котле 1.

Дуги 6, 7 снабжены наклонными продольными раскосами 13, например, из такого же материала, что и дуги 6, 7. Один конец этих раскосов также жестко крепится к дуге 6, 7, например, сваркой, а второй - к котлу 1 /переходным пластинам 8 или шпангоутам 9, 10/ - шарнирно. Продольные раскосы 13 могут быть как параллельными, так и сходящимися или расходящимися - фиг. 3.

Предохранительные дуги 6, 7 с продольными раскосами 13 могут располагаться как симметрично относительно оси котла 1 или оси колпака, так и несимметрично.

К верхней части продольных раскосов 13 жестко крепится защитный лист 14. Защитный лист 14 может крепиться как поверх продольных раскосов 13, так и в плоскости их верхних образующих /если раскосы выполнены из труб/ или верхних поверхностей.

Для доступа к элементам арматуры 15, которые расположены вне колпака 5 в защитном листе 14, в одной из сторон, перпендикулярных оси котла, могут быть выполнены отверстия 16 или вырезы - в верхней части 17 или в нижней - 18 либо в любом другом необходимом месте.

Дуги 6, 7 могут быть как постоянной кривизны, так и переменной /фиг. 4/, либо иметь прямой участок 19 /фиг. 5/. Длина прямого участка 19 может быть как равной, так и меньше или больше диаметра колпака. Неравномерная кривизна дуг 6, 7 выбирается из расчета равномерного распределения нагрузок при переворотах цистерн.

Защитный лист 14 может крепиться как по всему контуру к дуге 6, продольным раскосам 13 и котлу 1, или шпангоутам 9, 10, так и только к отдельным этим элементам, например, только к продольным раскосам 13.

Верхняя часть защитного листа может крепиться непосредственно к дуге - фиг. 3 или с зазором 20 - фиг. 6. В последнем случае для усиления верхней кромки защитного листа 14 между продольными раскосами 13 может быть приварена перекладина 21. Для усиления всего защитного листа 14 одна или несколько дополнительных усиливающих перекладин могут быть проварены вдоль одной из сторон защитного листа 14 или с наклоном - позиция 22, в средней или нижней части - позиция 23.

Концы дуг 6, 7 могут крепиться как к шпангоутам 9, так и непосредственно к самому котлу - вне зависимости от наличия на нем шпангоутов.

Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.

При возможных переворотах цистерны, когда колпак 5 оказывается внизу цистерны, происходит опирание котла 1 не на колпак 5, а на прочные предохранительные дуги 6, 7 с защитным усиливающим листом 14. При продольном перемещении цистерны в перевернутом на 180^o положении надежная защита колпака 5 со сливоналивной арматурой обеспечивается за счет защитного листа 14.

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), 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) установлены предохранительные дуги (6), (7), высота которых превышает высоту колпака (5). Каждая дуга снабжена поперечными раскосами и продольными раскосами (13). Один конец каждого раскоса жестко соединен с дугой (6), (7), а второй конец закреплен на котле 1. К продольным раскосам (13) прикреплены защитные листы (14). Дуги (6), (7) с продольными раскосами (13) и защитными листами (14) предотвращают повреждения колпака (5) со сливоналивной арматуры при переворотах цистерны в аварийных ситуациях. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Железнодорожная цистерна, включающая котел, состоящий из обечайки и днищ, ходовую часть, колпак для сливоналивной арматуры, не менее чем две предохранительные дуги, установленные на котле сверху по обе стороны колпака со стороны днищ, причем высота дуг превышает высоту колпака, их концы закреплены на котле и каждая дуга снабжена не менее чем одним поперечным и не менее чем одним продольным раскосами, один из концов каждого раскоса закреплен на дуге, а второй конец закреплен на котле, отличающаяся тем, что к продольным раскосам сверху жестко прикреплен защитный лист. 2. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что в защитном листе выполнен вырез по меньшей мере с одной стороны, перпендикулярной оси котла. 3. Цистерна по п. 1, отличающаяся тем, что в защитном листе выполнено отверстие. 4. Цистерна по п. 1, отличающаяся тем, что дуга имеет переменную кривизну. 5. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что продольные раскосы расположены не параллельно друг другу. 6. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что дуга расположена наклонно по отношению к поверхности котла. 7. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что защитный лист снабжен подкрепляющим стержнем.