Классификация и общее устройство ж/д цистерн для нефтепродуктов.
Основным изготовителем цистерн является ПО "Азовмаш" (бывшее ПО "Ждановтяжмаш", г. Мариуполь) Министерства тяжелого и транспортного машиностроения.
Отдельные модели узкоспециализированных цистерн особой конструкции, часть которых включена в данное справочное пособие, в небольшом количестве выпускаются специализированными предприятиями других министерств. В частности, цистерны для перевозки криогенных грузов изготавливаются ПО "Уралвагонзавод" (г. Нижний Тагил). Цистерны для пропана моделей 901P, 902P, 903Р, 908Р и котлы цистерн моделей 15-1519, 15-1602 изготавливаются в Польше, котлы цистерн моделей 15-1569 - в Японии, котлы восьмиосных цистерн для суперфосфорной кислоты модели 15-889 - в ФРГ, а модели 15-1578 - во Франции.
В конструкции цистерн используются типовые узлы автосцепного устройства, автотормозного оборудования и ходовые части.
В ходовых частях четырехосных цистерн используются двухосные тележки типа ЦНИИ-ХЗ моделей 18-100 (на подшипниках качения) и 18-109 (на подшипниках скольжения). Все вагоны постройки после 1978 г. оборудованы тележками на подшипниках качения. Восьмиосные цистерны оборудуются четырехосными тележками моделей 18-101. Все серийные четырехосные цистерны имеют рамную конструкцию и типовую схему крепления котла к раме. ПО "Азовмаш" изготавливает цистерны на базе нескольких модификаций типовых платформ, состоящих из рамы сварной конструкции и двух тележек ЦНИИ-ХЗ. Эти цистерны имеют унифицированные основные размеры - длину по осям сцепления автосцепок 12020 мм, длину рамы по концевым балкам 10800 мм и базу 7800 мм. На раме смонтировано автотормозное и автосцепное оборудование. Типовая рама состоит из хребтовой, двух шкворневых и двух концевых балок. Облегченная рама имеет облегченные концевые балки, соединенные в консольной части со шкворневыми балками боковыми обвязками, выполненными из штампованного Г -образного профиля толщиной 4 мм. Полная рама включает усиленные концевые и боковые балки.
Хребтовая балка выполняется из двух Z-образных профилей № 31 или швеллеров № 30 ГОСТ 5267.1-90, перекрытых сверху и снизу накладками толщиной 7 мм. На хребтовой балке крепятся кронштейны для установки тормозного оборудования, упоры автосцепного устройства и пятники, посредством которых рама опирается на надрессорные балки тележек. В средней части хребтовой балки расположены фасонные лапы для крепления котла цистерны.
Шкворневые балки изготавливаются сварными коробчатого сечения с диафрагмами жесткости. Сверху на шкворневых балках расположены сварные металлические опоры котла, в желобах которых крепятся болтами деревянные опорные бруски.
Материал основных несущих элементов рамы - сталь 09Г2Д-12 по ГОСТ 19281-89.
Котел цистерны опирается концевыми частями на, деревянные бруски опор и фиксируется на них от вертикальных и поперечных перемещений стяжными хомутами при помощи винтовых муфт. В нижней средней части котла расположены фасонные лапы, которые соединены призонными болтами с лапами хребтовой балки и предотвращают продольные перемещения котла.
Восьмиосные цистерны изготавливаются безрамной конструкции и котел в них является несущим элементом, воспринимающим все действующие на вагон нагрузки, как от веса груза и внутреннего давления, так и передаваемые через автосцепку продольные силы, возникающие при движении в поезде и маневровых работах, а также вертикальные и боковые динамические силы, передаваемые через пятник, возникающие в результате движения по неровностям пути.
Котел представляет собой цилиндрическую емкость сварной конструкции, состоящую из обечаек и эллиптических днищ, подкрепленную шпангоутами для повышения несущей способности и жесткости цилиндрической оболочки.
