Цистерна для затвердевающих и вязких материалов

Авторы патента:

B65D88/74 - с приспособлениями для нагрева, охлаждения, вентиляции или прочего кондиционирования содержимого

Полезная модель относится к конструкции железнодорожных цистерн с разогревом затвердевающих материалов для транспортировки, например, мазута, битума, парафина, серы, петролатума, солидола, кукурузного экстракта и других. Полезная модель может быть использована на другом виде транспорта и на других емкостях при положительных и отрицательных температурах.

Цистерна для затвердевающих и вязких материалов содержит котел и теплогенератор. Дополнительно введен второй теплогенератор и оба теплогенератора жестко закреплены к низу котла, теплопередающие поверхности корпусов повторяют форму нижней части котла, валы теплогенераторов приводятся в действие от колесных пар цистерны и опираются на подшипниковые узлы, а корпусы котла и теплогенераторов теплоизолированы.

Использование предлагаемой цистерны позволит обеспечить эффективный разогрев перевозимого материала в пути без применения электродвигателя и магнитной муфты, улучшить эксплуатационные характеристики цистерны. Теплоизоляция котла и корпусов-поддонов снижает энергоемкость теплогенераторов, а отказ от системы теплоснабжения внутри котла увеличивает полезный объем цистерны.

Известна железнодорожная цистерна для затвердевающих грузов, включающая котел с сообщенными между собой каналами для пропуска теплоносителя и нагревательное устройство, выполненное в виде вентилятора, установленного в изолированном от внутренней полости котла корпусе, сообщенном с каналами, при этом последние образованы перегородками, расположенными внутри вдоль котла симметрично с двух его сторон по хорде, и сообщены между собой (А.с. СССР №1237577, МКИ B 65 D 88/74, B 61 D 5/00, БИ №22, 1986, автор Князев Н.С.).

Недостатком ее является наличие электродвигателя, внутренней конструкции для теплоснабжения (перегородки, ребра, трубопроводы, каналы), которые усложняют конструкцию цистерны. Для работы разогревающего устройства необходимо электропитание, а разогрев перевозимых материалов в пути производиться не может. Для разгрузки на месте необходимо смонтировать специализированное оборудование, которое не обеспечивает большую эффективность по сравнению с действующим.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату является цистерна НИЦА-3 для затвердевающих и вязких

материалов, включающая котел, теплогенератор с приводным электродвигателем и загерметизированным крышкой замкнутым контуром с расположенными внутри котла и сообщенными между собой каналами для аэродинамического нагрева газообразного теплоносителя, снабженная магнитной муфтой, ведущая полумуфта которой связана с валом приводного электродвигателя, а ведомая - с валом ротора вентилятора или у которой каналы выполнены с возможностью подачи теплоносителя под избыточным давлением и образованы трубами, установленными в котле на расстоянии от внутренней стенки цистерны (Патент РФ №2053177, МКИ B 65 D 88/74, B 61 D 5/00, БИ №3, 1996, автор Арютов К.И.).

Недостатками данного технического решения являются наличие электродвигателя, магнитной муфты, системы теплоснабжения внутри котла, существенно усложняющей конструкцию, увеличивающей материалоемкость и уменьшающей полезный объем котла, а также низкая надежность работы конструкции за счет ее сложности.

Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, уменьшение материалоемкости, повышение эффективности разогрева перевозимого материала

Технический результат достигается тем, что в цистерне для затвердевающих и вязких материалов, содержащей котел, теплогенератор, дополнительно введен второй теплогенератор и оба теплогенератора жестко закреплены к низу котла, теплопередающие поверхности корпусов повторяют форму нижней части котла, валы теплогенераторов приводятся в действие от колесных пар цистерны и опираются на подшипниковые узлы, а корпусы котла и теплогенераторов теплоизолированы.

Исключение электродвигателя, магнитной муфты и системы теплоснабжения внутри котла снижает материалоемкость, упрощает конструкцию, увеличивает полезный объем котла и повышает надежность работы цистерны. Теплоизоляция котла и теплогенераторов позволяет

снизить энергоемкость теплогенератора, повысить эффективность разогрева, производя подогрев перевозимого материала в пути.

На фиг.1 показана принципиальная схема цистерны для затвердевающих и вязких грузов (крепление теплогенераторов показано условно).

На фиг.2 показана принципиальная схема теплогенератора.

Цистерна содержит котел 1 (фиг.1), теплоизолированный, например, пенополиуретаном, два теплогенератора с герметичными, теплоизолированными снаружи корпусами-поддонами 2, 3, жестко закрепленными к низу котла 1, механические приводы теплогенераторов 4, 5. Каждый из теплогенераторов содержит шкив 6 (фиг.2) с валом 7, опираемым на подшипниковые узлы 8, 9, установленную на валу крыльчатку 10, стакан 11, отверстие 12 в перегородке 13 и отверстия на периферии 14.

Железнодорожная цистерна для затвердевающих и вязких грузов работает следующим образом.

При движении состава поезда вращение от колесных пар цистерны через механические приводы 4, 5 передается со шкивов 6, 7 на валы теплогенераторов 8, 9, опираемые на подшипниковые узлы 11, 12, 13, 14. Вращение валов 8, 9 в каждом из теплогенераторов (фиг.2) передается на установленную на валу крыльчатку 10. Вращение крыльчатки 10 создает избыточное давление воздуха, находящегося в стакане 11. При этом избыточного давления вне стакана 11 в корпусе-поддоне 2 нет. При прохождении через отверстие 12 в перегородке 13 воздух разогревается:

механическая энергия вращения переходит во внутреннюю энергию газа. Затем часть газа, проходя перегородку 13 через отверстия на периферии 14, опять попадает на крыльчатку 10 и процесс повторяется. Большая часть тепла, отдаваемого теплоизолированными снаружи корпусами-поддонами 2, 3, попадая внутрь котла 1 через его стенку, поднимается вверх и идет на

разогрев перевозимого материала. Поэтому перевозимый материал к месту разгрузки доставляется в подогретом виде, что сокращает время его эвакуации из цистерны как в зимний, так и в летний период.

Величину теплового потока в цистерну можно регулировать изменением мощности теплогенераторов, изменением теплопроводности стенок котла и корпусов-поддонов, изменением скорости движения состава поезда.

Цистерна для затвердевающих и вязких материалов, содержащая котел, теплогенератор, отличающаяся тем, что дополнительно введен второй теплогенератор и оба теплогенератора жестко закреплены к низу котла, теплопередающие поверхности корпусов повторяют форму нижней части котла, валы теплогенераторов приводятся в действие от колесных пар цистерны и опираются на подшипниковые узлы, а корпусы котла и теплогенераторов теплоизолированы.