Железнодорожная цистерна с подогревом

(19) (И 1 51)4 В 65 П 88/ Я еэнодорожной цистерн для подогрева ржимого цистерявляется повыдогрева, Раэмепараллельных кой пластиной обеспечить эфержимого желез- сопутствующим го, а следоваократить в ится к тепло Изобретение отиным элементам,ановленным в цистерне для подослива содержимого лезнодорожн а и ускоренияерны,Цель изобре ия повышение эфф Й ьЬ г.б,наразре ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК ПАТЕНТУ(54) ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА С ПГРЕВОМ тивности подогрева.Конструктивное выполнение элементов предлагаемой железнодорожной цистерны позволяет обеспечить условия, значительно уменьшающие вязкость пе" ревозимого содержимого цистерны.На фиг, изображена железнодорожная цистерна с подогревом, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; нафиг.4- участок железнодорожной цистерны, общий вид; на фиг,5 - железнодорожная цистерна с нагревательным средством, общий вид; на фиг,б - разрез В-В на фиг.5; на фиг,7 - разрез Г-Г нафи на фиг.8 - разрез Д-Д на фиг.б;фиг.9 - канал для текучей среды,(57) Изобретение относится к теплооб менным элементам, установленным в же и ускорения слива содены. Целью изобретенияшение эффективности пощение взаимосвязанных каналов под металличеспозволяет максимальнофективный подогрев соднодорожной цистерны суменьшением вязкости етельно, и значительномя слива. 5 э.п. ф-лы,2Железнодорожная цистерна с подогревом содержит цилиндрическую обечайкус верхней 2 и нижней 3 частями, торец 4, с герметичным закрытым торцовым днищем 5 и торцовую часть б с герметично закрытым торцовым днищем 7, входное загрузочное устройство, выполненное в виде грузового люка 8, разгрузочное устройство, выполненное в виде выпускного клапана 9, по концам железнодорожной цистерны располо жены колесные тележки 10 и 11, соеди ненные с цистерной посредством укоро ченных центральных брусьев 12 и 13. К центральному брусу жестко закреплены поперечные брусы 14 и 15 опорые16 и 17, жестко закрепленные к продольному и поперечному брусьям. В нижней части железнодорожной цистерны размещено в продольном направлении от выпускного клапана 9 к закрытым торцовым днищам 4 и 5 нагревательное средство, выполненное в виде двух теплообменников 18 и 19. Каждыйтеплообменник 18 и 19 содержит взаимосвязанные группы параллельных каналов для текучей среды, герметично соединенных с наружной поверхностью цилиндрической обечайки 1.Рядом с выпускным клапаном 9 расположено впускное средство, выполненное в виде входного патрубка 20, и выпускное средство в виде выпускного патрубка 21, соединенные с теплообменником 18. Для теплообменника 19 предусмотрены впускной 22 и выпускной 23 патрубки. Теплообменник 19 имеет входной канал 24, концевой участок 25 которого сообщен с впускным патрубком 22, а другой концевой участок 26 - с наклонно расположенным участком 27 теплообменника.Наклонные участки 27 и 28 теплооб менников расположены у каждого конца нижней части железнодорожной цистер" НыеКаждый теплообменник, например теплообменник 19, содержит параллель ные каналы 29 - 32 для текучей среды, Каждый такой параллельный канал своим первым концевым участком 33-36 соответственно сообщен с выпускным патрубком 23 посредством выпускного 30 соединительного средства, выполнен" ного в виде выпускных коллекторов 37 и 38. Вторыми концевыми участками 39-42 соответственно каждый из параллельных каналов посредством выпускных коллекторов 43 и 44 через соединительные трубы 45-48 сообщен с наклонным участком 27 теплообменника. Наклонный участок 27 теплообменника имеет входной узел 49, кото-рый сообщен концевым участком 50 с входным каналом 24 теплообменника 19. Входной канал 24 последовательно соединен с множеством взаимосвязанных параллельных каналов для нагретой текучей среды, образующих змеевик, например, каналом 50 для передачи нагретой текучей среды от входной соединительной трубы 5 1 по каналу в обоих направлениях к выпускным50 коллекторам 43 и 44 с возвратом в теплообменник 19.Каналы 52 имеют соответствующую форму, например, змеевика и герметично соединены, например, приварены к металлической пластине 53.