Доклад вагоны перевозимые нефтяные продукты

Обновлено: 05.07.2024

Вагон-цистерна — вид подвижного состава железных дорог.

Цистерны предназначены для перевозки жидкостей:

    и продуктов её переработки,
  • химически активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества),
  • сжиженного газа (пропан-бутан, кислород),
  • общего назначения - для перевозки нефтепродуктов
  • специальные - для определённых видов грузов
  • цистерны имеющие раму
  • цистерны безрамной конструкции

Котел вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки груза без избыточного давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные газы).

Кузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами.

Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид которых зависит от перевозимого груза.

Универсальные цистерны подразделяются на цистерны для перевозки светлых (бензин, керосин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) наливных грузов.

Универсальные цистерны железных дорог России оборудованы нижними сливными приборами, обеспечивающими надежную герметичность затворов.

Массу жидкого груза, перевозимого в цистернах, определяют замерно-калибровочным способом, при котором измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и затем по специальным калибровочным таблицам, в которых приведена емкость котлов в зависимости от уровня его налива, подсчитывают массу груза.

Калибровочный тип цистерны обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части.

Котлы специальных цистерн могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева перевозимого продукта, а также приборы для контроля за его состоянием.

В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций.

В цистернах, у которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в передаче этих нагрузок к другим вагонам поезда не участвует.

У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы.

Для повышения прочности и жёсткости котлов вагонов-цистерн большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами-шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости.

Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 т постройки Мариупольского (Ждановского) завода (рис. 4.3) имеет котел с полезной емкостью 71,7 м³ полной емкостью 73,1 м³ и с внутренним диаметром 3,0 м.


Крепление котла на раме производится в средней и в концевых его частях.

К крайним опорам котел притянут стяжными хомутами, предназначенными для предотвращения вертикальных и поперечных его перемещений относительно рамы.
Особенностью конструкции рамы цистерны модели 15-1443 является отсутствие боковых продольных балок, наличие мощных концевых балок и облегченных продольных боковых балок лишь по концам рамы.

Отсутствуют также промежуточные поперечные балки.

Вследствие этого масса тары цистерны уменьшилась на 1,4 т.

При такой конструкции силы, действующие на цистерну, воспринимаются котлом, жесткость которого значительно выше жесткости продольных боковых балок, и затем через крайние его опоры передаются на тележки.


В последние годы на Уральском и Мариупольском вагоностроительных заводах строятся 4-осные цистерны с увеличенной базой (7,8 м вместо 7,12 м) и укороченными консолями (1,5 м вместо 1,84 м), что улучшает динамические качества цистерны, особенно в горизонтальной плоскости, и повысить безопасность движения грузовых поездов, в которых имеются такие вагоны - цистерны.
Для перевозки бензина спроектирована 4-осная цистерна с удельным объемом котла 1,4 м³/т, вписанная в габарит 02-ВМ, что позволяет эксплуатировать ее на зарубежных железных дорогах с шириной колеи 1435 мм.

Грузоподъемность такой цистерны 62 т, масса тары 25,3 т, осевая нагрузка 216 кН, погонная нагрузка 64 кН/м.

В последние годы постройка четырехосных цистерн с улучшенными технико-экономическими показателями производится на Уралвагонзаводе и на других предприятиях России.

У нее отсутствуют хребтовая балка между шкворневыми узлами и продольные боковые балки. Грузоподъемность 120 т (рис. 4.4).

Увеличенный до 1,14 м³/т удельный объем котла позволяет лучше использовать грузоподъемность цистерны, а повышенная до 80 кН/м погонная нагрузка позволяет увеличить на 30-35 % массу поезда при существующих ограничениях его длины и тем самым достичь большей провозной способности железных дорог, сократить капитальные вложения на развитие пропускной способности, снизить себестоимость перевозок, увеличить производительность труда.


