Цистерна для транспортирования жидкости

(501 В 61 В 5/О ЕН ЛЬСТВ В 47 етельство С 87/12, 197 АНСПОРТИРОВ НИЯ сения.с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ д ВТОРСКОМУ СВИ(54) ЦИСТЕРНА ДЛЯ ТРЖИДКОСТИ(57) Изобретение опортированию жидкоиспользовано в желтернах и автоцистетения является повьи эксплуатационнойны путем повышенияшения колебаний ж тносится к транссти и может быть езнодорожных цисрнах. Целью изобрпвение прочностинадежности цистерэффективности гаидкости в цистерне при изменении скорости движения. Каж"дый узел гашения выполнен в виде перфорированной полой камеры, имеющейформу эллипсоида вращения. Расстояниемежду соседними узлами для гашенияколебаний и между торцовым днищемцистерны и узлом гашения колебанийне больше малой оси эллипсоида вращения. Прямые и отраженные колебания,возникающие при изменении скоростидвижения цистерны, гасятся в геометрическом центре узлов для гашенияколебания. Эффективное гашение колебаний жидкости происходит эа время,равное перемещению жидкости на растояние малой оси эллипсоида вращИзобретение относится к технике транспортирования жидкости и может быть использовано в железнодорожных и автоцистернах.Целью изобретения является повышение прочности и эксплуатационной надежности цистерны путем повышения эффективности гашения колебаний жидкости в цистерне при изменении скорости движения.Выполнение узлов для гашения колебаний в виде полых камер, имеющих фоРму эллипсоида вращения, соединенных по радиусу с цистерной и изготов ленных с отверстиями в стенках каждой камеры, повышает эффективность гашения колебаний жидкости.На фиг1 показана цистерна, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение 20 А-А на фиг1; на фиг. 3 - цистерна, выполненная в виде эллипса, продольный разрез; на фиг. 4сечение Б-Б на фиг. 3.Цистерна для транспортирования 25 жидкости состоит из корпуса 1, наливных люков 2, узлов для гашения колебаний З,выполненных в виде полых камеримеющих форму эллипсоида вращения, соединенных с корпусом 1 по радиусу 30 и имеющих отверстия 4,позволяющие равномерно заполнять весь объем цистерны.Цистерна для транспортирования жидкости работает следующим образом.В наливные люки 2 заливают транс портируемую жидкость, которая через отверстие 4 в узлах 3 для гашения колебаний равномерно заполняет весь объем цистерны. При движении цистерны, заполненной жидкостью, происходят продольные и поперечные колебания жидкости, которые гасятся об эллиптическую поверхность узлов 3 для гашения колебаний. Поперечные колебания 45 возникают при движении емкости на стрелочных переводах и движении автоцистерны по неровной дороге. Гасятся они эллиптическим сводом узлов 3 для гашения колебаний. При резких изменениях скорости цистерны возникают плоские продольные колебания, которые распространяются от одной эллиптической полусферы к другой или от эллиптической полусферы узла 3 гашения5 колебаний к торцовому днищу цистерны. Для достижения поставленной цели изобретения необходимо добиться такого расположения углов 3 гашения колебаний внутри корпуса 1, при котором колебания жидкости, находящейся между соседними узлами гашения колебаний или узлами гашения колебаний и днищем цистерны, гасились бы более эффективно, чем в самом узле гашения колебаний. Для этого расположение узлов гашения колебаний внутри цистерны выбрано таким, чтобы расстояние между соседними узлами гашения колебаний ЕР и узлом гашения колебаний и торцовым днищем цистерны СН или СР были бы равны. Но это расстояние обязательно должно быть меньше, чем малая ось эллипсоида вращения, Следовательно количество узлов 3 гашения колебаний должно быть равным целому от частного, где в числителе длина цистерны СН, а в знаменателе ширина цистерны И. (большая ось, при выполнении цистерны с сечением в виде эллипса).При резких изменениях скорости цистерны возникают плоские продольные колебания, которые распространяются от одной эллиптической полусферы к другой или от эллиптической полусферы отсека к днищу цистерны.Первый случай: жидкость находится между эллиптическими полусферами одного и того же отсека 3. При резком изменении скорости цистерны возникают колебания жидкости, которые образуются при отражении от эллиптической полусферы. Они взаимогасятся с той частью жидкости, которая движется к геометрическому центру эллипсоида вращения, не встретив преград на своем пути. Часть жидкости истекает Через отверстия 4 в эллиптической полусфере отсека 3, и ее колебания гасятся в другом отсеке.Второй случай: жидкость находится между эллиптическими полусферами разных отсеков 3. Время, за которое взаимогасятся прямые и отраженные колебания, зависит от расстояния между эллиптическими полусферами соседних отсеков 3. Колебания жидкости отражаются не только от эллиптической полусферы отсека 3, но и от стенки корпуса 1, и эти колебания взаимогасятся около плоскости, находящейся в цистерне между эллиптическими полусферами разных отсеков 3.Третий случай: колебания гасятся около гиперплоскости, описывающей геометрическое место точек центровз 1 460 плоскостей между эллиптической полусферой отсека 3 и днищем цистерны.