Пластину 53 можно полностью приваривать наружным краем 54 к стенкам цилиндрической обечайки и закрытым торцовым частям цистерны, целесообразнее крепить к торцовой части цистерны монтажный элемент 55, а к пос".леднему - пластину 53,Внутренний по длине концевой участок 56 пластины 53 приварен непосредственно к нижней части цилиндрической обечайки цистерны продольнымшвом.Поверхность пластины 53 имеет направленные вверх от поверхности пластины гофры 57, расположенные бпределенным образом, или кольцевые рифления для увеличения поверхностной площади пластины 53, контактирующей ссодержимым железнодорожной цистерны,Эти гофры или кольцевые рифления размещены на пластине по всей длине каналов 52 и отсутствуют на пластинев зоне соединения последней с любымиэ каналов,Теплообменники 58 и 59 (фиг.5, 6и 8) могут быть смонтированы в полости железнодорожной цистерны и герме"тично соединены с внутренней ее поверхностью в отличие от крепленияк наружной поверхности цистерны(фиг,1-4).Теплообменники 58 и 59 по конструкции практически не отличаются,оттеплообменников 18 и 19.Теплообменник 59 имеет входной канал 60 и взаимосвязанные параллельные каналы 61-64,Входной канал 60 первым концевымучастком 65 сообщен с входным патруб"ком 66, а вторым концевым участком67 через соответствующее соединительное средство, например, соединительную трубу 68 - с наклонно расположенным участком 27 теплообменника 19.Взаимосвязанные параллельные каналы 61-64 соединяют выпускные коллекторы 43 и 44 наклонно расположенногоучастка 27 теплообменника с выпускными коллекторами 69 и 70, которыетакже герметично сообщены с внутренней поверхностью цилиндрической обечайки железнодорожной цистерны.Выпускные коллекторы 69 и 70 соединены с выходным патрубком 7 длявыпуска иэ теплообменника отработанной нагревакицей среды,Выпускной клапан 72 (фиг.8) в отличие от выпускного клапана. 9 (фиг,4) помещен в полость железнодорожной цистерны на большее расстояние.20 Размещение взаимосвязанных параллельных каналов теплообменника 59на внутренней поверхности цилиндрической обечайки железнодорожной цис 5терны обуславливает необходимостьвыполнения вырезов в концевом участке 56 пластины 53 наклонно расположенного участка 2 7 теплообменникадля полного совмещения с верхними и 1 Обоковыми поверхностями параллельныхканалов 61-64 с участком цилиндрической обечайки железнодорожной цистерны, расположенным между этими, фиг.6и 8).15Концевые участки с вырезами обуславливают наличие кромок 73-76 дляобеспечения герметичного соединенияконцевого участка 56 с цистерной.Наклонно расположенные участки27 и 28 теплообменников соединеныс цистернной с образованием замкнутого воздушного пространства 77 межцупластиной 53 и цилиндрической обечайкой цистерны. 25Железнодорожная цистерна с подогревом эксплуатируется следующим образом,Поскольку параллельные каналырасположены в замкнутом воздушномпространстве под пластиной 53, то онипрактически теплоизолированы от больших металлических масс, в результатечего последние не отбирают тепла отнаклонно расположенных участков 27и 28 теплообменников, в связи с чемпотери энергии уменьшаются.При удалении содержимого железнодорожной цистерны через выпускнойклапан 9 через впускные патрубки 20или 22 подсоединяют источник нагретой текучей среды, например горячейводы, масла или пара, которая принудительно направляется через примыкающие к выпускному клапану 9 узлытеплообменников, наклонно расположенные участки 27 и 28 теплообменников и в обратном направлении черезвыходные каналы теплообменников,примыкающих к выпускному клапану 9для последующего выпуска через выпускные патрубки 21 и 23Отработанную нагревательную текучую среду либо выпускают на землю,либо она рециркулирует через источник нагрева и нагревательные средст"ва.Пропускаемый через теплообменникипоток нагретой текучей среды обеспечивает эффективный нагрев содержимого железнодорожной цистерны с сопутствующим уменьшением вязкости содержимого железнодорожной цистерны, что, в свою очередь, ускоряет процесс протекания содержимого через выпускной клапан 9 в соответствующий приемник (не показан).