Цистерна для транспортирования жидкости

 

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 гашения 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5У 1 В 61 D 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4242697/28-13 (22) 11. 05. 87 (46) 23.12.88. Бюл. 9 47 (72) А.Н,Калмыков (53) 621.642.2 (088.8) (56) .Авторское. свидетельство СССР

9 629131 кл. В 65 D 87/12, 1978. (54) ЦИСТЕРНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к транспортированию жидкости и может быть использовано в железнодорожных цистернах и автоцистернах. Целью изобретения является повышение прочности

:и эксплуатационной надежности цистерны путем повышения эффективности га-. шения колебаний жидкости в цистерне

„„SU„, 1446006 А1 при изменении скорости движения. Каж" дый 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 эа время, равное перемещению жидкости на расстояние малой оси эллипсоида вращения. ф

4 ил.

1446006

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, повышает эффективность гашения колебаний жидкости.

На фиг ° 1 показана цистерна, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение 20

А-А на фиг ° 1; на фиг. 3 — цистерна, выполненная в виде эллипса, продольный разрез; на фиг. 4 + сечение Б-Б на фиг. 3.

Цистерна для транспортирования 25 жидкости состоит из корпуса 1, наливных люков 2, узлов для гашения колебаний З,выполненных в виде полых камер„имеющих форму эллипсоида вращения, соединенных с корпусом 1 по радиусу 30 и имеющих отверстия 4,позволяющие равномерно заполнять весь объем цистерны.

Цистерна для транспортирования жидкости работает следующим образом.

В наливные люки 2 заливают транс портируемую жидкость, которая через отверстие 4 в узлах 3 для гашения колебаний равномерно заполняет весь объем цистерны. При движении цистерны, заполненной жидкостью, происходят продольные и поперечные колебания жидкости, которые гасятся об эллиптическую поверхность узлов 3 для гашения колебаний. Поперечные колебания 45 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 5 колебаний к торцовому днищу цистерны.

Для достижения поставленной цели изобретения необходимо добиться такого расположения углов 3 гашения колебаний 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 ЕР и узлом гашения колебаний и торцовым днищем цистерны СН 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 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 при отражении от эллиптической полусферы. Они взаимогасятся с той частью жидкости, которая движется к геометрическому центру эллипсоида вращения, не встретив преград на своем пути. Часть жидкости истекает через 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 взаимогасятся около плоскости, находящейся в цистерне между эллиптическими полусферами разных отсеков 3.

Третий случай: колебания гасятся около гиперплоскости, опись веющей геометрическое место точек центров з 14460 плоскостей между эллиптической полусферой отсека 3 и днищем цистерны.

Время,за которое гасятся колебания, также зависит от расстояния между эллиптической полусферой и днищем цистерны. Во всех трех случаях эффективное гашение колебаний жидкости происходит за время, равное перемещению жидкости на расстояние меньшей полуоси эллипсоида вращения. Таким образом, оптимальное размещение отсеков 3 в виде эллипсоида вращения внутри цистерны таково, что расстояние между соседней и эллиптическими полусферами и расстояние между эллиптической полусферой и днищем цистерны не больше меньшей оси эллипсоида вращения.

Форма выполнения отсеков 3 выбрана О шарообразной с той целью, что только при такой форме выполнения отсека 3 перевозимая в нем жидкость меньше всего подвержена колебаниям такой величины, которые существенно влияют Z5 на безопасность движения состава из железнодорожных цистерн или безопасность движения автоцистерны. В частном случае -шар является эллипсоидом вращения с равными по величине полуо- ЗО сями (фиг.1). Такая форма отсека 3 применима ко всем железнодорожным цистернам парка МПС, так как сама цистерна 1 выполнена в виде цилиндра с двумя крышками„ выполняющих роль днища. Аналогичные шарообразные отсе35 ки могут применяться и в автоцистернах,но так как на автомобильном шасси используются и цистерны, имеющие в сечении форму эллипса для таких цис 4 терн введено понятие эллипсоида вращения. Оси такого эллипсоида вращения

FG u MN (фиг.4, эллипс вращения вокруг своей оси MN) таковы: длина большой осиМИ равнаширине цистерны К?.минус 45 удвоенная толщина обечайки цистерны

NL или KM. Длина меньшей оси FG равна высоте QS цистерны, установленной на шасси автомобиля, минус удвоенная толщина обечайки цистерны NL. Применение отсеков 3 для перевозки жидкости, выполненных в форме эллипсоида вращения, ведет к тому, что эффективность гашения колебаний жидкости в отсеке 3 несколько ниже, чем в шаро55 образном отсеке (при длине радиуса, равном длине малой полуоси эллипсоида вращения). Это происходит из-за того, что фронт продольной волны в своем максимуме, равный большей оси эллипсоида вращения MN, больше, чем фронт продольной волны в шарообразном отсеке FG (при длине радиуса, равном длине малой полуоси эллипсоида вращения). Следовательно, и энергия такой волны больше, и для гашения колебаний потребуется больше времени, чем для волны в шарообразном отсеке при одинаковом уровне жидкости в обоих отсеках.

Расстояние между соседними отсеками EF, выбранное как не больше малой оси эллипсоида вращения, а также расстояйие между отсеками и днищем цистерны (GH или CD) выбраны из следующих соображений.

Для достижения поставленной цели изобретения необходимо добиться такого расположения отсеков 3 внутри цистерны 1, при котором колебания жидкости, находящейся между соседними отсеками или между отсеком и днищем цистерны, гасились бы более эффективно, чем в самом отсеке. Иначе цель изобретения достигнута не будет. Поэтому расположение отсеков внутри цистерны выбрано таким, чтобы расстояние между соседними отсеками EF и отсеком и днищем емкости GH или CD были бы равны. Но это расстояние обязательно должно быть меньше, чем малая ось эллипсоида вращения.

Следовательно, количество отсеков должно быть равным целому от частного, где в числителе длина цистерны

СН, а в знаменателе ширина цистерны

KL,(áîëüøàÿ ось„ при выполнении цистерны с сечением в виде эллипса).

Равномерное размещение такого количества отсеков 3 внутри емкости приводит к достижению поставленной цели.

На практике можно количество отсе,ков уменьшить на один или два (особенно в большегрузных железнодорожных цистернах), но обязательно это расстояние между соседними отсеками EF и днищем цистерны GH или. CD должно быть не больше малой оси эллипсоида вращения.

Таким образом, выполнение отсеков в виде эллипсоида вращения соединение их по радиусу с цистерной и изготовление с отверстиями намного повышает эффективность гашения колебаний жидкости в эллиптических отсеках,.возникающих при изменении скорости движения цистерны. Кроме того, размещение

144 6006 эллиптических отсеков внутри емкоСти (расстояние между соседними отсеками и днищем цистерны не больше малой оси эллипсоида вращения) позволяет

5 эффективно гасить колебания жидкости, находящейся вне эллиптических отсеков.

Таким образом, достигается увели" щ чение 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.

Формула изобретения

Цистерна для транспортирования жидкости, включающая корпус с закрепленными в нем узлами для гашения колебаний жидкости, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с пелью повышения прочности и эксплуатационной надежности цистерны, каждый узел для 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 расстояние между соседними камерами и торцовым днищем цистерны не превышает длины малой оси эллипсоида вращения.

1446006

Составитель М.Копейкин

Редактор Н.Лазаренко Техред Il,Ñåðäþêîâà

Корректор В.Романвнко

Заказ 6694/23 Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4