Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов

 

Использование: железнодорожный транспорт, конкретно вагоны для перевозки специализированных грузов, Сущность изобретения: крыша вагона 1 состоит из секций 2 с верхней 3 и нижней 4 крышами, опирающимися на верхний 5 и нижний козырьки, фиксируемые на переборках 7. Кузов вагона 1 с тележками 8 и колесными парами 9, jie. , ремещается по рельсам 10. Над вагоном находятся контактный провод 11 и несущий брус 12, закрепленные на опорах 13 контактной сети. Металлические листы 3 и 4 обеих крыш крепятся к боковым стенкам вагона с помощью шарниров (петель) 14, а к козырькам 5 и б - с помощью крепежных приспособлений . 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 61 0 39/00, 7/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕHTHOf

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«4

00 фъ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910165/11 (22) 12.02.91 (46) 15,12,92. Бюл. %46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) А.В.Кузнецов и А.В.Котельников (56) Альбом чертежей вагона модели 11-274, ВНИИВ-Алтайский вагонзавод 1988; (54) КРЫША ВАГОНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ

ВЗРЫВЧАТЬ!Х И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ГРУЗОВ (57) Использование: железнодорожный транспорт, конкретно вагоны для перевозки

„„Я2 „„1781 1 14 А1 специализированных грузов, Сущность изобретения: крыша вагона 1 состоит из секцйй

2 с верхней 3 и нижней 4 крышами, опираю1 щимися на верхний 5 и нижний козырьки, фиксируемые на переборках 7. Кузов вагона

1 с тележками 8 и колесными парами 9 пе ремещается по рельсам 10. Над вагоном находятся контактный провод 11 и несущий брус 12, закрепленные на опорах 13 контактной сети. Металлические листы 3 и 4 обеих крыш крепятся к боковым стенкам вагона с помощью шарниров (петель) 14, а к козырькам 5 и 6 — с помощью крепежных приспособлений, 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1781114

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, конкретно к специализированным железнодорожным вагонам для перевозки взрывчатых и легковоспламейяющихся грузов.

Известен специализированный вагон модели 11-274 для перевозки разрядных грузов, построенный Алтайским вагоностроительным заводом.

Особенностью такого вагона является двухслойная крыша, выполненная из стальных листов, верхний толщиной 3-3,5 мм, нижний — 1,5-1,7 мм, с расстоянием между ними 60 мм. Зазор между обеими крышами ничем не заполнен и торцевые участки открыты. Данная крыша не обеспечивает сохранность и защиту перевозимых грузов, так как в аварийной ситуации при обрыве контактного провода электрифицированных железных дорог и падении его на крышу этого вагона происходит, при определенйых условиях, прожег обеих крыш, и попадание открытого огня внутрь вагона, что категорически недопустимо, Задачей; на решение которой направлено изобретение, является обеспечение сохранности груза в вагоне путем повышения надежности крыши в аварийных ситуациях, Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов по данному изобретению содержит установленные друг над другоМ с зазором металлические панели, каждая панель выполнена секционированной, длина каждой секции ограничена вертикальными перегородками, которые установлены внутри кузова, причем панели выполнены в профиле треугольной формы с углами при вершине соответственно верхней — не более 90, нижней — не более 120О, при этом она снабжена жестко закрепленными на верхних концах указанных перегородок по всей длине панелей металлическими козырьками с дугостойкостью не менее одной минуты при постоянном токе 2500 А, секции панелей прикреплены к боковым стенам кузова шарнирами с одной степенью свободы в вертикальной плрскости, а к козырьку и перегородкам — крепежными приспособлениями, причем каждое крепежное приспособлени» образовано болтовым соединением, наружный диаметр головки болта которого по меньшей мере равен диаметру отверстия в листе крыши, болт установлен в предохранительной втулкешайбе, которая выполнена полиэтиленовой, На фиг, 1 приведен общий вид вагона; на фиг. 2 — схема конструкции крыши вагона (вид в торец) на фиг. 3 — схема вагона с

"раскрытой крышей"; на фиг. 4 — схема крепежного приспособления для крепления листов крыши.

Крыша вагона 1 состоит иэ секций 2, каждая из которых состоит из верхней 3 и нижней 4 крыш, которые опираются на верхний 5 и нижний 6 козырьки крыши, фиксируемые на секционных переборках 7.

Корпус вагона 1 через тележки 8 и колесные пары 9 стоит на рельсах 10 железнодорожного пути. Над вагоном располагается контактная подвеска системы электроснабжения с контактным проводом 11, несущим

Металлические панели 3 и 4 обеих крыш крепятся к боковым стенкам вагона 1 с помощью шарниров (петель) 15, а к козырькам

5 и 6 и переборкам 7 с помощью крепежных

20 приспособлений 16 (фиг. 4), состоящих из болта 17 с гайкой 18, предохранительной, например, полиэтиленовой, шайбой 19 и ме- таллическими шайбами 20, 21.