В концевых частях котла размещаются опоры представляющие собой элемент рамной конструкции, включающий хребтовую , шкворневую , состоящую из листов , и облегченную концевую балку и боковую обвязку , а также систему ребер и диафрагм жесткости . К хребтовой балке крепится пятник и упоры автосцепного устройства.
Пятник опоры котла соединяется с центральным подпятником соединительной балки четырехосной тележки.
Котлы четырехосных цистерн принципиально не отличаются по конструкции от описанной выше, т.е. также представляют собой сварную емкость из обечаек и эллиптических днищ. При толщине листов 8-12 мм обечайки свариваются из продольных листов, нижний из которых имеет обычно большую толщину. Котлы цистерн, рассчитанные на высокое рабочее давление, свариваются из цилиндрических царг и имеют постоянную толщину.
Унифицированные узлы и элементы нефтебензиновых и спиртовых цистерн включают люк-лаз для загрузки продукта и технического обслуживания и доступа внутрь котла, сливной прибор для слива груза, предохранительный клапан для ограничения избыточного давления в котле при повышении температуры груза и предохранительно-впускной клапан для защиты котла от вакуума при охлаждении груза и конденсации его паров. В настоящее время цистерны выпускаются с предохранительно-впускным клапаном, в конструкции которого объединены предохранительный клапан избыточного давления и предохранительно-впускной (вакуумный) клапан. Нижний лист котла цистерны имеет уклон к сливному прибору для обеспечения полного слива продукта.
Восьмиосные цистерны имеют по два люка-лаза, сливных прибора и предохранительно-впускных клапана.
Люк-лаз 4 ( рис. 3.1) диаметром 570 мм герметично закрывается крышкой 1. В новых конструкциях применяется крышка с ригельным запором, включающим ригель 6, откидной болт 5 и предохранительную скобу 2. Эта конструкция обеспечивает надежность уплотнения, удобство и безопасность обслуживания. В горловине люка приварены сегменты 3 для контроля уровня наполнения и прикреплена внутренняя лестница для доступа обслуживающего персонала внутрь котла.
При нахождении цистерны в эксплуатации на путях МПС люк-лаз всегда должен быть опломбирован. Пломбирование крышки люка производится перед каждым выходом цистерны на пути МПС как в груженом, так и в порожнем состояниях.
Все цистерны данной группы (кроме цистерн для спирта) оборудуются универсальным сливным прибором ( рис. 3.2). Вороток 1, шарнирно соединенный с винтовой штангой 2 управления сливным прибором, расположен в горловине люка-лаза.
На нижнем конце штанги закреплен клапан 3 с уплотнительным кольцом 9, который при вращении воротка поднимается или опускается на седло 10, обеспечивая таким образом открытие и закрытие сливного прибора. Труба сливного прибора 5 снаружи закрывается откидной крышкой 6, прижимаемой к торцу трубы нажимным винтом 7. Кольцевой наконечник 8 сливной трубы обеспечивает возможность герметичного присоединения сливного рукава. Корпус сливного прибора оборудован кожухом 4, который может при сливе продукта заполняться паром для обогрева в зимнее время.
Предохранительно-впускной клапан ( рис. 3.3) имеет раздельную регулировку усилия затяжки пружины 1 клапана максимального давления 2 и пружины 3 вакуумного клапана 4. Регулировка клапанов производится на избыточное давление 0,15 МПа (1,5 кгс/см2) и на разряжение 0,01 - 0,02 МПа (0,1 - 0,2 кгс/см2) . Для предотвращения нарушения регулировки на предохранительно-впускной клапан устанавливаются две пломбы.
Котлы цистерны данной группы подвергаются испытаниям на прочность гидравлическим давлением 0,4 МПа (4 кгс/см2).
Уплотнительные прокладки и кольца крышки люка, сливного прибора и предохранительно-впускного клапана изготавливаются из маслобензиностойкой резины.
Предохранительно-впускной клапан не обеспечивает защиты котла от возникновения недопустимого вакуума после разогрева груза паром, пропарки котла или при сливе продукта при закрытых крышках люков.