Котел вагона-цистерны

Изобретение относится к железнодорожным цистернам. Котел вагона-цистерны содержит обечайку (1) и люк с горловиной (3), закрепленной в обечайке котла. Место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой (4), установленной на поверхности обечайки и охватывающей горловину люка. Накладка (4) выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной Н и концевых участков толщиной h с промежуточными переходными участками, общая длина L усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра D горловины люка, ширина L1 усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла. Изобретение повышает надежность закрепления горловины люка на обечайке вагона-цистерны. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, в частности к железнодорожным вагонам-цистернам.

Известен железнодорожный вагон-цистерна, содержащий обечайку, люк с горловиной, смонтированный в обечайке котла, патент России №74877, B61D 5/00, опубл. 20.07.2008.

Технической проблемой, присущей данному устройству, является ненадежное закрепление горловины люка, место закрепления которого выполнено в виде фланца, вваренного в обечайку котла и воспринимающего нагрузку непосредственно только сварочным швом.

Известен также железнодорожный вагон-цистерна, содержащий обечайку, люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла, место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на наружной цилиндрической поверхности обечайки и охватывающей горловину люка, заявка US 2014/0000474 А1, B61D 5/00, опубл. 02.01.2014.

Технической проблемой, присущей данному устройству, также является ненадежное закрепление горловины люка на обечайке котла вагона-цистерны, по причине наличия высоких внутренних напряжений, концентрирующихся в местах соединения горловины люка и усиливающей накладки с обечайкой котла, а также по кромкам усиливающей накладки. Такая концентрация обусловлена повышенной жесткостью усиливающей накладки по всем ее поперечным сечениям, вследствие постоянства толщины поперечного сечения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение надежности закрепления горловины люка в обечайке котла вагона-цистерны.

Указанный технический результат обеспечивается котлом вагона-цистерны, содержащим обечайку, люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла, при этом место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на наружной цилиндрической поверхности обечайки и охватывающей горловину люка, усиливающая накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной «Н» и концевых участков толщиной «h» с промежуточными переходными участками, общая длина «L» усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей, не менее чем в 1,3 раза диаметра «D» горловины люка, ширина «L1» усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайки котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла; отношение «h/Н» может быть выдержано в диапазоне от 0,2 до 0,9; усиливающая накладка может быть набрана из нескольких составных элементов: центральной части и жестко соединенной с ее кромками концевыми частями; промежуточные переходные участки могут быть выполнены по краям центральной части накладки в виде скосов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что усиливающая накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной «Н» и концевых участков толщиной «h» с промежуточными переходными участками, общая длина «L» усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра «D» горловины люка, ширина «L1» усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла; отношение «h/Н» выдержано в диапазоне от 0,2 до 0,9; усиливающая накладка набрана из нескольких составных элементов: центральной части и жестко соединенной с ее кромками концевыми частями, промежуточные переходные участки выполнены по краям центральной части накладки в виде скосов. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения - «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности - «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется изображениями, где:

- на фиг. 1 представлен котел вагона-цистерны, общий вид;

- на фиг. 2 - усиливающая накладка, смонтированная на обечайке котла вагона, местный вид, изометрическая проекция;

- на фиг. 3 - местный поперечный разрез обечайки котла, люка, усиливающей накладки;

- на фиг. 4 - вариант выполнения усиливающей накладки, набранной из нескольких деталей, местный вид, изометрическая проекция.

Котел вагона-цистерны содержит обечайку 1 (Фиг. 1), люк 2 с горловиной 3. Зона соединения горловины 3 с обечайкой 1 люка 2 усилена накладкой 4.

В обечайке 1, усиливающей накладке 4 выполнены отверстия диаметром «D». Своим отверстием диаметром «D» усиливающая накладка 4 охватывает горловину 3 люка 2 по месту соединения горловины 3 с обечайкой 1 котла вагона-цистерны (Фиг. 2, 3).

Усиливающая накладка 4 закреплена на наружной цилиндрической поверхности обечайки 1 котла и выполнена с радиусным изгибом, повторяющим цилиндрическую наружную поверхность обечайки 1 котла. Усиливающая накладка 4 выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка 4.1 толщиной «Н» и концевых участков 4.2 толщиной «h» с промежуточными переходными участками (Фиг. 4). Отношение «h/Н» может быть выдержано в диапазоне от 0,2 до 0,9.

Выполнение толщины «h» к толщине «Н» менее чем 0,2 не является целесообразным, поскольку возникает проблема получения качественного монтажного шва, вследствие большой разницы между толщинами обечайки 1 котла и тонких кромок концевых частей толщиной «h», приводящей к непрогреву металла обечайки 1 котла и при этом к пережогу тонкой кромки концевых частей.

Выполнение толщины «h» к толщине «Н» более чем отношение 0,9 также не является оправданным, поскольку в этом случае разница толщин становится минимальной и в этом случае эффект равномерного распределения концентрации внутренних напряжений в местах соединения горловины 3 люка 2 и кромок усиливающей накладки 4 с обечайкой 1 котла практически исчезает.

Общая длина «L» усиливающей накладки 4, измеренная вдоль продольной оси обечайки 1 котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметр «D» горловины 3 люка 2.

Ширина «L1» усиливающей накладки 4, измеренная поперечно обечайки 1 котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки 1 котла.