Время,за которое гасятся колебания, также зависит от расстояния между эллиптической полусферой и днищем цистерны. Во всех трех случаях эффективное гашение колебаний жидкости происходит за время, равное перемещению жидкости на расстояние меньшей полуоси эллипсоида вращения. Таким образом, оптимальное размещение отсеков 3 в виде эллипсоида вращения внутри цистерны таково, что расстояние между соседней и эллиптическими полусферами и расстояние между эллиптической полусферой и днищем цистерны не больше меньшей оси эллипсоида вращения.Форма выполнения отсеков 3 выбрана о шарообразной с той целью, что только при такой форме выполнения отсека 3 перевозимая в нем жидкость меньше всего подвержена колебаниям такой величины, которые существенно влияют 25 на безопасность движения состава из железнодорожных цистерн или безопасность движения автоцистерны. В частном случае шар является эллипсоидом вращения с равными по величине полуо- ЗО сями (фиг.1). Такая форма отсека 3 применима ко всем железнодорожным цистернам парка МПС, так как сама цистерна 1 выполнена в виде цилиндра с двумя крышками выполняющих роль днища. Аналогичные шарообразные отсе 35 ки могут применяться и в автоцистернах,но так как на автомобильном шасси используются и цистерны, имеющие в сечении форму элли псадля т аких ци с 4 терн введено понятие эллипсоида вращения. Оси такого эллипсоида вращения РС и МИ (фиг.4, эллипс вращения вокруг своей оси МИ) таковы: длина большой оси МИ равна ширине цистерны К 1. минус 45 удвоенная толщина обечайки цистерны Я или КМ. Длина меньшей оси РС равна высоте ЯБ цистерны, установленной на шасси автомобиля, минус удвоенная толщина обечайки цистерны Ж. Применение отсеков 3 для перевозки жидкости, выполненных в форме эллипсоида вращения, ведет к тому, что эффективность гашения колебаний жидкости в отсеке 3 несколько ниже, чем в шаро 55 образном отсеке (при длине радиуса, равном длине малой полуоси эллипсоида вращения). Это происходит из-за того, что фронт продольной волны в 06своем максимуме,равный большей оси эллипсоида вращения МИ, больше, чем фронт продольной волны в шарообразном отсеке РС (при длине радиуса, равном длине малой полуоси эллипсоида вращения), Следовательно, и энергия такой волны больше, и для гашения колебаний потребуется больше времени, чем для волны в шарообразном отсеке при одинаковом уровне жидкости в обоих отсеках.Расстояние между соседними отсеками ЕР, выбранное как не больше малой оси эллипсоида вращения, а также расстояйие между отсеками и днищем цистерны (СН или СР) выбраны из следующих соображений.Для достижения поставленной целиизобретения необходимо добиться такого расположения отсеков 3 внутри цистерны 1, при котором колебания жидкости, находящейся между соседними отсеками или между отсеком и днищемцистерны, гасились бы более эффективно, чем в самом отсеке. Иначе цельизобретения достигнута не будет. Поэтому расположение отсеков внутри цистерны выбрано таким, чтобы расстояние между соседними отсеками ЕР и отсеком и днищем емкости СН или СП были бы равны. Но это расстояние обязательно должно быть меньше, чем малаяось эллипсоида вращения.Следовательно, количество отсековдолжно быть равным целому от частного, где в числителе длина цистерны СН, а в знаменателе ширина цистерны К 1.,(большая ось при выполнении цистерны с сечением в виде эллипса).Равномерное размещение такого количества отсеков 3 внутри емкости приводит к достижению поставленной цели.На практике можно количество отсе,ков уменьшить на один или два (особенно в большегрузных железнодорожныхцистернах), но обязательно это расстояние между соседними отсеками ЕР и днищем цистерны СН или. СЭ должно быть не больше малой оси эллипсоидавращения.Таким образом, выполнение отсековв виде эллипсоида вращения соединениеих по радиусу с цистерной и изготовление с отверстиями намного повышаетэффективность гашения колебаний жидкости в эллиптических отсеках, возникающих при изменении скорости движения цистерны. Кроме того, размещениеэллиптических отсеков внутри емкоСти (расстояние между соседними отсеками и днищем цистерны не больше малой оси эллипсоида вращения) позволяет5 эффективно гасить колебания жидкости, находящейся вне эллиптических отсеков. Таким образом, достигается увели" щ чение срока службы громоздких устройств транспортных средств железнодорожных цистерн, локомотивов, повышаются надежность крепления цистерны к транспортной тележке, безопасность передвижения и надежность в целом из-за уменьшения гидроудара о ее днищв,Формула изобретенияЦистерна для транспортирования жидкости, включающая корпус с закрепленными в нем узлами для гашения колебаний жидкости, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с пелью повышения прочности и эксплуатационной надежности цистерны, каждый узел для гашения колебаний выполнен в виде полой камеры, имеющей форму эллипсоида вращения, при этом в стенках каждой камеры выполнены отверстия, причем полые камеры расположены так, что расстояние между соседними камерами и торцовым днищем цистерны не превышает длины малой оси эллипсоида вращения.1446006 Подписно Тираж 464 Государственного комитета СССР зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д, аказ 6694 по делам и3035, Москва,роизводственно-полиграфическое пре город, ул. Проектн тие,Редактор Н.Лазаренко Составитель М.КопейкТехред Л.Сердюкова орректор В,Романвн