Результат интеллектуальной деятельности: Вагон-цистерна с системой обогрева

Вагон-цистерна с системой обогрева относится к области вагоностроения, в частности, к вагонам-цистернам для перевозки затвердевающих грузов, к контейнерам-цистернам и стационарным емкостям.

Известна цистерна (патент RU 2202505, 20.04.2003) содержащая корпус с установленными внутри него теплообменниками, каждый из которых состоит из заглушенной с одного конца трубы и расположенной внутри нее укороченной трубы меньшего диаметра, которые своими концами, снабженными подводящими теплоноситель штуцерами, закреплены фланцевым соединением с наружной стороны корпуса, а по длине - посредством опорных кронштейнов, установленных внутри корпуса.

Разъемное соединение теплообменников с котлом предопределяет не только значительную трудоемкость при изготовлении изделия, но и требует постоянного наблюдения за состоянием герметичности соединения и устранения возникающей разгерметизации в эксплуатационных условиях, что является недостатком изложенного устройства.

Известна цистерна для затвердевающих продуктов (патент UA N^о 52216, 16.12.2002, принят за прототип) включающая корпус с установленными внутри него трубчатыми теплообменниками, каждый из которых состоит из заглушенной с одного конца трубы, в середине которой установлена труба меньшего диаметра и меньшей длины, которая служит для подачи теплоносителя и одним концом выведена через стенку цистерны и соединенная с коллектором, расположенным на днище котла, содержащем две камеры - подвода и отвода теплоносителя. В днище котла предусмотрено отверстие, закрываемое герметически и служащее для ввода теплообменников внутрь котла.

Наличие отверстия на днище котла является недостатком, так как такое устройство приводит к дополнительному расходу металла, увеличению трудоемкости и эксплуатационных расходов по поддержанию герметичности крышки, закрывающей отверстие, предназначенное для ввода теплообменников в котел. При закрытии в днище такого отверстия, например, сваркой, после размещения теплообменников в котле, усложняются последующие возможные замены теплообменников или их ремонт. Кроме того, в цистернах при перевозке определенных продуктов не допускается наличие отверстий в котле ниже зеркала продукта.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача разработки устройства системы обогрева котла цистерны, состоящей из отдельных теплообменников с размещением их внутри котла цистерны, с целью снижения затрат при изготовлении и эксплуатации и, кроме того, такая цистерна допускается к использованию для перевозки продуктов, для которых не допускается наличие отверстий в котле ниже зеркала продукта, находящегося в котле.

Поставленная задача достигается тем, что в вагоне-цистерне с системой обогрева, включающем котел, содержащий теплообменную систему в виде отдельно расположенных в его нижней части теплообменников из труб с расположением в них труб меньшего диаметра, последние из которых для подачи теплоносителя из коллектора подвода теплоносителя. Каждый теплообменник выполнен трехсекционным, крайние секции которых выполнены в виде заглушенной с одного конца наружной трубы с установленной в ней подвижно трубой меньшего диаметра, соединенные средней секцией, выполненной в виде обечайки, разделенной вдоль перегородкой на две камеры, одна из которых закрыта с двух сторон стенками с отверстиями и которые соединены с трубами меньшего диаметра с созданием общего пространства камеры и труб, в обечайке каждой камеры выполнены отверстия, через которые теплообменники каналами соединены с коллекторами подвода и отвода теплоносителя. Причем перегородка в камере средней секции установлена наклонно, а обечайка средней секции выполнена из двух частей с соединением их перегородкой и между собой.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1. изображен общий вид вагона-цистерны;

на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 - вид с торца на котел цистерны;

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 - продольный разрез котла с теплообменником;

на фиг. 4 - разрез В-В на фиг 3 - вид в поперечном сечении на теплообменник с неподвижными опорами и расположение подводящих каналов бредней секции;

на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг 3 - вид на теплообменник, установленный в подвижном кронштейне;

на фиг. 6 - выносной элемент Д на фиг. 3 - вид соединения крайних секций теплообменника со средней и соединение их неподвижно с котлом и коллектором подачи и отвода теплоносителя.

Вагон-цистерна с системой обогрева включает котел 1, оборудованный системой обогрева в виде отдельно расположенных параллельно друг другу в его нижней части теплообменников 2, состоящих из трех секций - крайних 3 и средней 4. Крайние секции 3 теплообменников выполнены в виде наружной трубы 5, заглушенной с одной стороны и расположенной внутри нее трубы меньшего диаметра 6 с центрирующими распорками 7. Средняя секция выполнена в виде обечайки 8 из трубы диаметром равным диаметру наружной трубы 5, разделена перегородкой 9 на две камеры Е и Ж. Камера Е закрыта соединенными с обечайкой 8 перегородкой 9 и стенками 10 в виде секторов с выполненными в них отверстиями И. В обечайке 8 камер Е и Ж выполнены отверстия К, которыми через каналы 11 и 12 средняя секция соединена с коллекторами подвода 13 и отвода 14 теплоносителя. Теплообменники соединены неподвижно с котлом 1 кронштейнами 15, расположенными в средней части, и подвижно в кронштейнах 16, соединенных с котлом 1 неподвижно. Учитывая, что длина крайних секций 3 у теплообменника зависит от расположения горловины в котле и его диаметра (чем меньше диаметр котла, тем короче по длине крайние секции можно разместить в котле) длина средней секции определяется как разность между длиной теплообменника и длинами двух крайних секций. С целью обеспечения более полного удаления конденсата из верхней камеры Е перегородка 9 установлена наклонно к горизонтальной плоскости. Обечайка 8 средней секции может быть выполнена как цельной, так и из двух частей с соединением их по кромкам перегородки 9.

При разогреве перевозимого продукта в котле теплоноситель подается через штуцер 17 в коллектор 13, далее через канал 11 в камеру Е средней секции 4 и расходится через отверстия И и трубы меньшего диаметра 6 в наружные трубы 5. Образующийся конденсат стекает в камеру Ж средней секции 4 и через отверстие К в обечайке 8, канал 12, коллектор 14, Штуцер 18 попадает в предусмотренные приемники.