Цистерна для транспортирования жидкости Советский патент 1988 года по МПК B61D5/02 B62D37/04 

4

а о о 0д

10

Изобретение относится к технике транспортирования жидкости и может быть использовано в железнодорожных и автоцистернах.

Целью изобретения является повышение прочности и эксплуатационной надежности цистерны путем повышения эффективности гашения колебаний жидкости в цистерне при изменении скорости движения.

Выполнение узлов для гашения колебаний в виде полых камер, имеющих форму эллипсоида вращения, соединенных по радиусу с цистерной и изготов- 15 ленных с отверстиями в стенках каждой камеры, повьшает эффективность гашения колебаний жидкости.

На фиг. 1 показана цистерна, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1J на фиг. 3 - цистерна, вьтолненная в виде эллипса, продольный разрез; на фиг. 4 сечение Б-В на фиг. 3.

Цистерна для транспортирования жидкости состоит из корпуса 1, наливных люко;в 2, узлов для гашения колебаний 3jвыполненных в виде полых камер., имекящх форму эллипсоида вращения, соединенных с корпусом 1 по радиусу 30 и имекнцих отверстия 4,позволяющие равномерно заполнять весь объем цистерны.

Цистерна для транспортирования жидкости работает следующим образом.

В наливные люки 2 заливают транспортируемую жидкость, которая через отверстие 4 в узлах 3 для гашения колебаний равномерно заполняет весь

14460062

баний внутри корпуса 1, при котором колебания жидкости, находящейся между соседними узлами гашения колебаний или узлами гашения колебаний и днищем цистерны, гасились бы более эффективно, чем в самом узле гашения колебаний. Для этого расположение узлов гашения колебаний внутри цистерны выбрано таким, чтобы расстояние между соседними узлами гашения колебаний EF и узлом гашения колебаний и торцовым днищем цистерны GH или CD были бы равны. Но это расстояние обязательно должно быть меньше, чем малая ось эллипсоида вращения. Следовательно количество узлов 3 гашения колебаний должно быть равным целому от частного, где в числителе 20 длина цистерны СН, а в знаменателе ширина цистерны KL (большая ось, при выполнении цистерны с сечением в виде эллипса).

При резких изменениях скорости цистерны возникают плоские продольные колебания, которые распространяются от одной эллиптической полусферы к другой или от эллиптической полусферы отсека к днищу цистерны.

Первый случай: жидкость находится между эллиптическими полусферами одного и того же отсека 3. При резком изменении скорости цистерны возникают колебания жидкости, которые образуются йри отражении от эллиптической полусферы. Они взаимогасятся с той частью жидкости, которая движется к геометрическому центру эллипсоида вращения, не встретив преград на

25

35

Изобретение относится к.транспортированию жидкости и может быть использовано в железнодорожных цистернах и автоцистернах. Целью изобретения является повьшение прочности -и эксплуатационной надежности цистерны путем повышения эффективности га- шения колебаний жидкости в цистерне при изменении скорости движения. Каждый узел гашения выполнен в виде перфорированной полой камеры, имеющей форму эллипсоида вращения. Расстояние между соседними узлами для гашения колебаний и между торцовым днищем цистерны и узлом гашения колебаний не больше малой оси эллипсоида вращения. Прямые и отраженные колебания, возникающие при изменении скорости. движения цистерны, гасятся в геометрическом центре узлов для гашения колебания. Эффективное гашение колебаний жидкости происходит йа время, равное перемещению жидкости на расстояние малой оси эллипсоида вращения. 4 ил. с (Л

объем цистерны. При движении цистер- ,о своем пути. Часть жидкости истекает ны, заполненной жидкостью , происходят

ерез отверстия 4 в эллиптической полусфере отсека 3, и ее колебания гасятся в другом отсеке.

продольные и поперечные колебания жидкости, которые гасятся об эллиптическую поверхность узлов 3 для гашения колебаний. Поперечные колебания возникают при движении емкости на стрелочных переводах и движении автоцистерны по неровной дороге. Гасятся они эллиптическим сводом узлов 3 для гашения колебаний. При резких изменениях скорости цистерны возникают плоские продольные колебания, которые распространяются от одной эллиптической полусферы к другой или от эллиптической полусферы узла 3 гашения колебаний к торцовому днищу цистерны. Для достижения поставленной цели изобретения необходимо добиться такого расположения углов 3 гашения коле

своем пути. Часть жидкости истекает

ерез отверстия 4 в эллиптической полусфере отсека 3, и ее колебания гасятся в другом отсеке.

Второй случай: жидкость находится между эллиптическими полусферами разных отсеков 3. Время, за которое взаимогасятся прямые и отраженные колебания, зависит от расстояния между эллиптическими полусферами соседних отсеков 3. Колебания жидкости отражаются не только от эллиптической полусферы отсека 3, но и от стенки корпуса 1, и эти колебания взаимога- сятся около плоскости, находящейся в 1щстерне между эллиптическими полусферами разных отсеков 3.