При проектировании восьмиосных цистерн безрамной конструкции исходят из тенденции развития современного вагоностроения, где идея применения цельнонесущего кузова получила всеобщее признание. В таком кузове, которым является у цистерны котел, лучше используются все его основные элементы, он имеет меньшую массу, чем кузов с несущей рамой. Котел цистерны цилиндрической формы со сравнительно толстыми стенками в большей мере, чем кузова других типов вагонов, может быть использован в качестве цельнонесущей конструкции.
Котел цистерны состоит из цилиндрической части 1 и двух днищ 9 эллиптической формы. Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается приваренными к котлу под креплением кольцевыми шпангоутами 7 и 8 омегообразного поперечного сечения. Котел имеет два сливных прибора 6 универсального типа и два колпака с крышками 4 малого объема для налива груза, при котором 2 % объема котла остаются не заполненными грузом для компенсации температурного расширения груза. Исследования, проведенные ВНИИЖТ, показали, что неполное заполнение котла грузом не представляет угрозы для безопасности движения поездов и прочности котла. Вблизи колпака расположены два предохранительно-впускных клапана 2. Котел оборудован наружной 3 и внутренней 5 лестницами, помостами и ограждениями около колпаков с крышками 4. Основные части котла и его опор изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д.
Дальнейшим конструктивным улучшением восьмиосной цистерны является опирание котла непосредственно на боковые скользуны четырех двухосных тележек, из которых состоят четырехосные тележки. Это позволяет снизить на 2,5-3 т массу тары цистерны и повысить ее грузоподъемность из-за отсутствия тяжелых соединительных балок четырехосных тележек. Кроме того, у такой цистерны улучшены условия осмотра и ремонта ходовых частей; иное расположение частей автотормоза дает возможность применять авторежим (устройство для автоматического изменения величины давления в тормозном цилиндре в зависимости от грузоподъемности цистерны).
Принимая во внимание большую экономическую эффективность восьмиосных цистерн по сравнению с четырехосными и шестиосными, а также преимущества габарита Т по сравнению с габаритом 1-Т, целесообразным типом восьмиосной цистерны должна быть цистерна, построенная по габариту Г . Такие цистерны в первую очередь должны эксплуатироваться на направлениях перевозки нефтепродуктов в большом объеме в маршрутных поездах большой массы, например до 10-12 тыс. т, что при ограниченных длинах станционных путей можно реализовать лишь при использовании цистерн с большой погонной нагрузкой. Кроме того, в поездах такой массы при наличии кривых малого радиуса, больших подъемов и спусков профиля пути могут возникать большие продольные силы, которые оказывают существенное влияние на устойчивость от выжимания вагонов из поезда. Особенно это негативно сказывается на четырехосных вагонах.
Мариупольским заводом тяжелого машиностроения в содружестве с МИИТ и ВНИЖТ была разработана конструкция восьмиосной цистерны габарита Тц (рис. 4.5). Ее котел с десятью шпангоутами с внутренним диаметром 3,4 м состоит из нижнего (броневого) листа толщиной 12 мм, верхних и боковых листов толщиной 9 мм и двух днищ толщиной 12 мм. Цистерна спроектирована на грузоподъемность 125 т, массу тары 51т, полный объем котла 159 м³ осевую нагрузку 216 кН и погонную нагрузку 94,2 кН/м. Вследствие меньшей длины котла цистерна габарита Тц в отличие от других типов восьмиосных цистерн имеет один сливной прибор и одну горловину люка.


Железнодорожные цистерны – основной тип вагонов для перевозки н/пр.

В эксплуатации имеются 4-х осные цистерны объёмом 60м 3 с универсальными сливными приборами в которых можно перевозить любые жидкие н/пр. Универсальный сливной прибор имеет следующие преимущества:

- резиновые уплотнения создают более герметичные затворы, что позволяет перевозить в цистернах с нижним сливным прибором светлые н/пр.

- увеличенный диаметр сливного патрубка со 160 до 200мм позволяет сократить время слива

- благодаря тому, что седло клапана сливного прибора находится на 20мм ниже уровня нижней образующей котла, обеспечивающий полноту слива н/пр.

Цистерны специального назначения предназначены для перевозки высоковязких и парафинестых нефтей и н/пр.

У цистерн с внешним паровым обогревом нижняя половина котла оборудована паровой рубашкой площадью нагрева около 40м 2 . Цистерны с паровой рубашкой выпускаются грузоподъемностью 50 и 60т. использование таких цистерн значительно облегчают слив высоковязких н/пр., сокращает время простоя, расход энергии и рабочей силы.

Цистерна – термос предназначена для перевозки горячих высоковязких н/пр. У этой цистерны сливной прибор снабжён паровой рубашкой.

