Результат интеллектуальной деятельности: ВАГОН-ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к железнодорожным цистернам для перевозки затвердевающих продуктов и может быть использовано в стационарных емкостях, автоцистернах и контейнерах.

Известен вагон-цистерна для перевозки, например, пека, включающий установленный на платформе теплоизолированный котел, с устройствами слива и налива, расположенными в люке котла, систему нагрева котла в виде воздушной прослойки между котлом и изоляцией на всей поверхности котла, кроме люка с установленными устройствами слива и налива, с установленными в нижней части воздушной прослойки трубчатыми электронагревателями (ТЭНами) (SU №706271, 1979, B61D 5/04).

Недостатком указанного вагона-цистерны является отсутствие обогрева сливной трубы и зоны установки штуцеров сливных и наливных устройств. Из-за отсутствия непосредственного контакта с теплоносителем продукт в сливной трубе разогревается после разогрева основной массы продукта, охватывающей трубу. Обогрев зоны штуцеров происходит только за счет нагрева воздушного пространства в люке, что малоэффективно.

Отсутствие обогрева сливной трубы непосредственно теплоносителем, циркулирующим в системе нагрева котла, увеличивает общее время разогрева продукта и, как следствие, время простоя цистерны под разгрузкой.

Известен вагон-цистерна, предназначенный для перевозки серы, включающий котел, оборудованный системой обогрева в виде змеевика, расположенного на наружной поверхности котла, которая каналом соединена с зонами установки затворов наливных и сливных труб (US4515189, 07.05.1985 - принят за прототип). Ввод теплоносителя от внешнего источника расположен в нижней части и выполнен в виде коллектора из труб, с которым соединены каналом в виде трубы зоны обогрева установки затворов наливных и сливных труб.

Недостатком устройства по патенту US 4515189 является отсутствие обогрева сливной трубы, что приводит к более длительному разогреву продукта и, как следствие, к увеличению простоя вагона под разгрузкой. Кроме того, подвод теплоносителя каналом в виде трубы в зоны обогрева затворов наливных и сливных труб, который имеет значительную длину и сложную конфигурацию (изгибы, соединительные криволинейные фитинги), что способствует потерям теплофизических показателей теплоносителя - давления, температуры.

Поставленная задача достигается тем, что сливная труба оборудована камерой, соединенной каналами с системой обогрева котла и зоной обогрева штуцеров.

Камера обогрева штуцеров выполнена в виде обечайки, соединяющей две поверхности, сквозь которые проходят патрубки штуцеров, одна из поверхностей является обечайкой котла, в нижней части обечайки выполнены окна, соединяющие камеру каналами с системой нагрева котла.

Камера обогрева сливной трубы выполнена в виде рубашки, охватывающей ее с зазором, в нижней части соединенной герметично с трубой, в верхней части соединенной с камерой обогрева штуцеров, в поверхности которой в зоне между рубашкой и трубой выполнены окна, в нижней части рубашка соединена каналами с полостью системы обогрева котла.

Изобретение поясняется изображениями, где

на фиг. 1 изображен общий вид вагона-цистерны;

на фиг. 2 - сечение "А-А" на фиг. 1;

на фиг. 3 - выносной элемент "Б" на фиг. 1. Предлагаемый вагон-цистерна для затвердевающих продуктов содержит теплоизолированный котел 1, установленный на платформе 2, систему обогрева 3 котла, выполненную в виде воздушной прослойки между котлом 1 и изоляцией 4, в нижней части которой установлены электронагреватели 5, устройства слива и налива 6, размещенные в люке 7. Камера обогрева 8 штуцеров состоит из обечайки 9, соединяющей верхнюю 10 и нижнюю 11 поверхности. В нижней части обечайки 9 выполнены окна 12, соединяющие камеру посредством каналов 13 с системой обогрева 3 котла. Камера обогрева сливной трубы выполнена в виде рубашки 14, в верхней части соединена с камерой обогрева 8, в поверхности 11 камеры выполнены окна 15, в нижней части рубашка 14 соединена герметично со сливной трубой 16. Рубашка 14 через выполненные в ней окна 17 соединена каналами 18 с помощью окон, выполненных в обечайке котла, с системой обогрева 3 котла.

При погрузке и выгрузке продукта котел может изменять свою форму, что приводит к изменению расстояния нижнего конца сливной трубы, а это изменение отрицательно влияет на размеры и положение каналов, соединяющих камеры обогрева сливной трубы с системой обогрева котла. Также отрицательное влияние на размеры и положение каналов оказывает изменение температуры при разогреве продукта.

Поэтому с целью исключения отрицательных факторов на каналы, соединяющие камеру обогрева сливной трубы с системой нагрева котла, каналы оборудуются специальными компенсаторами 19, например сильфонными.

Теплообменная система вагона-цистерны для застывающих продуктов, включающая систему обогрева котла, выполненную в виде воздушной прослойки между котлом и изоляцией, в нижней части которой расположены ТЭНы, камеры обогрева зон установки штуцеров котла и сливной трубы, соединенные каналами между собой и с системой обогрева котла, функционирует следующим образом.

ТЭНы, подключенные к внешнему источнику электроэнергии, нагревают воздух, находящийся в воздушной прослойке, который по мере повышения температуры начинает циркулировать в замкнутом пространстве воздушной прослойки.

Вследствие наличия каналов между камерами и системой обогрева котла, воздух, нагреваясь, циркулирует одновременно во всем пространстве теплообменной системы. Предусмотренные камеры обогрева штуцеров и сливной трубы и соединение их каналами с системой обогрева котла увеличивают площадь обогрева продукта, находящегося в котле, а следовательно, увеличивают передачу тепла продукту в котле, что приводит к сокращению времени разогрева продукта и простоя вагона-цистерны под разгрузкой.

При изготовлении камер обогрева штуцеров и сливной трубы не требуется создания новых материалов, уникальных технологической оснастки и оборудования, а также способов изготовления.