Корпус котла залізничної цистерни, банк патентів
Заявляється корисна модель відноситься до залізничного рухомого складу, а саме до конструкцій котлів вагонів-цистерн, а так само до конструкцій ємностей, призначених для транспортування та зберігання рідких продуктів.
Обечайка корпусу котла виконана з п'яти царг. Центральна і крайні царги складаються з двох листів, нижні з яких є броньованими. Верхні листи цих царг виконані полегшеними. Броньові листи центральної і крайніх царг охоплюють 1/3 частина корпусу котла і виходять за ложементи платформи на які встановлюється котел. Проміжні царги, що з'єднують центральну царгу з крайніми, виконані з листа товщиною рівною товщині верхнього листа з'єднуються царг. Сумарна довжина всіх броньових листів обичайки співмірна довжині аркуша проміжних царг. При стикуванні верхнього і нижнього броньового листів центральної і крайніх царг утворюється ступінчастий перехід, який розміщений всередині обичайки котла.
Заявляється корисна модель відноситься до залізничного рухомого складу, а саме до конструкцій котлів вагонів-цистерн, а так само до конструкцій ємностей, призначених для транспортування та зберігання рідких продуктів.
До недоліків такої конструкції можна віднести низьку технологічність виготовлення котла, викликану різною шириною листового металу, кромки якого необхідно піддавати механічній обробці перед зварюванням в єдину конструкцію, через що буде значно збільшено час для переналагодження обладнання з однієї ширини обробки на іншу, Разом з цим , при установці даного котла на ложементи платформи, стики між нижнім броньовим листом і бічними листами потрапляють в зону ложементів, в результаті чого при експлуатації не виключений продавлювання стику брусками ложемента, що може спричинити за собою пошкодження шва. Також видавлений ухил на броньовий аркуші для забезпечення повного зливу вантажу є концентратором напружень в котлі, що знижує експлуатаційну надійність.
яких з'єднані з днищами. Кожна царга виконана з листа однакової товщини і ширини.
Дана конструкція котла має підвищену масою тари з-за того, що все царги виконані з листів однакової товщини, і як наслідок зниження вантажопідйомності вагона-цистерни в цілому. Крім того, така конструкція обичайки виключає повний слив перевезеного продукту при розвантаженні цистерни.
Ця конструкція обрана в якості прототипу заявляється корисної моделі.
Зазначена конструкція котла цистерни відповідає вимогам міцності для установки на платформи і умов технологічності виготовлення, однак, застосування в конструкції всіх царг броньових листів товщиною 12 мм невиправдано за умовами збільшення маси тари і як наслідок зниження вантажопідйомності вагона - цистерни в цілому, особливо для котлів діаметром 3200 мм. Броньові листи царг, що з'єднують центральну царгу з крайніми царгами менш навантажені, ніж броньові листи останніх.
Завданням, на вирішення якої спрямована заявляється корисна модель, є створення конструкції корпусу котла цистерни, в першу чергу для царгових котлів діаметром 3200 мм, що володіє меншою матеріаломісткістю
і більшою вантажопідйомністю, із забезпеченням вимог до міцності конструкції з подальшим використанням в серійному виробництві.
Поставлена задача вирішується шляхом виготовлення циліндричної обичайки корпусу котла з п'яти царг. Центральна і крайні царги складаються з двох листів, нижні з яких є броньованими. Верхні листи цих царг виконані полегшеними, при цьому броньові листи охоплюють 1/3 частина корпусу котла. Царги, що з'єднують центральну царгу з крайніми, виконані з листа товщиною рівною товщині верхнього листа центральної і крайніх царг. З огляду на те, що в найбільш навантажених місцях котла (в зоні обпирання котла на ложементи платформи і зоні кріплення лап котла і розміщення зливного пристрою вагона-цистерни) розміщені більш товсті листи, отже, при дотриманні умов міцності досягається зниження матеріаломісткості котла і як результат збільшення вантажопідйомності вагона-цистерни. Разом з цим, підвищення вантажопідйомності, за рахунок збільшення внутрішнього обсягу котла, досягається за рахунок того, що ступінчастий перехід, утворений при стикуванні верхнього і нижнього броньового листів центральної і кінцевих царг, виконаний всередині обичайки.