Сливо – наливные эстакады предназначены для разгрузки и погрузки ж/д цистерн. Нефтегрузовые операции на эстакадах могут производиться одновременно с несколькими или одиночными цистернами.

Для маршрутных сливо-наливных операций разработаны типовые эстакады, позволяющие производить только налив н/пр. светлых (НС), тёмных (НТ) и масел (НМ), а также типовые комбинированные эстакады для слива и налива светлых (КС) н/пр. и масел (КМ). Эстакады оборудуют наливными устройствами с подъёмно - поворотным механизмом ограничения налива. На эстакаде можно наливать до 4 сортов н/пр. Установки для нижнего слива и налива н/пр. изготовляют 3-х типов: УСН – без подогрева, УСНП – с подогревом, УСНПЭ – с электроподогревом.

Выпускаются устройства для нижнего слива и налива н/пр. типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200. Установка АСН-7Б применяется для слива и налива маловязких н/пр. Эта установка оборудована паровой рубашкой.

Установка СПГ-200 применяется для герметизированного нижнего слива вязких н/пр. в межрельсовый коллектор. Часть н/пр. хранится в мелкой таре. Применяются стальные и деревянные бочки, барабаны, бидоны, стеклянные бутылки.

Основной объем железнодорожных перевозок нефтепродуктов приходится на доставку их с нефтеперерабатывающих заводов на распределительные нефтебазы.

Перевозка наливных нефтепродуктов осуществляется железнодорожными вагонами-цистернами грузоподъемностью от 40 до 120 тонн. Изготавливаются цистерны из листовой стали толщиной 8¸11мм в виде горизонтального цилиндрического резервуара.

Для полного слива нефтепродукта из цистерны, нижняя ее часть имеет уклоны к центру в пределах 20¸30 мм, где устанавливаются сливные приборы.

Перевозка цистерн по железной дороге осуществляется на специальных четырех- и восьмиосных платформах, оборудованных ходовой частью, системой амортизации и торможения, узлами сцепления платформ, креплениями цистерн к платформе. Кроме того, цистерны оборудуются наружной и внутренней лестницами, смотровыми площадками. Для перевозки легкозастывающих нефтепродуктов цистерна оборудуется наружным кожухом толщиной 3 мм, покрывающим 1/3 поверхности котла, образующим паровую рубашку, которая, в свою очередь, состоит из ряда отсеков, имеющих толщину (расстояние от стенок котла и рубашки) 30¸40 мм. Впуск пара в паровую рубашку осуществляется через патрубок, находящийся на сливном приборе. Конденсат стекает по желобу в нижнюю часть рубашки и удаляется из нее через патрубки, расположенные в торцах цистерны. Давление пара, подаваемого в паровую рубашку, обычно не превышает 0,3 МПа.

В зависимости от модели цистерны в верхней части котла может быть установлена одна или две горловины, оборудованные крышкой и дыхательной арматурой. При помощи горловины представляется возможным проводить зачистные работы и сливо-наливные операции при неисправности нижних сливных приборов или в случае, когда это предусмотрено технологией процесса.

При перевозке вязких нефтепродуктов в ряде случаев используются цистерны, оборудованные стационарными трубчатыми подогревателями.

Высоковязкие нефтепродукты (битумы) перевозят в бункерных полувагонах грузоподъемностью 40 т. Один бункер имеет емкость 12 м 3 , оборудованной створчатой крышкой и паровой рубашкой. Для выгрузки битума достаточно после предварительного подогрева освободить бункер от захватов и за счет смещения центра тяжести относительно точек опор груженый бункер опрокинется. После выгрузки бункер возвращается в прежнее вертикальное положение за счет того, что центр тяжести пустой емкости находится ниже точек опор.