Третий случай: колебания гасятс я около гиперплоскости,, описывающей геометрическое место точек центров

31446006

плоскостей между эллиптической полу-своем максимз ме, равный большей оси

сферой отсека 3 и днищем цистерны.эллипсоида вращения MN, больше, чем

Время,за которое гасятся колебания,фронт продольной волны в шарообразтакже зависит от расстояния междуном отсеке FG (при длине радиуса,

эллиптической полусферой и днищемравном длине малой полуоси эллипсоицистерны. Во всех трех случаях эффек-да вращения). Следовательно, и энертивное гашение колебаний жидкостигия такой волны больше, и для гашепроисходит за время, равное перемеще-ния колебаний потребуется больше врению жидкости на расстояние меньшей Qмени, чем для волны в шарообразном

полуоси эллипсоида вращения. Такимотсеке при одинаковом уровне жидкособразом, оптимальное размещение отсе-ти в обоих отсеках.

ков 3 в виде эллипсоида вращенияРасстояние между соседними отсекавнутри цистерны таково, что расстоя-ми EF, выбранное как не больше малой

ние между соседней и эллиптическими igоси эллипсоида вращения, а также располусферами и расстояние между эллип-стояй ие между отсеками и днищем цистической полусферой и днищем цистернытерны (GH или CD) выбраны из следуюне больше меньшей оси эллипсоида вра-щих соображений. щения.Для достижения поставленной цели

Форма выполнения отсеков 3 выбрана 2оизобретения необходимо добиться тако- шарообразной с той целью, что толького расположения отсеков 3 внутри цис- при такой форме выполнения отсека 3терны 1, при котором колебания жид- перевозимая в нем жидкость меньшекости, нах-одящейся между соседними всего подвержена колебаниям такойотсеками или между отсеком и днищем величины,которые существенно влияют 2511;истерны, гасились бы более эффективна безопасность движения состава изно, чем в самом отсеке. Иначе цель железнодорожных цистерн или безопас-изобретения достигнута не будет. Поэ- ность движения автоцистерны. В част-тому расположение отсеков внутри цис- ном случае шар является эллипсоидомтерны выбрано таким, чтобы расстоя- вращения с равными по величине полуо- JQние между соседними отсеками EF и от- сями (фиг.1). Такая форма отсека 3секом и днищем емкости GH или CD бы- применима ко всем железнодорожнымли бы равны. Но это расстояние обяза- цистернам парка МПС, так как самательно должно быть меньше, чем малая цистерна 1 выполнена в виде цилиндраось эллипсоида вращения/ с двумя крышками, вътолняюш -х. роль Следовательно, количество отсеков днища. Аналогичные шарообразные отсе-должно быть равным целому от частно- ки могут применяться и в автоцистер-го, где в числителе длина цистерны нах,но так как на автомобильном шассиСН, а в знаменателе ширина цистерны используются и цистерны, имеющие в :KL .(большая ось, при выполнении цис- сечении форму эллипса, для таких цис- .терны с сечением в виде эллипса). терн введено понятие эллипсоида вра-Равномерное размещение такого количе- щения. Оси такого эллипсоида вращенияства отсеков 3 внутри емкости приво- FG и MN (фиг.4, эллипс вращения вок-дит к достижению поставленной цели, руг своей оси MN) таковы: длина боль- На практике можно количество отсе- шой осиШ равна ширине цистерны KL минус .ков уменьшить на один или два (осо- удвоенная толщина обечайки цистерныбенно в большегрузных железнодорожных NL или КМ. Длина меньшей оси FG рав-цистернах), но обязательно это рас- на высоте QS цистерны, установленнойстояние между соседними отсеками EF на шасси автомобиля, минус удвоеннаяи днищем цистерны GH или CD должно

обечайки цистерны NL. Приме-быть не больше малой оси эллипсоида

оО

нение отсеков 3 для перевозки жидкое-вращения.

ти, выполненных в форме эллипсоида Таким образом, выполнение отсеков вращения, ведет к тому, что эффектив-в виде эллипсоида вращения соединение ность гашения колебаний жидкости вих по радиусу с цистерной и изготов- отсеке 3 несколько ниже, чем в шаро-ление с отверстиями намного повышает образном отсеке (при длине радиуса,эффективность гашения колебаний жид- равном длине малой полуоси эллипсои-кости в эллиптических отсеках, возни- да вращения). Это происходит из-закаюш 1х при изменении скорости движе- того, что фронт продольной волны вкия цистерны. Кроме того, размещение

эллиптических отсеков внутри емкости (расстояние между соседними отсеками и днищем цистерны не больше малой оси эллипсоида вращения) позволяет эффективно гасить колебания жидкости, находящейся вне эллиптических отсеков.

Таким образом, достигается увеличение срока службы громоздких устройств транспортных средств железнодорожных цистерн, локомотивов, повышаются надежность крепления цистерны к транспортной тележке, безопасность передвижения и надежность в целом из-за уменьшения гидроудара о ее днище.

М бииб6

Формула изобретения

Цистерна для транспортирования жидкости, включающая корпус с закреп- с ленными в нем узлами для гашения колебаний жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и эксплуатационной надежности цистерны, каждый узел для 10 гашения колебаний выполнен в виде полой камеры, имеющей форму эллипсоида вращения, при этом в стенках каждой камеры выполнены отверстия, причем полые камеры расположены так, что 5 расстояние между соседними камерами и торцовым днищем цистерны не превышает длины малой ocjt эллипсоида вращения .

V

Фиг.1

-J

Д

Фиа.2

Б- б