Сутність заявляється корисної моделі полягає в тому, що корпус котла залізничної цистерни, виконаний у вигляді горизонтальної ємності, що складається з днищ, закріплених на торцях обичайки, що має центральну і крайні опорні царги, що складаються з двох листів верхнього і нижнього броньового з відношенням товщини 1 :( 1,2-1,25). Центральна царга з'єднана з крайніми царгами за допомогою проміжних царг, виконаних з листа товщиною рівною товщині верхнього листа з'єднуються царг, при цьому сумарна довжина всіх броньових листів обичайки співмірна довжині аркуша проміжної царги. Крім того, ступінчастий перехід, утворений при стикуванні верхнього і нижнього броньового листів центральної і крайніх царг, виконаний всередині обичайки.
Сутність заявляється корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені:
Фиг.1 - загальний вигляд корпусу котла залізничної цистерни;
Фиг.2 - перетину центральної царги по лінії А-А фіг.1;
Фіг.3 - переріз крайніх царг по лінії Б-Б фіг.1;
Фіг.4 - перетин проміжних царг по лінії В-В фіг.1;
Фіг.5 - місце з'єднання верхнього і нижнього броньового листів центральної і крайніх царг, вид Г фіг.2.
Корпус котла залізничної цистерни складається з днищ 1 і обичайки 2.
Обечайка 2 корпусу котла виконана з п'яти царг. Центральна 3 і крайні 4 і 5 царги складаються з двох листів 6 і 7, нижні 7 з яких є броньованими. Верхні листи 6 царг 3, 4 і 5 виконані полегшеними товщиною S = 10 мм, а броньові листи 7 виконані товщиною S = 12 мм. Броньові листи 7 центральної 3 і крайніх 4 і 5 царг охоплюють 1/3 частина корпусу котла і виходять за ложементи 10 платформи на які встановлюється котел. Царги 8, що з'єднують центральну царгу 3 з крайніми 4 і 5 виконані з листа 9 товщиною 10 мм. Сумарна довжина всіх броньових листів 7 обичайки співмірна довжині аркуша 9 проміжних царг 8. При стикуванні верхнього 6 і нижнього броньового 7 листів центральної 3 і крайніх 4 і 5 царг утворюється ступінчастий перехід 11, який розміщений всередині обичайки 2 котла.
Технічний результат від використання заявляється корисної моделі полягає в тому, що при дотриманні вимог до умов міцності конструкції здійснюється значне зниження матеріаломісткості котла, і як наслідок підвищення вантажопідйомності вагона - цистерни в цілому. Дану конструкцію корпусу котла, можливо, застосовувати при виготовленні полегшених царгових котлів внутрішнім діаметром до 3200 мм, наприклад - нафтобензинових. Крім того, в разі застосування в конструкції котла внутрішніх шпангоутів можлива заміна листів товщиною 10 мм на 8 мм, а листів товщиною 12 на 10 мм, забезпечивши співвідношення листів, що з'єднуються 1: 1,25.
Зменшення товщини листа проміжних царг котла і розташування ступеневої переходу, утвореного при стикуванні верхнього і нижнього листів центральної і крайніх царг, збільшує внутрішній об'єм котла, тим самим додатково збільшується вантажопідйомність вагона-цистерни.
Скорочення номенклатури застосовуваного металу при виготовленні обечайки досягається за рахунок того, що довжина всіх броньових листів обичайки співмірна довжині аркуша проміжної царги. Тим самим для виготовлення обечайки досить буде наявність однакових по ширині і довжині листів двох видів, одного з товщиною 10 або 8 мм, а іншого 12 або 10. Товстий лист при такому варіанті розкроюється на три рівні частини, що йдуть на броньові листи центральної і двох крайніх царг, а тонкий лист розкроюється в співвідношення 1/3 + 2/3. При цьому, з решти 1/3 тонких листів можливе виготовлення проміжних царг.
В даний час, за заявляється корисної моделі, розроблена конструкторська і технологічна документація, виготовлений дослідний зразок і проводяться його всебічні випробування.
Формула корисної моделі
1. Корпус котла залізничної цистерни, виконаний у вигляді горизонтальної ємності, що складається з днищ, закріплених на торцях обичайки, що має центральну і кінцеві опорні царги, що складаються з двох листів верхнього і нижнього броньового з відношенням товщини 1: (1,2-1,25 ), що відрізняється тим, що центральна царга з'єднана з крайніми царгами за допомогою проміжних царг, виконаних з листа товщиною, рівній товщині верхнього листа з'єднуються царг.
2. Корпус котла залізничної цистерни з п.1, що відрізняється тим, що сумарна довжина всіх броньових листів обичайки співмірна довжині аркуша проміжної царги.
3. Корпус котла залізничної цистерни з п.1, що відрізняється тим, що ступінчастий перехід, утворений при стикуванні верхнього і нижнього броньового листів центральної і кінцевих царг виконаний всередині обичайки.