Железнодорожные цистерны можно классифицировать по следующим признакам:

1. по назначению: для наливных грузов, сжиженных, вязких, затвердевающих;

2. по наличию устройств у котла: без дополнительных устройств, с теневой защитой, с трубчатыми змеевиками подогрева, с подогревательным кожухом, с термоизоляцией, с термоизоляцией и подогревательным кожухом, с термоизоляцией и трубчатыми электронагревателями, с термоизоляцией и трубчатыми змеевиками подогрева, устройством аэропневмовыгрузки;

3. по конструкции несущих элементов: рамной или безрамной;

4. по способу загрузки груза: открытой, закрытой;

5. по способу выгрузки: под давлением (передавливанием, сифонированием, аэропневматический – верхний и нижний); без давления (самотёком);

6. по состоянию груза при движении: цистерны под давлением, без давления;

7. по способу разогрева груза в котле: пароподогрев – наружный (кожух, змеевики), внутренний (змеевики); электроподогрев (электронагревателем);

8. по поддержанию температурного режима груза: с термоизоляцией, без термоизоляции;

11. по принадлежности: парк МПС; парк промышленного транспорта;

12. по грузоподъемности: от 40 до 120 тонн.

Устройство составных частей цистерны.

Платформа состоит из рамы сварной конструкции, автоматического и стояночного тормозов, автоматических ударно-тяговых приборов и ходовой части.

Ударно-тяговые приборы включают в себя автосцепку, поглощающий аппарат, тяговый хомут, клин хомута, крепление тягового хомута, балочку, центрирующую с двумя маятниками, расцепной рычаг.

Стояночный тормоз предназначен для затормаживания цистерны на погрузочно-разгрузочных пунктах.

Лестницы. Для устройства узлов и внутренней поверхности котла на нем у большинства цистерн установлена внутренняя лестница. Наружная лестница состоит из ступенек, площадок, поручней.

Предохранительная арматура. Для обеспечения эксплуатации железнодорожных цистерн, их загрузки и выгрузки используется предохранительно-контрольная арматура, часть из которой устанавливается на котлах.

Цистерны оборудованы предохранительными клапанами. Они имеют регулировочное давление для нефти и нефтепродуктов – обычно 0,15 МПа. Устанавливаются также предохранительно-впусковые клапана.

Для проведения операций по сливу и наливу железнодорожных цистерн на нефтебазах оборудуются сливо-наливные эстакады, оборудованные сливо-наливными устройствами, подводящими трубопроводами с коллекторами, насосами и другим оборудованием, позволяющим проводить отгрузку и прием нефтепроудктов.

Различают несколько способов заполнения и опорожнения цистерн:

1. К закрытому способуслива и налива нефтепродуктов относится такой способ, который применяют только при полной герметизации технологического оборудования и приборов, соединяющих цистерны с приемораздаточными трубопроводами. При такой системе герметизации исключается возможность контакта струи перекачиваемого нефтепродукта с атмосферным воздухом. Достоинством такого способа является и то, что сокращаются или даже исключаются потери нефтепродуктов от испарения и проливов, а также снижается пожароопасность.

2. К открытому способу слива и налива цистерн относится способ, при котором отсутствует полная герметизация оборудования и наблюдается разбрызгивание нефтепродукта.

В связи с требованиями противопожарной безопасности слив и налив нефтепродуктов с температурой вспышки до 61°С (т.е. легковоспламеняющиеся нефтепродукты) должен осуществляться закрытым способом. Мазуты, масла и высоковязкие нефтепродукты допускается сливать и наливать открытым способом.

При эксплуатации нефтебазового хозяйства используются, в основном, следующие способы слива и налива нефтепродуктов:

1. слив нефтепродуктов из железнодорожных цистерн через горловину цистерн (верхний слив цистерны);

2. слив нефтепродуктов через нижние сливные приборы (нижний слив);

3. налив нефтепродуктов в цистерны через горловины (верхний слив);

4. слив нефтепродуктов из цистерн через нижние сливные приборы в желоб или емкость, расположенные непосредственно под рельсами или вдоль них (межрельсовый слив цистерн).

80.1Верхний сливприменяется в тех случаях, когда цистерны не оборудованы приборами нижнего слива, или если приборы находятся в неисправном состоянии и их нельзя открывать при наличии нефтепродуктов в цистерне. Способ верхнего слива цистерн по сравнению со способами нижнего слива имеет более сложные условия работы, связанные с затратой значительного времени на слив (особенно при организации работ по зачистке остатков нефтепродуктов из цистерн). В летний период при высоких температурах возникают трудности при сливе бензинов с высоким давлением насыщенных паров. Быстро изнашиваются прорезиненные напорно-всасывающие рукава, требуется большая численность обслуживающего персонала.