Данная крыша обеспечивает защиту

25 груза в двух аварийных режимах работы при перевозке грузов: при обрыве контактного провода и падении его на крышу вагона и при возникновении возгорания или повы30 шении давления внутри вагона

Рассмотрим первый режим. При обрыве контактного провода и падении его на крышу вагона происходит соприкосновение провода с металлической верхней крышей 3, 35 что вызывает протекание тоха короткого замыкания через вагон по цепи: оборванный контактный провод 14 — верхняя крыша 3 корпус вагона 1, тележка 8, колеса 9 и рельс

10, который является вторым полюсом ис- точника электроснабжения ж.д, Поскольку контакт между свободно свисающим контактным проводом и крышей вагона вызыва- ет протекание весьма больших токов короткого замыканйя (5-10) кА и более при

40 любом виде электротяги (постоянный 3 кВ или переменный однофазный 27,5 кВ), происходит электродинамическое воздействие между проводом и крышей вагона, при котором провод отскакивает от крыши. Возни45

50 кает открытая дуга в зоне соприкосновения, при подключенном к,з, Этот процесс может . длиться несколько секунд и даже несколько минут, Так как крыша — наклонная поверхность, то возникает воздушное дутье, вы55 званное разностью температур в дуге более

1000 С и окрующающей средой. Эффективное дутье в дуговом процессе проявляется при условии наклона поверхности, по которой перемещается дуговое пятно. Этот угол должен быть не менее 45 к горизонтали. проводом 12, которые крепятся к опорам 13.

15 На схеме показан случай оборванного контактного провода 14, упавшего на крышу.

1781114

20

30

40

Именно этим обьясчяется требование по углу Q при вершине крыши.

Перемещение дуги вверх по поверхности крыши выводит ее на козырек, где дуга будет гореть между контактным проводом

14 и козырьком 5. Здесь необходимо отметить, что неотключенное защитной аппаратурой системы электроснабжения короткое замыкание может протекать только при токах ниже порога срабатывания, т,е, при то. ках в пределах 1,0 — 2,5 кА, Исходя из этого дугостойкость козырька верхней крыши, обусловленная тем, что дуга, которая вышла на конек, горит в одной. точке, не перемещаясь, как было вначале вдоль металлического листа верхней крыши, Конечно при такой высокой температуре металл конька будет плавиться, одновременно плавится контактный провод, свисающий с крыши. При этом скорость плавления медного контактного провода при постоянном токе 2500 А достигает 1 см/с. Такую дугостойкость в течение

1 минуты может обеспечить сталь толщиной

15 мм и более или другие дугостойкие материалы, например, ванадиевые, молибденовые и др. сплавы, Однако возможны случаи с большим временем локализации поврежденного аварийного участка. В этом случае возможен прожег конька крыши и проникновение продуктов горения дуги под нее.

Для защиты от попадания огня внутрь вагона и служит вторая крыша вагона. Причем и здесь достигается высокая степень защищенности, поскольку расстояние (до 500 мм) между двумя крышами доведено до 500 мм.

При этом теоретически и практически не возможен переброс дуги от конька верхней. крыши на нижнюю. Капли расплавленного металла с конька верхней крыши за время падения буду1 остывать и падать на крышу, нижнюю наклонную поверхность, При падении капли расплавленного металла в воздухе, как известно, образуют мелкие шарики, которые скатываются по наклонной плоскости, остывая по пути перемещения за счет теплопередачи в металл и воздух, Таким образом, конструкция крыши вагона обеспечивает защищенность груза при падении контактного провода на крышу вагона и исключает попадание дуги и продуктов горения внутрь вагона.

Вторым важнейшим требованием является обеспечение "раскрыти " крыши вагона при повышении давления внутри вагона выше установленного порога. что чревато возникновением детонации груза. Такая ситуация полностью исключается в данной конструкции крыши, поскольку крыша секционирована и предусмотрено крепление отдельных листов с помощью, так называемых, клапанов, а проще, крепежных приспособлений, прочность которых может быть достаточно точно рассчитана и экспериментально проверена, Применение полимерного материала — полиэтилена дано в качестве примера, Принципиально возможно использовать другие материалы, например, алюминия, или др„с помощью которых обеспечивается главное условие — срез заплечиков шайбы 19 по кольцу отверстия в листе крыши вагона. Число таких узлов крепления достаточно просто рассчитать по усилию, которое будет приложено к каждому листу при повышении давления внутри вагона, Таким образом, крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов комплексно обеспечивает защиту и сохранность перевозимого в вагоне опасного груза от различных аварийных ситуаций, возникающих на электрифицированных железных дорогах, а также от аварийной ситуации внутри вагона.

Формула изобретения

1. Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов, содержащая установленные друг над другом с зазором металлические панели, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения сохранности груза в вагоне путем повышения надежности крыши в аварийных ситуациях, каждая панель выполнена секционной, длина каждой секции ограничена вертикальными перегородками, которые установлены внутри кузова, причем панели выполнены в профиле треугольной формы с углами при вершине соответственно верхней — не более 90О, нижней — не более 120О, при этом она снабжена жестко закрепленными на верхних концах указанных перегородок по всей длине панелей металлическими козырьками с дугостойкостью не менее одной минуты при постоянном токе 2500 А, секции панелей прикреплены к боковым стенам кузова шарнирами с одной степенью свободы в вертикальной плоскости, а к козырьку и перегородкам — крепе>кными приспособлениями.

2. Крыша по и. 1, отличающаяся тем, что каждое крепе>кное приспособление образовано болтовым соединением. наружный диаметр головки болта которого по меньшей мере равен диаметру отверстия в листе крыши, причем болт установлен в предохранительной втулке-шайбе, котора выполнена полиэтиленовой.

1781114

Корректор Н.Тупица

Редактор

Заказ 4247 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производсгвенно-издэтельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роно. у яР

Составитель А.Кузнецов

Техред М.Моргентал

6,7)