Призначення і загальна характеристика ж / д цистерн
Цистерни призначені для транспортування в основному рідких і газоподібних речовин. У деяких цистернах перевозяться сипучі пилоподібні вантажі. Специфіка перевозяться в цистернах вантажів обумовлює особливу герметичну конструкцію ку-заклику цистерни, званого котлом. Котел цистерни являє собою резервуар циліндричної форми з опуклими торцовими частинами (днищами) в формі кульових сегментів. Інші вузли цистерни (ходові частини, зчіпні прилади, гальмівне обладнання) типові, т. Е. Такі ж, як у всіх вантажних вагонів. Залежно від видів вантажів розрізняють цистерни загального призначення (для перевезення широкої номенклатури нафтопродуктів) і спеціальні (для перевезення певних вантажів). Крім того, в останні роки введена двухгруппная спеціалізація цистерн загального призначення - для темних нафтопродуктів (нафта, мінеральні масла і т. П.) І світлих (бензин, нафта і т. П.). Це дозволило істотно скоротити обсяг робіт з підготовки цистерн загального призначення до наливу (очищення котла від раніше перевезеного вантажу, промивка і пропарювання його).
До групи спеціальних цистерн відносяться цистерни для перевезення кислот, молока, спирту, етилової рідини зріджених газів, цементу, кальцинованої соди та ін. Цистерн спеціального призначення будують порівняй тельно небагато, тому для зручності побудови, ремонту і експлуатації вони мають уніфіковані з цистернами загального призначення рами, вузли кріплення котла і Tip. Між собою спеціальні цистерни відрізняються конструкцією котла і його елементів.
Для поліпшення організації перевезень наливних вантажів (прискорення обороту цистерн) масу рідкого вантажу в цистерні визначають не зважуванням, а замірний-калібрувальних способом. Для цього вимірюють рівень рідини в котлі, потім але таблицями калібрування з урахуванням щільності вантажу і калібру цистерни підраховують масу вантажу. Про калібрі цистерни свідчать металеві цифри, приварені до котла з обох сторін.
Цистерни та подібні їм випускаються Жданівська заводом важкого машинобудування (ЖЗВМ).
7.8. Пристрій з / д цистерн загального призначення
Чотиривісних цистерна для перевезення нафти і нафтопродуктів (рис. 7. 29, а) вантажопідйомністю 60 т з об'ємом котла 61,2 м3 в робочому парку цистерн найбільш поширена. Вона серійно будується з 1957 р
Рама цистерни складається з хребтової балки і двох кінцевих частин. Хребтова балка виконана з двох швелерів № 30с (300Х11.5Х89Х Х13.5 мм), перекритих зверху і знизу листами товщиною відповідно 8 і
6 мм. Кінцева частина рами крім ділянки хребтової балки включає в себе шкворневую балку коробчатого перетину (зварена з верхнього і нижнього листів товщиною 12 мм і двох вертикальних листів товщиною 8 мм), кінцеву та дві короткі бічні балки, виготовлені з штамповок Г-подібної форми товщиною 6 мм . Для збільшення жорсткості вертикальні
Котел цистерни діаметром 2800 мм має циліндричну частину, зварену з п'яти поздовжніх листів (нижнього, або броньового, товщиною 11 мм, двох верхніх і двох середніх - 9 мм), і два сферичних днища з листа товщиною 11 мм (радіус сфери дорівнює 3000 мм) . Матеріал котла - сталь марки СТЗ. Всі листи і днище котла з'єднані між собою встик автоматичним зварюванням.
По кінцях і в середній частині котел пов'язаний з рамою. Оскільки при зміні температури довжина котла може змінюватися, по кінцях він не кріпиться жорстко до рами, а вільно лежить (рис. 7. 29,6) на дерев'яних брусках 3. Останні укріплені болтами на металевих опорах 2 шкворневих балок рами. Верхні частини опор мають обрис, відповідне формі котла. Щоб запобігти вертикальні і поперечні переміщення котла щодо рами, застосовуються стягнуті хомути 1. Натяг хомутів забезпечується гвинтовими муфтами.
Середня частина котла (рис. 7. 29, в) пов'язана з хребтової балкою фасонними лапами 4, привареними до броньовий лист котла і з'єднаними болтами 5 з опорними планками 7, які жорстко приварені до верхніх полиць хребтової балки. Таке з'єднання котла та хребтової балки не допуска-кає їх взаємного зміщення в поздовжньому напрямку.