Верхний слив нефтепродуктов обладает целым рядом недостатков по сравнению с нижним:

1. часто имеют место значительные потери от испарения;

2. невозможно осуществлять нижний слив;

3. частые срывы насосов при сливе продуктов с высоким значением давления насыщенных паров;

4. применение вакуумных насосов для заполнения всасывающих коммуникаций.

80.2Глубинный верхний налив железнодорожных цистерн. В этом случае на конце наливного стояка подвешивают гибкий бензостойкий рукав 5, длиной не менее 4 м.


80,3Нижний слив. Слив нефти или нефтепродуктов через нижние сливные прибоы происходит самотеком при помощи передвижного лотка легкой конструкции. Верхний конец лотка подводится под сливной прибор цистерны, а нижний конец – в боковой коллектор и далее в нулевой резервуар, объем которого должен составлять 50¸100% суммарного объема принимаемых на эстакаде цистерн. При необходимости подогрева сливаемого нефтепродукта могут быть использованы передвижные лотки с паровой рубашкой или электроподогревом. Для уменьшения времени слива нефтепродукта в цистерне может быть создано повышенное избыточное давление с помощью компрессорной станции (КС).

Из недостатков схемы можно отметить то, что описанный способ является открытым и применяется только для слива темных нефтепродуктов.


ТРАНСПОРТИРОВКА ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность темы:

В настоящее время добываются значительные объемы нефтей, обладающих высокой вязкостью при обычных температурах или содержащие большое количество парафина и, вследствие этого, застывающие при высоких температурах. Транспортировка таких нефтепродуктов при низкой температуре становится очень затруднительной, поэтому их перевозят в специальных железнодорожных цистернах. Чтобы облегчить транспортировку, приём и хранение в условиях низких температур, осуществляют подогрев нефтепродуктов непосредственно в резервуарах и цистернах. Вязкая нефть не может быстро передвигаться по трубам, что сокращает объем перекачиваемой нефти. Когда она течет слишком медленно, ее разбавляют бензином или другими растворами, а иногда нагревают. Но эти методы далеко не дешевы, а иногда и трудновыполнимы, например, когда речь идет о нефтяных вышках в океанах.

Цель работы:

Изучить способы транспортировки высоковязких нефтей в железнодорожных цистернах. Рассмотреть методы подогрева высоковязких нефтей в цистернах при низких температурах. Проанализировать существующие методы и способы подогрева, и предложить свои варианты по их улучшению.

Задачи исследования:

Провести литературный обзор по данной тематике. Рассмотреть способы транспортировки высоковязких нефтей в железнодорожных цистернах, методы подогрева и слива-налива. Провести патентный поиск, выявить достоинства и недостатки , выявить достоинства и недостатки каждого патента. Разработать мероприятия по улучшению слива-налива вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах.

Глава 1. Литературный обзор

В современных рыночных условиях кроме трубопроводного транспорта значительную роль в перевозке углеводородного сырья играет железнодорожный транспорт. Застывающие и вязкие нефтепродукты требуют обязательного подогрева при приеме и отгрузке — эта операция увеличивает их текучесть и уменьшает возникающее гидравлическое сопротивление. Подогрев осуществляют различными способами: с использованием насыщенного водяного пара, электрической энергии или же горячей воды. При использовании подогревателей вязкие нефтепродукты могут отпускаться круглый год, независимо от погодных и климатических условий.

Большинство работающих объектов систем кабельного обогрева трубопроводов - это трубопроводы от нефтеперерабатывающих заводов, идущие к теплоцентрали, трубы в пределах самих ТЭЦ, трубопроводы при наземных, а иногда и морских нефтяных месторождениях. Для защиты от замерзания магистральных трубопроводов и поддержания требуемой температуры в длинных продуктопроводах применяются нагревательные кабели промышленного назначения, основным отличием которых является возможность обогрева трубопровода при подключении участков длиной до 5 км [1].

Обзор по технической литературе

Обзор по научным публикациям

Обзор по научным исследованиям

Глава 2. Патентные исследования

2.1. Общие сведения

Патентный поиск - это процесс отбора соответствующих запросу документов или сведений по одному или нескольким признакам из массива патентных документов или данных, при этом осуществляется процесс поиска из множества документов и текстов только тех, которые соответствуют теме или предмету запроса.

