Вагони_цистерны

Рис. 33. Ємність бункерного вагона: 1 – обичайка; 2 – фланець; 3 – кришка завантажувального отвору; 4 – горловина; 5 – верхнє днище; 6 – нижній конус

та зливу конденсату. Борошно завантажують самопливом через верхні люки 3. Процес розвантаження цілком автоматизований. Із боку розвантаження відкривають кришки борошноводу, до з’єднувальної горловини підключають повітровід від стаціонарного джерела повітря й борошновід продувають. Після цього до нього приєднують шланги для транспортування борошна в прийомні пристрої, а повітровід з'єднують з центральною магістраллю. Повітря подається в ємність і під аеризуюче днище. При досягненні тиску 0,2 МПа відкривається кран-заслінка борошноводу і починається розвантаження. Продуктивність розвантаження 50 т/год. Падіння тиску до нуля свідчить про те, що розвантаження закінчене.

Становить інтерес конструкція цистерни з вивантажувальним бункером

(рис. 34), що дозволяє усунути труднощі з вивантаженням цементуй інших

Рис. 34. Цистерна з вивантажувальним бункером

сипучих вантажів. Дослідний зразок такого вагона, що поєднує достоїнства цистерни й хопера, побудований “Азовмашем”, має вантажопідйомність 64 т, тару 24 т, об’єм котла 55 м3, діаметр котла 3060 мм, загальну довжину вагона

12,02 м. Вагон вписаний у габарит 02-ВМ. Випробування вагона показали позитивні результати. Серійне виробництво такого вагона розпочате в 1986 р. Об’єм котла збільшений до 61 м3, вантажопідйомність – до 68 т.

5. КОНСТРУКЦІЇ ІНОЗЕМНИХ ЦИСТЕРН

До появи парку вагонів нового покоління для міжнародного сполучення, так званих вагонів “Схід-Захід”, Дирекцією експлуатації цистерн (DЕC, Варшава) були модернізовані вагони-цистерни для перевезень вантажів, у тому числі небезпечних.

Першими весь комплекс досліджень щодо безпеки експлуатації на залізницях України пройшли цистерни DЕC типу 406R. Технічні характеристики цистерн зазначеного типу такі: довжина за буферами – 12,34 м; база – 6,8 м; тара – 22,8 т; об’єм котла – 61,2 м3 . Рама цистерни складається з хребтової, бокових, поздовжніх, шворневих і кінцевих балок. Кожна цистерна обладнана гальмовою площадкою зі штурвалом приводу ручного гальма. Загальний вид цистерни типу 406R показаний на рис. 35.

Для експлуатації на залізницях колії 1520 мм цистерни типу 406R встановлюються на візки моделі 18-100. Спираються рами цистерни на під’ятники візків за допомогою перехідних пристроїв – адаптерів, які монтуються на сферичних п’ятниках цистерн, і так званих відкидних ковзунів. При експлуатації цистерн на колії 1435 мм адаптери та відкидні ковзуни перебувають в неробочому положенні.

Рис. 35. Вагон-цистерна типу 406R

Цистерни типу 406R обладнані тяговими гвинтовими зчепами, розрахованими на максимальне зусилля розтягування 850 кН, з еластомірними амортизаторами типу KZE-5-R2 або гумовометалевими амортизаторами типу 5ZW, котрі працюють на розтягування, а також буферами категорії С, що

працюють на стискання. Для експлуатації на залізницях колії 1520 мм цистерни даного типу об’єднуються в групи. Крайні в групах цистерни з одного кінця обладнані автозчепами СА-3 для з’єднання з локомотивами та вагонами колії 1520 мм.

Гальмове устаткування цистерн з повітророзподільником типу Oerlikon пристосовано до спільної роботи з гальмами вантажних вагонів колії

1520 мм.

Котли цистерн типу 406R виготовлені в кількох модифікаціях, зокрема: типу 406Rа – із паровою системою обігріву вантажу; 406Rb – без системи обігріву. Крім того, є цистерни для перевезень скраплених газів – тип 406Rр і тип 406Ru. Котли цих цистерн обладнані пристроями нижнього зливу з бічним підключенням зливальних трубопроводів відповідно до норм RID. Завантаження котлів цистерн типу 406R можуть виконуватися двома способами – як зверху, так і знизу. Для забезпечення відповідного рівня наливу котел обладнаний покажчиком рівня. Перед кожним завантаженням небезпечного вантажу відправник зобов’язаний пред’явити робітникам станції та вагонного депо довідку про технічний стан цистерни, включаючи її арматуру й устаткування, що гарантує безпекуперевезення.

