Котел железнодорожной цистерны

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Котел железнодорожной цистерны включает основную цилиндрическую обечайку с двумя днищами и люком, а также дополнительную емкость в средней нижней части котла, образованную цилиндрической полуобечайкой, которая посредством конических переходных частей связана с основной обечайкой. Котел снабжен симметрично расположенными относительно вертикальной оси люка и закрепленными на основной цилиндрической обечайке шпангоутами, состоящими из дугообразных отрезков. Верхние отрезки шпангоутов закреплены снаружи основной обечайки, нижние - снаружи основной обечайки и внутри котла, а боковые отрезки шпангоутов закреплены внутри основной обечайки. Дугообразные отрезки шпангоутов закреплены внахлестку с разных сторон основной обечайки. Шпангоуты выполнены из элементов П-образного сечения, а боковые дугообразные отрезки шпангоутов, закрепленные внутри основной обечайки, снабжены усиливающими накладками. Изобретение позволяет повысить надежность и прочность котла без создания зон концентрации напряжений. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Данное техническое решение относится к области железнодорожного транспорта Из книги "Вагоны". Л.А. Шадура, М., изд. "Транспорт", 1973 г., с.349-352, рис.259 известен котел вагона-цистерны, который содержит цилиндрическую обечайку с двумя днищами и люком в верхней части. Для повышения жесткости котла в средней его части он подкреплен кольцевыми шпангоутами. Эти шпангоуты, имеющие Ω-образную форму поперечного сечения, приварены к стенкам обечайки снаружи котла. Такие кольцевые шпангоуты позволяют повысить прочность и надежность конструкции только в котлах постоянного сечения.

Из Американской железнодорожной энциклопедии "Car and Locomotive Cyclopedia", США, 1966 г. , с.245 известен принятый в качестве прототипа котел железнодорожной цистерны переменного сечения, включающий основную цилиндрическую обечайку с двумя днищами и люком, а также дополнительную емкость в средней нижней части котла, образованную цилиндрической полуобечайкой, которая посредством конических переходных частей связана с основной обечайкой. Данный котел не оборудован шпангоутами для усиления, т.к. имел увеличенную толщину стенок. Оборудование данного котла кольцевыми наружными шпангоутами, не являющееся само по себе предметом изобретения, потребовало бы в стесненных условиях габарита подвижного состава уменьшения диаметра основной обечайки, решения проблем концентрации напряжений в зонах сопряжения основной обечайки с полуобечайкой дополнительной емкости.

Заявляемый котел железнодорожной цистерны включает основную цилиндрическую обечайку с двумя днищами и люком, а также дополнительную емкость в средней нижней части котла, образованную цилиндрической полуобечайкой, которая посредством конических переходных частей связана с основной обечайкой.

В отличие от прототипа он снабжен симметрично расположенными относительно вертикальной оси люка и закрепленными на основной цилиндрической обечайке шпангоутами, состоящими из дугообразных отрезков, при этом верхние отрезки шпангоутов закреплены снаружи основной обечайки, нижние - снаружи основной обечайки и внутри котла, а боковые отрезки шпангоутов закреплены внутри основной обечайки.

Кроме того, дугообразные отрезки шпангоутов, расположенные в одном сечении, установлены внахлестку с разных сторон основной обечайки; шпангоуты выполнены из элементов П-образного сечения, а боковые дугообразные отрезки шпангоутов, закрепленные внутри основной обечайки, снабжены усиливающими накладками.

Такое выполнение котла позволяет создать из шпангоутов замкнутый элемент жесткости, повысить надежность и прочность котла без создания зон концентрации напряжений. При этом шпангоуты, расположенные по боковым сторонам котла, не требуют уменьшения диаметра основной обечайки для обеспечения вписывания котла вагона в габарит подвижного состава.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан котел, вид сбоку; на фиг.2 - поперечный разрез котла; на фиг.3 - сечение по А-А фиг.2.

Котел железнодорожной цистерны включает основную цилиндрическую обечайку 1 с двумя днищами 2 по торцам и люком 3, расположенным в верхней части, а также дополнительную емкость в средней нижней части котла, образованную цилиндрической полуобечайкой 4, которая посредством конических переходных частей 5 связана с основной обечайкой 1. Котел снабжен симметрично расположенными по обе стороны относительно вертикальной оси люка 3 и закрепленными на основной цилиндрической обечайке 1 шпангоутами. Шпангоуты состоят из дугообразных отрезков: верхних 6, нижних 7 и боковых 8. При этом верхние отрезки шпангоутов 6 закреплены снаружи основной обечайки 1, нижние отрезки шпангоутов 7 - снаружи основной обечайки и внутри котла, а боковые отрезки шпангоутов 8 закреплены внутри основной обечайки 1.

Как показано на фиг.2, дугообразные отрезки шпангоутов, расположенные в одном сечении, установлены внахлестку с разных сторон основной обечайки 1. Шпангоуты 6, 7 и 8 выполнены из элементов П-образного сечения, а боковые шпангоуты 8 снабжены усиливающими накладками 9.

Дополнительная емкость котла сообщается с емкостью основной обечайки 1 через продольное отверстие 10 в нижней части основной обечайки 1. Отверстие 10 по периметру усилено окантовкой 11.

Расположение шпангоутов внахлестку с разных сторон основной обечайки 1 позволяет создать замкнутый элемент жесткости, повысить надежность и прочность котла, обойдя точки перегиба в зонах сопряжения полуобечайки 4 и обечайки 1.

При вписывании вагонов-цистерн в габарит подвижного состава лимитирующим размером является габаритный размер котла по ширине, поэтому расположение боковых шпангоутов 8 с внутренней стороны основной обечайки 1 не приводит к необходимости уменьшения его диаметра, а следовательно, и вместимости.

Формула изобретения

1. Котел железнодорожной цистерны, включающий основную цилиндрическую обечайку с двумя днищами и люком, а также дополнительную емкость, в средней нижней части котла, образованную цилиндрической полуобечайкой, которая посредством конических переходных частей связана с основной обечайкой, отличающийся тем, что он снабжен симметрично расположенными относительно вертикальной оси люка и закрепленными на основной цилиндрической обечайке шпангоутами, состоящими из дугообразных отрезков, при этом верхние отрезки шпангоутов закреплены снаружи основной обечайки, нижние - снаружи основной обечайки и внутри котла, а боковые отрезки шпангоутов закреплены внутри основной обечайки.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что дугообразные отрезки шпангоутов, расположенные в одном сечении, установлены внахлестку с разных сторон основной обечайки.

3. Котел по п.1, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены из элементов П-образного сечения.

4. Котел по п.1, отличающийся тем, что боковые дугообразные отрезки шпангоутов, закрепленные внутри основной обечайки, снабжены усиливающими накладками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3