Рідкий вантаж наливається в котел через ковпак, розміщений зверху посередині котла. Люк ковпака (діаметр 570 мм, висота 300 мм) герметично закривається кришкою, щільне прилягання якої забезпечується за допомогою восьми відкидних болтів. У ковпаку розміщується пристрій для контролю рівня заповнення котла і привід зливного приладу. Частина обсягу котла (приблизно 2% загального обсягу) повинна бути незаповненою, оскільки при підвищенні температури об'єм нафтопродукту збільшується. Котел обладнаний зовнішньої двосторонньої сходами з майданчиком навколо ковпака і внутрішніми сходами для спуску всередину.
Цистерна має нижній слив, для чого обладнана універсальним зливним пристроєм 6, розташованим в середній частині котла. Бронєвой лист котла має вигин вниз глибиною
15 - 30 мм для повного стікання рідини від днищ до зливного прибору.
Зливний прилад (рис. 7.30) складається з внутрішньої і зовнішньої частин.
Міністерство внутрішніх справ включає в себе стійку 2, клапан 18 і штангу 1, нижній кінець якої з'єднаний з клапаном болтами 4, що входять в кільцеву виточку штанги. Клапан забезпечений пір'ям 3, що направляються стійкою 2. Такий зв'язок клапана зі штангою дозволяє йому при обертанні штанги переміщатися вгору і вниз, перешкоджаючи повороту. Різьбовій частиною штанга угвинчується в стійку, а верхній її кінець, з'єднаний з відкидним воротком, розміщується в ковпаку. Клапан є основним затвором. Для забезпечення достатньої щільності до нього за допомогою притискного кільця 16 і шпильок 15 прикріплено гумове кільце 17. Сідлом клапана служить верхній торець корпусу 13.
Мал. 7.30. Універсальний зливний прилад цистерни.
Зовнішня частина зливного приладу складається з корпусу 13 (діаметром 200 мм), привареного до котла; кришки // з гумовим ущільненням, що прикріплюється за допомогою притискного кільця і болтів 12; нажимного гвинта 9 з рукояткою 8 стопорній гайки і скоби 10, підвішеною до корпусу за допомогою валиків 5.
Кришка І є додатковим зовнішнім затвором. Вона притискається до нижнього торця корпусу гвинтом 9. З'єднання кришки і гвинта здійснюється за допомогою болтів 4, пропущених через кільцеву виточку гвинта. Корпус зливного приладу оточений парообігрівальної кожухом 14. Патрубки 6 і 7 призначені
відповідно для підведення пари і видалення конденсату з кожуха.
Щоб відкрити зливний прилад, відвертають гвинт 9, повертають скобу 10 разом з кришкою 11 і гвинтом 9 і навішують її на гачок, приварений до хребтової балці. Таким чином, додатковий затвор відкритий. Після цього відкривають кришку ковпака цистерни і за допомогою воротка обертають штангу 1. В результаті клапан 18 піднімається і відходить від верхнього торця корпусу. Прилад повністю відкритий.
Мал. 7.31. Запобіжно-впускний кланам цистерни.
З точки зору міцності і стійкості котла для нього небезпечні внутрішні надмірне і знижений (вакуум) тиску. Щоб уникнути цих небажаних явищ, на котлі ря-будинок з ковпаком встановлюється запобіжно-впускний клану н (рис. 7. 31). При тиску в котлі, що перевищує тиск, на яке відрегульована пружина 5 (0,15 МПа для цистерн загального призначення), її опір долається, і клапан 2, що має направляючу втулку 4, піднімається вгору, забезпечуючи скидання надлишкового тиску в атмосферу. Якщо тиск в котлі знижений (на 0,01 МПа), то стискається пружина в результаті чого клапан 3 опускається і повітря входить в котел.
Котел розглянутої цистерни забарвлений в світло-жовтий (палевий) колір, в правому верхньому куті завдає-ся трафарет Бензин / Нафта. Недоліком цистерни є те, що її вантажопідйомність неповністю використовується при перевезеннях світлих нафтопродуктів. Питома обсяг котла дорівнює 1,02 м3 / т, а світлих нафтопродуктів - 1,2-1,4 м3 / т.
Чотиривісних цистерна вантажопідйомністю 60 т (рис. 7. 32) призначена для перевезення бензину і світлих нафтопродуктів. Вона випускається серійно з 1971 р і характеризується збільшеним об'ємом котла (72,7 м3) за рахунок більшої його довжини (10 620 мм) і діаметра (3000 мм). Товщини листів циліндричної частини котла: броньового - 11 мм; двох середніх 10 мм; двох верхніх 9 мм. Матеріал котла - сталь марки ВСтЗспб. Кріплення котла до рами типове. Бронєвой лист виконаний з ухилом до універсального зливного прибору.