Наклонно расположенные участки 27 и 28 теплообменников способствуют ускоренному движению содержимого железнодорожной цистерны к выпускному клапану 9 и более полному вытеканию содержимого с пластин 53, сводя к минимуму или исключая формирование "остатков" или накопление материала на наклонных участках теплообменников, а следовательно, уменьшение емкости и снижение эффективности нагревательного средства наклонно расположенных участков 27 и 28 теплообменников, при этом теплоизолирующее замкнутое воздушное пространство исключает отбор тепла большими металлическими ма.с сами.Каждый наклонно расположенный участок 27 и 28 теплообменников снаб-, жен трубками 78-81 для конденсации имн стока текучей среды, которые обеспечивают быстрый сток конденсата из наклонно расположенных нагревательных средств и служат дополнительным средством, препятствующим блокированию нагревательных средств пз-за накопления воды или льда.Наклонно расположенные участки теплообменников установлены с углом наклона 4-16 о для обеспечения полного стекания содержимого железнодорожной цистерны и конденсата.Взаимосвязанные параллельные каналы наклонно расположенных участков 27 и 28 теплообменников могут располагаться на нижней стороне металлической пластины, а также могут быть выполнены на верхней стороне металлической пластины. В последнем случае освобождается замкнутое воздушное пространство, а взаимосвязанные параллельные каналы удалены от нижней части железнодорожной цистерны.Это обеспечивает сокращение количества отбираемого нижней частью цистерны тепла, а непосредственное контактирование содержимого железнодорожной цистерны с изогнутыми стенками каналов обеспечивает отбор тепла от поверхности большей площади.формула изобретения 1. Железнодорожная цистерна с подогревом, установленная на опорах, связанных с брусьями для колесных тележек, содержащих два закрытых торцовых,днища и цилиндрическую обечайку цистерны с выпускным клапаном, расположенным в нижней части ее между закрытыми торцовыми днищаье, и нагревательное средство, расположенное в нижней части цистерны, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности подогрева, нагревательное средство выполнено из двух теплообменников, связанных между собой соединительным средством, при этом каждый из них содержит патрубок для связи с источником нагретой текучей среды и выполнен в виде двух групп взаимосвязанных параллельных каналов, прикрепленных к нижней части цистерны у выпускного клапана с образованием кольцевого канала для потока нагретой текучей среды, охватывающего выпускной клапан, причем взаимосяэанные параллельные каналы направлены к закрытым торцовым дни" щам, концевой участок каждой группывзаимосвязанных параллельных каналов расположен между выпускным клапаном и соответствующим закрытым торцовым днищем цистерны, а каждый теплообменник содержит установленные с наклоном металлические пластины, каждая из которых соединена с соответствующими взаимосвязанными параллельными каналами для текучей нагретой среды,причем края каждой пластины соединены с соответствующим закрытым торцовым днищем цистерны вьппе нижней части последней и с нижней частью цис 5. терны у концевого участка соответствующей группы взаимосвязанных параллельных каналов с образованием междукаждой пластиной и нижней частью цистерны замкнутого воздушного пространства,2, Цистерна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, взаимосвязанныепараллельные каналы прикреплены квнутренней стенке нижней. части цистерны.3, Цистерна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что взаимосвязанныепараллельные каналы прикреплены кучастку наружной стенки нижней частижелезнодорожной цистерны.4, Цистерна по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый параллельный канал для нагретой текучей сРедыприкреплен к нижней поверхности металлической пластины и расположен взамкнутом воздушном пространстве,5. Цистерна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый параллельный канал для нагретой текучей среды представляет собой группу взаимосвязанных элементов, приваренных к пластине.6. Цистерна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждая металлическая пластина выполнена изогнутой с образованием выступающих вверх от пластины гофр,Заказ 2704/5 НИИПИ КНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 сударственног 113035Тираж 626 комитета по Москва, ЖзобретенияРаушская Подписноеи открытиям прб., д. 4/5