Основную роль в проведении этих исследований играет анализ патентной информации, представляющей собой совокупность сведений научно-технического и экономико-правового характера. К ее достоинствам следует отнести, прежде всего, подтвержденную патентной экспертизой достоверность, новизну и практическую полезность содержащихся в ней сведений. Важно отметить подробность описаний изобретений, сопровождаемых необходимыми графическими материалами в виде чертежей, схем и графиков. Кроме того, существенным для патентной документации является сравнительная легкость ее поиска и обработки благодаря единой международной систематизации с помощью МПК, где принята лаконичная и унифицированная форма изложения.

Анализ описаний отечественных и зарубежных изобретений позволяют дать оценку новизны и технико-экономической эффективности разрабатываемого объекта.

В общем случае содержание патентных исследований может составлять следующее:

— исследование патентной чистоты объектов техники (экспертиза объектов техники на патентную чистоту, обоснование мер по обеспечению их патентной чистоты и беспрепятственному производству и реализации объектов техники в стране и за рубежом); — анализ конкурентоспособности объектов хозяйственной деятельности, эффективности их использования по назначению, соответствия тенденциям и прогнозу развития;

— исследование технического уровня объектов хозяйственной деятельности, выявление тенденций, обоснование прогноза их развития;

— исследование состояния рынков данной продукции, сложившейся патентной ситуации, характера национального производства в странах исследования [11].

Зав. кафедрой МАХП Сарилов М. Ю.

ЗАДАНИЕ №__8__

на проведение патентных исследований

Наименование работы (темы) Транспортировка вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах

шифр работы (темы) __________________________ КНИРС3МАб-1_______________________________

Этап работы _Курсовое проектирование_ сроки его выполнения _____1.09.2016-28.12.2016___________

Задачи патентных исследований: _ поиск патентов-аналогов, для проверки уникальности своего изобретения _______________________________________________________________________

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

Виды патентных исследований

Ответственные исполнители (Ф.И.О.)

Сроки выполнения патентных исследований. Начало. Окончание

Заполнение таблицы 2.1 – Патентная документация

Заполнение таблицы 2.2 – Научно-техническая и нормативная документация

Заполнение таблицы 2.3 – Тенденция развития объекта исследования

Руководитель ___________ Т.И. Башкова _______________

патентного подразделения личная подписьрасшифровкадата

Руководитель подразделения ___________ М.Ю. Сарилов _______________

исполнителя работы личная подписьрасшифровкадата

2.3. Регламент патентного поиска

Группы _3МАб-1_ по теме Транспортировка вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах_

Стадия ________________________Курсовое проектирование______________________________

(курсовое или дипломное проектирование)

Цель поиска информации: изучение технического уровня и тенденций развития объекта разработки. Обоснование регламента поиска: Патентные исследования являются обязательной, необъемлемой и составной частью при выполнении научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектно-конструкторских работ. Такой же обязательной частью они становятся сегодня при выполнении курсовых и дипломных проектов, так как дипломные работы представляют собой одну из составляющих вышеперечисленных этапов. Предмет поиска представляет собой устройство в целом в соответствии с заданием на дипломное проектирование, классификационные рубрики определены по ключевым словам, характеризующим объект разработки, страны поиска определены в результате проведения предварительного поиска по журналам и являются ведущими в данной отрасли техники, глубина поиска достаточна для определения технического уровня и тенденций развития объекта разработки, источники информации соответствуют минимуму технической документации, которую необходимо просмотреть с целью определения технического уровня и тенденций развития объекта разработки.

Руководитель подразделения исполнителя М.Ю. Сарилов

Руководитель патентного подразделения Т.И. Башкова

2.4. Форма отчета о поиске

Поиск проведен в соответствии с заданием _зав. Кафедра МАХПСарилова М.Ю.____

должность и фамилия ответственного руководителя работы

№ __8__ от __01.09.2016__ и Регламентом поиска № 3 МА от _____01.09.2016_____

2. Этап работы ____________________Курсовое проектирование_________________________

3. Начало поиска _____1.09.2016_____ Окончание поиска ________28.12.2016_______

4. Сведения о выполнении регламента поиска (указывают степень выполнения регламента поиска, отступления от требований регламента, причины этих отступлений)

4. Предложения по дальнейшему проведению поиска и патентных исследований

5. Материалы, отобранные для последующего анализа:

Таблица 2.1. – Патентная документация

Предмет поиска (объект исследования, его составные части)

Страна выдачи, вид и номер охранного документа. Классификационный индекс*

Заявитель (патентообладатель), страна. Номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации*

Название изобретения (полной модели, образца)

Сведения о действии охранного документа или причина его аннулирования (только для анализа патентной чистоты)

Подогрев вязких нефтепродуктов

Афанасьев Владимир Михайлович

Устройство для разогрева загустевших и застывших высоковязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах

Прекратил действие, но может быть восстановлен

Подогрев вязких нефтепродуктов

ООО "Газ-Проект Инжиниринг"

Устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии

Общество с ограниченной ответственностью "АРП-Комплект-Технологии нефтеналива"

Автоматизированная установка для подогрева и слива вязких жидкостей и нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Прекратил действие, но может быть восстановлен

Транспортировка вязких нефтей

ФГУП "25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации"

Способ управления процессом слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Цистерна для транспортировки загустевающих жидкостей

Транспортировка вязких нефтей

Вагон-цистерна для перевозки вязких нефтепродуктов

Таблица 2.2. – Научно-техническая, конъюнктурная, нормативная документация и материалы государственной регистрации (отчеты о научно-исследовательских работах).

Вагон-цистерна — вид подвижного состава железных дорог.

Цистерны предназначены для перевозки жидкостей:

    и продуктов её переработки,
  • химически активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества),
  • сжиженного газа (пропан-бутан, кислород),
  • общего назначения - для перевозки нефтепродуктов
  • специальные - для определённых видов грузов
  • цистерны имеющие раму
  • цистерны безрамной конструкции

Котел вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки груза без избыточного давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные газы).

Кузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами.

Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид которых зависит от перевозимого груза.

Универсальные цистерны подразделяются на цистерны для перевозки светлых (бензин, керосин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) наливных грузов.

Универсальные цистерны железных дорог России оборудованы нижними сливными приборами, обеспечивающими надежную герметичность затворов.

Массу жидкого груза, перевозимого в цистернах, определяют замерно-калибровочным способом, при котором измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и затем по специальным калибровочным таблицам, в которых приведена емкость котлов в зависимости от уровня его налива, подсчитывают массу груза.

Калибровочный тип цистерны обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части.

Котлы специальных цистерн могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева перевозимого продукта, а также приборы для контроля за его состоянием.

В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций.

В цистернах, у которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в передаче этих нагрузок к другим вагонам поезда не участвует.

У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы.

Для повышения прочности и жёсткости котлов вагонов-цистерн большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами-шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости.

Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 т постройки Мариупольского (Ждановского) завода (рис. 4.3) имеет котел с полезной емкостью 71,7 м³ полной емкостью 73,1 м³ и с внутренним диаметром 3,0 м.


Крепление котла на раме производится в средней и в концевых его частях.

К крайним опорам котел притянут стяжными хомутами, предназначенными для предотвращения вертикальных и поперечных его перемещений относительно рамы.
Особенностью конструкции рамы цистерны модели 15-1443 является отсутствие боковых продольных балок, наличие мощных концевых балок и облегченных продольных боковых балок лишь по концам рамы.

Отсутствуют также промежуточные поперечные балки.

Вследствие этого масса тары цистерны уменьшилась на 1,4 т.

При такой конструкции силы, действующие на цистерну, воспринимаются котлом, жесткость которого значительно выше жесткости продольных боковых балок, и затем через крайние его опоры передаются на тележки.


В последние годы на Уральском и Мариупольском вагоностроительных заводах строятся 4-осные цистерны с увеличенной базой (7,8 м вместо 7,12 м) и укороченными консолями (1,5 м вместо 1,84 м), что улучшает динамические качества цистерны, особенно в горизонтальной плоскости, и повысить безопасность движения грузовых поездов, в которых имеются такие вагоны - цистерны.
Для перевозки бензина спроектирована 4-осная цистерна с удельным объемом котла 1,4 м³/т, вписанная в габарит 02-ВМ, что позволяет эксплуатировать ее на зарубежных железных дорогах с шириной колеи 1435 мм.