Транспортування високов'язких нафтопродуктів (мазуту, мастил та т. П.) В звичайних іефтебензіно-вих цистернах нераціонально, так як такі вантажі дуже важко зливати. Для повного вивантаження нафтопродукти треба підігрівати. У зв'язку з цим розроблена конструкція спеціальної чотирьохвісної цистерни вантажопідйомністю 60 т для вузьких нафтопродукт про в (рис. 7. 33). Вона відрізняється від нафтобензинові наявністю парообігрівальної оболонки, якою обладнана нижня частина котла по всій поверхні. Зовнішньою стінкою сорочки служить) сталевий лист товщиною 3 мм, рівновіддалених від котла, а внутрішньої - частина котла. Між собою стінки пов'язані зварюванням металевим каркасом з уголкового прокату. Поверхня обігріву котла цистерни становить 40 м2. Пара подається в
сорочку через штуцер кожуха зливного приладу, а вихід пари або конденсату відбувається через два патрубка, розташованих по кінцях кіт-ла в нижній частині сорочки. Товщина броньового, середніх і верхніх листів котла дорівнює відповідно 11,9 і 8 мм, обсяг котла 61,2 м3, матеріал - сталь марки ВСтЗспб.
Восьмивісний цистерна вантажопідйомністю 120 т з об'ємом котла 140 м3 (рис. 7. 34) призначена для перевезення бензину і світлих нафтопродуктів. Цистерна безрамній конструкції. Котел її, як замкнута циліндрична оболонка, сприймає всі вертикальні і горизонтальні навантаження. Естест-венно, що відсутність несучої рами зменшує тару цистерни і, отже, знижує собівартість перевезень. Котел цистерни внутрішнім діаметром 3000 мм виготовляється з низьколегованої сталі марки 09Г2С. Циліндрична частина його складена з двох половин, зварених встик. Кожна половина зварена з поздовжніх листів: двох нижніх товщиною 14 мм, двох середніх - 10 мм, двох верхніх - 9 мм. Днища торосферичні форми штампувати з листа товщиною 12 мм.
Для підвищення міцності і жорсткості циліндрична оболонка кіт л а в середній і двох опорних зонах підкріплена привареними до неї кільцевими шпангоутами (по два в кожній зоні).
По кінцях котла знаходяться дві опорні нолурами, за допомогою яких здійснюється зв'язок котла з ходовими візками. Полурама складається з потужної короткої хребтової балки (два Зета № 31), шкворневої балки коробчатого перетину, полегшених кінцевий і двох бічних балок, відштампованих з листа товщиною 6 мм. На хребтової і кінцевих балках розміщені деталі автозчіпного пристрою, а на шкворневої - пятник, ковзаючи-ни. Котел з допомогою зварювання жорстко з'єднаний з напіврами, точніше з опорами хребтових і шкворнезих балок. Для прискорення операцій наливу і зливу вантажу котел обладнаний двома типовими ковпаками і двома універсальними зливними приладами. ходовий
частиною цистерни служать дві звичайні чотиривісні візки з сполучними балками штампозварні конструкції.
У кінцевих частинах котлів восьмивісних цистерн, що випускаються до 1972 р передбачалися спеціальні поглиблення - ніші для розміщення хребтових балок полурам. Наявність ніші дозволяє знизити центр ваги цистерни, що покращує її стійкість і інші динамічні якості. Однак при цьому значно ускладнюється технологія виготовлення котла і підгонка до нього опорних пристроїв, з'являються початкові технологічні напруги. Всі ці негативні фактори призводять до втомного руйнування опор котла в експлуатації.
У дослідній експлуатації знаходиться восьмивісний цистерна з опертям кіт-ла на скользуни двовісних візків. Сполучна балка двовісних візків відсутня. За рахунок цього тара цистерни зменшена на 2,5 т, а вантажопідйомність збільшена і дорівнює 122,5 т.
У 1975-1977 рр. розроблена і побудована восьмивісний цистерна (рис. 7. 35) для перевезення сирої нафти на Байкал о-А м у р-с ь к о ї залізничної магістралі. Вантажопідйомність цистерни 125 т, обсяг котла 159,5 м3, внутрішній діаметр котла 3400 мм. Цистерна побудована по габариту Т. Конструкція цистерни створювалася з урахуванням особливостей кліматичних та природних умов в районі БАМу, що висувають підвищені вимоги до надійності та зручності обслуговування вузлів цистерн. Вона виготовлена з ма-ріалів, які забезпечують сталу роботу в зоні холодного клімату з температурою мінус 60 ° С. Несучий котел цистерни оснащений одним наливним ковпаком і одним зливним пристроєм. У автозчіпного пристрою включений гідравлічний поглинає апарат.
Основні технічні характеристики цистерн загального призначення приведені в табл. 7. 5.
Таблиця 7.5. Основні технічні характеристики нафтобензинових цистерн