Выбранный диапазон отношений «L» и «D» обусловлен требованиями обеспечения прочности соединения горловины 3 люка 2 с обечайкой 1 котла. При выполнении длины «L» менее чем в 1,3 диаметра «D» не обеспечивается необходимая прочность усиливающей накладки 4, поскольку в этом случае накладка 4, не имеющая развитой поверхности, контактирующей с наружной поверхностью обечайки 1 котла, не обладает необходимой жесткостью и прочностью и не обеспечивает необходимую прочность соединения горловины 3 люка 2 с обечайкой 1 котла. Превышение длины «L» более чем в 1,3 диаметра «D» обусловлено технологическим требованиями при изготовлении котла вагона-цистерны, а также ограничениями по весу обечайки 1 котла. Аналогичными условиями обусловлен выбор ширины «L1» усиливающей накладки, которая измеренная по поперечной оси котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки 1 котла.

Усиливающая накладка 4 может быть набрана из нескольких составных элементов: центральной части 4.1.1 и жестко соединенной с ее кромками концевыми частями 4.2.1. Промежуточные переходные выполнены по краям центральной части 4.1.1 накладки 4 в виде скосов 4.3.1.

Выполнение усиливающей накладки 4 в виде уменьшающихся по высоте участков 4.1, 4.2 с промежуточными наклонными переходными участками 4.3 либо с аналогичными участками 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1 способствует более равномерному распределению по толщине поперечного сечения и сечения обечайки 1 возникающих в зоне соединения горловины 3 люка 2 с обечайкой 1 сварочных и динамических внутренних напряжений, возникающих при изготовлении и эксплуатации вагона-цистерны.

Таким образом, выполнение усиливающей накладки 4 с переменным сечением, уменьшающимся в направлении от центра к краям, существенно снижает нежелательную концентрацию высоких внутренних напряжений в местах соединения горловины 3 люка 2 и усиливающей накладки 4, а также по кромкам усиливающей накладки 4.

1. Котел вагона-цистерны, содержащий обечайку, люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла, при этом место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на наружной цилиндрической поверхности обечайки и охватывающей горловину люка, отличающийся тем, что усиливающая накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной Н и концевых участков толщиной h с промежуточными переходными участками, общая длина L усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра D горловины люка, ширина L1 усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла.

2. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что отношение h/Н выдержано в диапазоне от 0,2 до 0,9.

3. Котел вагона-цистерны по п. 1, отличающийся тем, что усиливающая накладка набрана из нескольких составных элементов: центральной части, жестко соединенной с ее кромками концевыми частями.

4. Котел вагона-цистерны по п. 3, отличающийся тем, что промежуточные переходные участки выполнены по краям центральной части накладки в виде скосов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу контролируемого накопления непрерывных полосообразных элементов (2) для сборки шин, а также к производственной линии, которая реализует упомянутый способ.

Изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта для перевозки опасных грузов, а именно к вагонам-цистернам для перевозки сжиженных углеводородных газов.

Емкость // 2494947
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для предохранения внутренней полости емкости от попадания посторонних предметов, а также герметизации.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при проектировании устройств механизации крышек люков, обладающих значительной массой, в условиях ограниченного свободного пространства, например для блочных компрессорных установок.

Изобретение относится к оборудованию для оснащения автоцистерн с верхним наливом нефтепродуктов и авиационных топлив, устанавливается на автомобильных средствах транспортировки и заправки.

Изобретение относится к крышкам для емкостей повышенной надежности. .

Люк-лаз // 2293698
Изобретение относится к технике обслуживания емкостного герметичного оборудования, преимущественно высокого давления, в частности резервуаров (котлов, коллекторов, рекуператоров).

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для выгрузки жидких и вязких продуктов из железнодорожных цистерн. .

Изобретение относится к технике обслуживания и ремонта резервуаров с люком-лазом и может быть использовано на объектах сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов и в других отраслях, эксплуатирующих резервуары.

Изобретение относится к запорным устройствам, в частности к крышкам люков. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Вагон-цистерна содержит установленный на ходовые тележки (3) и подкрепленный шпангоутами котел (1), соединенный с опорам.

Изобретение относится к цистернам для транспортировки взрывоопасных веществ. .

Изобретение относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей и газов и может быть использовано на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.

Изобретение относится к таре для хранения и транспортировки жидких продуктов и используется в конструкциях контейнеров-цистерн. .

Изобретение относится к контейнерам для транспортирования и хранения жидких материалов. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве металлических емкостей для хранения жидких и сыпучих продуктов и обеспечивает снижение трудоемкости монтажа.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к конструкциям цистерн горизонтального расположения для перевозки жидких грузов. .

Контейнер // 2105710
Изобретение относится к средствам для транспортировки и хранения грузов, в частности полимерных изделий, и может быть использовано в контейнерах для них с состыкованным из отсеков цилиндрическим корпусом.

Контейнер // 2043961

Изобретение относится к железнодорожному транспорту для перевозок жидких грузов, в частности к конструкциям сливных устройств. Сливной прибор железнодорожной цистерны содержит цилиндрический корпус из двух соединенных частей (1, 2), между которыми установлено предохранительное кольцо (4).

Изобретение относится к железнодорожным цистернам. Котел вагона-цистерны содержит обечайку и люк с горловиной, закрепленной в обечайке котла. Место соединения горловины люка с обечайкой усилено накладкой, установленной на поверхности обечайки и охватывающей горловину люка. Накладка выполнена с переменным поперечным сечением в виде центрального участка толщиной Н и концевых участков толщиной h с промежуточными переходными участками, общая длина L усиливающей накладки, измеренная вдоль продольной оси котла вагона-цистерны, выполнена превышающей не менее чем в 1,3 раза диаметра D горловины люка, ширина L1 усиливающей накладки, измеренная поперечно обечайке котла, составляет от 0,08 до 0,20 длины окружности обечайки котла. Изобретение повышает надежность закрепления горловины люка на обечайке вагона-цистерны. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх