Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов

/00,61 2 ТЕНТНОЕ СУДАРСТВЕННО ДОМСТВО ССС ОСПАТЕНТ ССС РР)ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4910165/11(22) 12.02.91(46) 15,12,92. Бюл. %46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72)А.В.Кузнецов и А.В.Котельников (56) Альбом чертежей вагона модели 11-274, ВНИИВ-Алтайский вагонзавод 1988; (54) КРЫША ВАГОНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ВЗРЫВЧАТЬХ И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ГРУЗОВ (57) Использование. железнодорожный транспорт, конкретно вагоны для перевозки.Ж 1781114 А 1 специализированных грузов, Сущность изобретения: крыша вагона 1 состоит из секцйй 2 с верхней 3 и нижней 4 крышами, опирающимися на верхний 5 и нижний козырьки, фиксируемые на переборках 7. Кузов вагона 1 с тележками 8 и колесными парами 9 пе, ремещается по рельсам 10. Над вагономнаходятся контактный провод 11 и несущий брус 12, закрепленные на опорах 13 контактной сети. Металлические листы 3 и 4 обеих крыш крепятся к боковым стенкам вагона с помощью шарниров (петель) 14, а к козырькам 5 и 6 - с помощью крепежных приспособлений, 1 з.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к железнодорожному транспорту, конкретно к специализированным железнодорожным вагонам для перевозки взрывчатых и легковоспламейяющихся грузов.Известен специализированный вагон модели 11-274 для перевозки разрядных грузов, построенный Алтайским вагоностроительным заводом.Особенностью такого вагона является двухслойная крыша, выполненная из стальных листов, верхний толщиной 3-3,5 мм, нижний - 1,5-1,7 мм, с расстоянием между ними 60 мм. Зазор Между обеими крышами ничем не заполнен и торцевые участки открыты, Данная крыша не обеспечивает сохранность и защиту перевозимых грузов, так как в аварийнойситуации при обрыве контактного провода электрифицированных железных дорог и падении его на крышу этого вагона происходит, при определенйых условиях, прожег обеих крыш, и попадание открытого огня внутрь вагона, что категорически недопустимо,Задачей; на решение которой направлено изобретение, является обеспечение сохранности груза в вагоне путем повышения надежности крыши в аварийных ситуациях,Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов по данному изобретениюсодержит установленные друг над другоМ с зазором металлические панели, каждая панель выполнена секционированной, длина каждой секции ограничена вертикальными перегородками, которые установлены внутри кузова, причем панели выполнены в профиле треугольной формы с углами при вершине соответственно верхней -не более 90 О, нижней - не более 120 О, при этом она снабжена жестко закрепленными на верхних концах указанных перегородок по всей длине панелей металлическими козырьками с дугостойкостью неменее одной минуты при постоянном токе 2500 А, секции панелей прикреплены к боковым стенам кузова шарнирами с одной степенью свободы в вертикальной плрскости, а к козырьку и перегородкам - крепежными приспособлениями, причем каждое крепежное приспособлени образовано болтовым соединением, наружный диаметр головки болта которого по меньшей мере равен диаметру отверстия в листе крыши, болт установлен в предохранительной втулке- шайбе, которая выполнена полиэтиленовой,На фиг, 1 приведен общий вид вагона; на фиг. 2 - схема конструкции крыши вагона (вид в торец) на фиг, 3 - схема вагона с"раскрытой крышей"; на фиг. 4 - схема крепежного приспособления для крепления листов крыши. Крыша вагона 1 состоит иэ секций 2, каждая из которых состоит из верхней 3 и нижней 4 крыш, которые опираются на верхний 5 и нижний 6 козырьки крыши, фиксируемые на секционных переборках 7 Корпус вагона 1 через тележки 8 и колесные пары 9 стоит на рельсах 10 железнодорожного пути. Над вагоном располагается контактная подвеска системы электроснабжения с контактным проводом 11, несущим 10 Металлические панели 3 и 4 обеих крыш крепятся к боковым стенкам вагона 1 с помощью шарниров (петель) 15, а к козырькам 5 и 6 и переборкам 7 с помощью крепежных 20 приспособлений 16 (фиг. 4), состоящих изболта 17 с гайкой 18, предохранительной,например, полиэтиленовой, шайбой 19 и ме-таллическими шайбами 20, 21. Данная крыша обеспечивает защиту груза в двух аварийных режимах работы при перевозке грузов: при обрыве контактного провода и падении его на крышу вагона и при возникновении возгорания или повц 25 30 шении давления внутри вагона Рассмотрим первый режим, При обрыве контактного провода и падении его на крышу вагона происходит соприкосновение провода с металлической верхней крышей 3,35 что вызывает протекание тоха короткого замыкания через вагон по цепи; оборванный контактный провод 14 - верхняя крыша 3 корпус вагона 1, тележка 8, колеса 9 и рельс 10, который является вторым полюсом источника электроснабжения ж.д, Поскольку контакт между свободно свисающим контактным проводом и крышей вагона вызыва-ет протекание весьма больших токов короткого замыканйя (5-10) кА и более при 40 любом виде электротяги (постоянный 3 кВ или переменный однофазный 27,5 кВ), происходит электродинамическое воздействие между проводом и крышей вагона, при котором провод отскакивает от крыши. Возни 45 50 кает открытая дуга в зоне соприкосновения,при подключенном к,з, Этот процесс может .