Железнодорожная цистерна

 

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу для перевозки опасных грузов. Цистерна содержит котел с предохранительными щитами 4, установленный на ходовой платформе. Предохранительные щиты 4 на цистерне установлены с наклоном относительно ее поперечной оси. Горизонтальные ребра щита установлены на расстоянии, меньшем минимальной высоты большого зуба головки корпуса сцепки. Система ребер со стороны днища закрыта листом 8. Использование изобретения позволит повысить надежность железнодорожных цистерн для перевозки опасных грузов и обеспечить экологическую безопасность окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Известны железнодорожные цистерны для перевозки опасных грузов (хлор, аммиак и др. ), состоящие из котла, укрепленного на платформе, включающей раму, ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование [1].

Однако эти цистерны не имеют защитных устройств, предотвращающих повреждения торцовой части котла при воздействии на нее больших продольных нагрузок, которые встречаются в эксплуатации - при нарушении правил ведения маневровых работ и в аварийных ситуациях.

Известна железнодорожная цистерна, состоящая из котла с платформой и вертикальных предохранительных щитов, жестко закрепленных на раме напротив днищ котла с зазором между котлом, причем со стороны днищ щиты снабжены жестко прикрепленными к ним горизонтальными ребрами [2].

Небольшая опорная площадь предохранительных щитов известной цистерны вызывает необходимость усложнения цистерны, введения дополнительных элементов, связывающих верхнюю часть щитов с рамой.

Жесткое крепление верхней части щитов к раме приводит к невозможности упругого восприятия хотя бы части нагрузки, которая может воздействовать на щиты. Вследствие этого при действии на щит усилий от смещающихся грузов соседних вагонов или самих вагонов (например, при крушениях и других аварийных ситуациях) нагрузка будет передаваться на элементы крепления котла или сам котел.

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемой является железнодорожная цистерна, состоящая из котла с ходовой платформой и предохранительных щитов с системой вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер, установленных жестко на раме напротив днищ, с наклоном от котла по продольной оси цистерны [3].

К недостаткам данного технического решения можно отнести следующее.

- При попадании большим зубом головки автосцепки соседнего вагона в щит между горизонтальными ребрами ослабляется прочность щита и всего предохранения в целом.

- Из-за незначительной опорной площади вертикальных усиливающих ребер при взаимодействии в аварийных ситуациях щита с днищем могут возникнуть большие контактные напряжения в днище и в конечном итоге повреждение последнего.

- Наклон щита только по продольной оси цистерны обеспечивает недостаточное "рикошетирование" соударяемых объектов (например, соседнего вагона при ударе автосцепкой в щит), т.к. "рикошетирование" может происходить только в направлении нижней части щита.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в перекрытии горизонтальными ребрами (по меньшей мере одним) контакта с большим зубом головки автосцепки соседнего вагона при ударе, увеличении площади контакта предохранительного щита при его взаимодействии с днищем, с целью снижения контактных напряжений и в обеспечении увода усилия ("рикошетирования"), направленного на днище котла не только вниз, но и в сторону.

Для этого в предлагаемой железнодорожной цистерне, включающей укрепленный на ходовой платформе котел и предохранительные щиты с системой вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер, установленные жестко на раме напротив днищ котла с наклоном от котла по продольной оси цистерны, горизонтальные усиливающие ребра расположены по вертикали на щите на расстоянии между собой, меньшем минимальной высоты большого зуба головки корпуса автосцепки, а система вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер со стороны днищ снабжена дополнительным металлическим листом.

Кроме того, предохранительные щиты установлены со смещением относительно оси автосцепки, а также под углом относительно поперечной оси цистерны.

Сущность предлагаемого изобретения объясняется со ссылкой на чертеж, где показан пример конструктивного исполнения железнодорожной цистерны.

Фиг. 1 - цистерна, общий вид.

Фиг. 2 - то же, вид с торца.

Фиг. 3 - предохранительный щит, вид со стороны днища.

Цистерна состоит из котла 1, жестко закрепленного на ходовой платформе 2. Напротив днищ 3 к платформе 2 жестко прикреплены предохранительные щиты 4. Предохранительный щит 4 состоит из листа 5 с системой "а" вертикальных и системой "б" горизонтальных усиливающих ребер различного поперечного сечения. Расстояние "в" между горизонтальными ребрами системы "б" выполнено меньшим минимальной высоты большого зуба головки корпуса автосцепки.

Система "а" вертикальных и система "б" горизонтальных усиливающих ребер снабжена со стороны днищ дополнительным листом 8, жестко соединенным с некоторыми ребрами.

Лист 5 установлен, как показано на фиг. 2, со смещением относительно оси автосцепки (желательно влево при виде с торца цистерны), а также под углом, как показано на фиг. 3, относительно поперечной оси цистерны.

Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого изобретения может быть объяснена следующим образом. Защита днищ котла цистерны при аварийных столкновениях и концентрированных ударах автосцепкой или смещающимися грузами с других вагонов обеспечивается за счет - исключения пробоя листа 5 корпусом автосцепки за счет гарантированного включения в работу при ударах по меньшей мере одного из горизонтальных ребер; - уменьшения контактных напряжений при взаимодействии предохранительного щита при его деформации с днищем за счет увеличения площади контакта дополнительного листа 8 с днищем; - увеличения увода усилия ("рикошетирования"), направленного на днище котла не только вниз, но и в сторону от центра днища.

Предлагаемая железнодорожная цистерна работает следующим образом.

При воздействии на цистерну усилий в направлении котла 1 защита торцевой его части (днищ) обеспечивается предохранительным щитом 4.

Предохранительный щит 4 воспринимает на себя нагрузки недопустимой величины, которые могут возникать в эксплуатации, например при нарушениях маневровых работ и в аварийных ситуациях. При этом происходит первоначально "рикошетирование" прикладываемого усилия вниз и в сторону, затем упругое восприятие оставшейся нагрузки щитом. В случае выбора всех зазоров между днищем и щитом последний обеспечивает распределение через лист 8 концентрированного удара на достаточно большой площади поверхности днища, что снижает уровень напряжений в днище при аварийных ситуациях.

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

На предлагаемое изобретение в настоящее время разрабатывается рабочая конструкторская документация.

Источники информации 1. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом. - М.: Транспорт, 1982, с. 64-77.

2. Патент США N 3994239, B 61 D 5/00, 1976.

3. Патент РФ N 2038241, B 21 D 5/00, 1993.

Формула изобретения

1. Железнодорожная цистерна, включающая укрепленный на ходовой платформе котел, предохранительные щиты с системой вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер, установленные жестко на раме напротив днищ котла с наклоном от котла по продольной оси цистерны, и автосцепки с головной частью корпуса, имеющей большой и малый зубья, отличающаяся тем, что горизонтальные усиливающие ребра расположены между собой на расстоянии, меньшем минимальной высоты большого зуба головки корпуса автосцепки, а система вертикальных и горизонтальных усиливающих ребер со стороны днищ снабжена дополнительным листом.

2. Железнодорожная цистерна по п.1, отличающаяся тем, что предохранительные щиты установлены со смещением относительно автосцепки, а также под углом относительно поперечной оси цистерны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3