Безрамні цистерни застосовуються на дорогах США. На рис. 36 показана оригінальна конструкція восьмивісної безрамної цистерни американської конструкції. Середня частина котла являє собою з'єднані разом дві циліндричні оболонки, причому в місці їхнього стику приварений горизонтальний лист, розташований усередині котла. Така форма котла дозволяє повніше використовувати можливості габариту рухомого складу.

Рис. 36. Восьмивісна цистерна американської будови

На з’єднувальній балці чотиривісного візка розміщений автозчепний пристрій. Зливально-наливні прилади, розташовані в нижній частині котла, керуються знизу. Зверху котла встановлені запобіжні клапани.

Об’єм котла дорівнює 189 м3 , у ньому розміщається 91 т зрідженого нафтового газу або 109 т безводного амонію. Загальна довжина цистерни – 27,73 м, а її тара – 79,4 т. Великий коефіцієнт тари є недоліком конструкції.

Краще використання габариту рухомого складу досягається також в американських безрамних цистернах з котлами, що мають циліндричну центральну частину й конічні кінцеві частини. Аналогічні цистерни експлуатуються в Бразилії.

На рис. 37 показана цистерна з котлом зі склопластику американської будови. Котел ємністю 85 м3 має товщину стінок 9,5 мм, довжину 16810 мм, внутрішній діаметр у середній частині – 2616 мм, а по кінцях – 2540 мм. Гладка внутрішня поверхня котла дозволяє легко очищати її від залишків перевезених вантажів. Цистерна має вантажопідйомність 99,9 т і тару 23,6 т, що на 9 т менше, ніж в однотипній цистерни зі сталевим котлом. Інша конструкція з котлом зі склопластикутакого ж об’єму має тару 26 т.

Дослідження показують, що застосування склопластику для виготовлення котла дозволяє знизити тару чотиривісної цистерни на 5,5 т і відповідно збільшити її вантажопідйомність. Однак складність виготовлення й висока вартість цистерн із котлами зі склопластику, що мають необхідну міцність і твердість, стримують широке застосування таких конструкцій.

Рис. 37. Цистерна з котлом зі склопластику

Два циліндричні похило розташовані котли має і цистерна Британських залізниць, призначена для перевезення цементу(рис. 38). Котли виготовлені з алюмінієвого сплаву, внаслідок чого тара цистерни складає 22,3 т при вантажопідйомності 77,7 т і загальному об’ємі котла 73,6 м3. Пневматичний спосіб вивантаження здійснюється при тиску повітря в котлах 0,17 МПа, а гравітаційний – при аерації вантажу під тиском 0,014 МПа.

Рис. 38. Цистерна для перевезення цементу Британських залізниць

У США й Німеччині є цистерни, призначені для перевезення глибоко охолодженого до 77 °К (-196 °С) етилену, зрідженого вуглекислого газу й кисню. Котел такої цистерни складається з зовнішнього й внутрішнього резервуарів, з яких перший виготовлений із хромонікелевої сталі, а другий – з вуглецевої. У просторі між цими резервуарами створюється вакуум, що дозволяє обмежувати товщину такої «вакуумної ізоляції» 200 мм.

Цистерни для перевезення концентрованої фосфорної кислоти будувалися Азовмашем разом з фірмою «Фрідріх Уде» (Німеччина). Ця восьмивісна безрамна цистерна (рис. 39) має вантажопідйомність 120 т, тару 53,5 т, об’єм котла 62 м3 . Внутрішній діаметр котла дорівнює 2315 мм, а його загальна довжина – 15700 мм. Котел має зовнішню ізоляцію з пінополіуретану товщиною 180 мм, захищену зовні кожухом. Особливістю конструкції цистерни є залучення каркаса кожуха (поздовжніх дугоподібних елементів, розташованих унижній частині котла) до сприйняття основних навантажень вагона. Це,

Рис. 39. Восьмивісна цистерна для перевезення концентрованої фосфорної кислоти

поряд з малим діаметром котла й застосуванням сталі підвищеної міцності, дозволило довести товщину стінок циліндричної частини до 7 мм.

За умови високої агресивності фосфорної кислоти котел цистерни усередині покритий захисним шаром гуми. Для повноти зливу вантажу котел вигнутий до середини. Велика відстань від кінцевої балки опори котла до його днища (1140 мм) обумовлена обмеженням погонного навантаження 9 т/м.

Подальше вдосконалювання спеціальних цистерн, так само як і цистерн загального призначення, може бути досягнуте шляхом збільшення їх вантажопідйомності, осності, переводу до безрамних конструкцій, застосування нових матеріалів.