длиться несколько секунд и даже несколькоминут, Так как крыша - наклонная поверхность, то возникает воздушное дутье, вызванное разностью температур в дуге более 1000 С и окрующающей средой. Эффективное дутье в дуговом процессе проявляется при условии наклона поверхности, по которой перемещается дуговое пятно. Этот угол должен быть не менее 45 к горизонтали,55 проводом 12, которые крепятся к опорам 13.15 На схеме показан случай оборванного контактного провода 14, упавшего на крышу.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Именно этим обьясчяется требование по углу а при вершине крыши,Перемещение дуги вверх по поверхности крыши выводит ее на козырек, где дуга будет гореть между контактным проводом 14 и козырьком 5, Здесь необходимо отметить, что неотключенное защитной аппаратурой системы электроснабжения короткое замыкание может протекать только при токах ниже порога срабатывания, т,е, при то. ках в пределах 1,0 - 2,5 кА, Исходя из этого дугостойкость козырька верхней крыши, обусловленная тем, что дуга, которая вышла на конек, горит в одной. точке, не перемещаясь, как было вначале вдоль металлического листа верхней крыши, Конечно при такой высокой температуре металл конька будет плавиться, одновременно плавится контактный повод, свисающий с крыши. При этом скорость плавления медного контактного провода при постоянном токе 2500 А достигает 1 см/с. Такую дугостойкость в течение 1 минуты может обеспечить сталь толщиной 15 мм и более или другие дугостойкие материалы, например, ванадиевые, молибденовые и др. сплавы, Однако возможны случаи с большим временем локализации поврежденного аварийного участка. В этом случае возможен прожег конька крыши и проникновение продуктов горения дуги под нее. Для защиты от попадания огня внутрь вагона и служит вторая крыша вагона, Причем и здесь достигается высокая степень защищенности, поскольку расстояние до 500 мм) между двумя крышами доведено до 500 мм. При этом теоретически и практически не возможен переброс дуги от конька верхней, крыши на нижнюю. Капли расплавленного металла с конька верхней крыши за время падения буду 1 остывать и падать на крышу, нижнюю наклонную поверхность, При падении капли расплавленного металла в воздухе, как известно, образуют мелкие шарики, которые скатываются по наклонной плоскости, остывая по пути перемещения за счет теплопередачи в металл и воздух,Таким образом, конструкция крыши ва гона обеспечивает защищенность груза при падении контактного провода на крышу вагона и исключает попадание дуги и продуктов горения внутрь вагона.Вторым важнейшим требованием является обеспечение "раскрыти" крыши вагона при повышении давления внутри вагона выше установленного порога. что чревато возникновением детонации груза. Такая ситуация полностью исключается в данной конструкции крыши, поскольку крыша сек. ционирована и предусмотрено крепление отдельных листов с помощью, так называемых, клапанов, а проще, крепежных приспособлений, прочность которых может быть достаточно точно рассчитана и экспериментально проверена, Применение полимерного материала - полиэтилена дано в качестве примера, Принципиально возможно использовать другие материалы, например, алюминия, или дрс помощью которых обеспечивается главное условие - срез заплечиков шайбы 19 по кольцу отверстия в листе крыши вагона, Число таких узлов крепления достаточно просто рассчитать по усилию, которое будет приложено к каждому листу при повышении давления внутри вагона,Таким образом, крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузовкомплексно обеспечивает защиту и сохранность перевозимого в вагоне опасного груза от различных аварийных ситуаций, возникающих на электрифицированных железных дорогах, а также от аварийной ситуации внутри вагона.Формула изобретения 1. Крыша вагона для перевозки взрывчатых и легковоспламеняющихся грузов, содержащая установленные друг над другом с зазором металлические панели, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения сохранности груза в вагоне путем повышения надежности крыши в аварийных ситуациях, каждая панель выполнена секционной, длина каждой секции ограничена вертикальными перегородками, которые установлены внутри кузова, причем панели выполнены в профиле треугольной формы с углами при вершине соответственно верхней - не более 90 О, нижней - не более 120 О, при этом она снабжена жестко закрепленными на верхних концах указанных перегородок по всей длине панелей металлическими козырьками с дугостойкостью не менее одной минуты при постоянном токе 2500 А, секции панелей прикреплены к боковым стенам кузова шарнирами с одной степенью свободы в вертикальной плоскости, а к козырьку и перегородкам - крепекными приспособлениями,2, Крыша по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждое крепекное приспособление образовано болтовым соединением, наружный диаметр головки болта которого по меньшей мере равен диаметру отверстия в листе крыши, причем болт установлен в предохранительной втулке-шайбе, котора выполнена полиэтиленовой.1781114 а ФЬуя фи Риз 1 Составитель А.Кузнецов Редактор Техред М,Моргентал Корректор Н.Тупицагеенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 4247 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж-З 5, РПодписноеретениям и открытиям при ГКНТ ССшская наб 4/5