Грузоподъемность такой цистерны 62 т, масса тары 25,3 т, осевая нагрузка 216 кН, погонная нагрузка 64 кН/м.

В последние годы постройка четырехосных цистерн с улучшенными технико-экономическими показателями производится на Уралвагонзаводе и на других предприятиях России.

У нее отсутствуют хребтовая балка между шкворневыми узлами и продольные боковые балки. Грузоподъемность 120 т (рис. 4.4).

Увеличенный до 1,14 м³/т удельный объем котла позволяет лучше использовать грузоподъемность цистерны, а повышенная до 80 кН/м погонная нагрузка позволяет увеличить на 30-35 % массу поезда при существующих ограничениях его длины и тем самым достичь большей провозной способности железных дорог, сократить капитальные вложения на развитие пропускной способности, снизить себестоимость перевозок, увеличить производительность труда.


При проектировании восьмиосных цистерн безрамной конструкции исходят из тенденции развития современного вагоностроения, где идея применения цельнонесущего кузова получила всеобщее признание. В таком кузове, которым является у цистерны котел, лучше используются все его основные элементы, он имеет меньшую массу, чем кузов с несущей рамой. Котел цистерны цилиндрической формы со сравнительно толстыми стенками в большей мере, чем кузова других типов вагонов, может быть использован в качестве цельнонесущей конструкции.
Котел цистерны состоит из цилиндрической части 1 и двух днищ 9 эллиптической формы. Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается приваренными к котлу под креплением кольцевыми шпангоутами 7 и 8 омегообразного поперечного сечения. Котел имеет два сливных прибора 6 универсального типа и два колпака с крышками 4 малого объема для налива груза, при котором 2 % объема котла остаются не заполненными грузом для компенсации температурного расширения груза. Исследования, проведенные ВНИИЖТ, показали, что неполное заполнение котла грузом не представляет угрозы для безопасности движения поездов и прочности котла. Вблизи колпака расположены два предохранительно-впускных клапана 2. Котел оборудован наружной 3 и внутренней 5 лестницами, помостами и ограждениями около колпаков с крышками 4. Основные части котла и его опор изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д.
Дальнейшим конструктивным улучшением восьмиосной цистерны является опирание котла непосредственно на боковые скользуны четырех двухосных тележек, из которых состоят четырехосные тележки. Это позволяет снизить на 2,5-3 т массу тары цистерны и повысить ее грузоподъемность из-за отсутствия тяжелых соединительных балок четырехосных тележек. Кроме того, у такой цистерны улучшены условия осмотра и ремонта ходовых частей; иное расположение частей автотормоза дает возможность применять авторежим (устройство для автоматического изменения величины давления в тормозном цилиндре в зависимости от грузоподъемности цистерны).
Принимая во внимание большую экономическую эффективность восьмиосных цистерн по сравнению с четырехосными и шестиосными, а также преимущества габарита Т по сравнению с габаритом 1-Т, целесообразным типом восьмиосной цистерны должна быть цистерна, построенная по габариту Г . Такие цистерны в первую очередь должны эксплуатироваться на направлениях перевозки нефтепродуктов в большом объеме в маршрутных поездах большой массы, например до 10-12 тыс. т, что при ограниченных длинах станционных путей можно реализовать лишь при использовании цистерн с большой погонной нагрузкой. Кроме того, в поездах такой массы при наличии кривых малого радиуса, больших подъемов и спусков профиля пути могут возникать большие продольные силы, которые оказывают существенное влияние на устойчивость от выжимания вагонов из поезда. Особенно это негативно сказывается на четырехосных вагонах.
Мариупольским заводом тяжелого машиностроения в содружестве с МИИТ и ВНИЖТ была разработана конструкция восьмиосной цистерны габарита Тц (рис. 4.5). Ее котел с десятью шпангоутами с внутренним диаметром 3,4 м состоит из нижнего (броневого) листа толщиной 12 мм, верхних и боковых листов толщиной 9 мм и двух днищ толщиной 12 мм. Цистерна спроектирована на грузоподъемность 125 т, массу тары 51т, полный объем котла 159 м³ осевую нагрузку 216 кН и погонную нагрузку 94,2 кН/м. Вследствие меньшей длины котла цистерна габарита Тц в отличие от других типов восьмиосных цистерн имеет один сливной прибор и одну горловину люка.


Читайте также: