Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой

Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к технологии изготовления и сборки котлов цистерн с подогревательной рубашкой.

Известна цистерна для перевозки высоковязких грузов ["Вагоны", под ред. Л.А.Шадура, М., "Транспорт", 1973, с.357] с наружной подогревательной рубашкой. Она образуется стенками котла и наружным листом, которые связаны между собой каркасом из углового проката. Для подогрева груза пар в рубашку подается через штуцер кожуха сливного прибора, а выход пара или конденсата происходит через два патрубка, расположенных по концам котла.

При изготовлении данного котла, согласно требованиям ["Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", ПБ 10-115-96, СПБ., "Деан", 2000, с.46], "Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха". После проведения первых гидравлических испытаний, производят приварку кожуха, в результате чего в тонколистовом металле, по краям приварных швов могут образовываться трещины, дающие утечку перевозимого материала. Для проверки отсутствия трещин проводят повторные гидравлические испытания, что приводит к увеличению временных, трудовых и материальных затрат на изготовление единицы продукции.

Также известна обогреваемая железнодорожная вагон-цистерна [пат. США №4530288, US CL 105-358, опубл. 23.07.85 т.1056 №4], имеющая котел, смонтированный на подставках, расположенных на надрессорных балках экипажных тележек. Котел снабжен устройством для нагревания груза, содержащим первый нагревательный элемент. Этот элемент прикреплен к нижней части котла вблизи сливного устройства и направлен к концам котла. Над нижней частью цилиндрической стенки у концов котла установлены вторые нагревательные элементы, расположенные наклонно. Эти элементы плотно связаны с нижней частью котла вблизи концевых частей первого элемента, образуя вместе с нижней частью котла воздушные мешки, предназначенные для подогревания груза, первый нагревательный элемент соединен гидравлически со вторым нагревательным элементом и источником нагревательной среды.

Вместе с недостатками, присущими вышеописанному аналогу, в данной цистерне уменьшается рабочий объем котла, что снижает его технико-экономические показатели.

Производить одни гидравлические испытания котла позволяет железнодорожная цистерна (выбранная в качестве прототипа) [пат. США №4502392 от 05.05.85], состоящая из котла, установленного на ходовых частях и снабженного паропроводящими трубами, закрепленными на подставках во внутренней полости котла. При сборке котла в его внутренней полости устанавливаются державки труб, входной и выходной штуцера на одном из днищ котла. После этого в специальный люк на днище котла трубы парообогревательной системы заводят во внутреннюю полость котла и закрепляют при помощи разборных соединений, без контакта с поверхностью котла. Дополнительные изгибы труб позволяют перевозимой жидкости быстрее нагреваться в зоне сливного прибора. Данные детали не мешают визуальному и инструментальному контролю качества изготовления котла.

Однако данная вагон-цистерна достаточно трудоемка в изготовлении и обладает рядом недостатков:

- нагревательная система смонтирована во внутренней полости котла, что обеспечивает динамическое воздействие на нее перевозимого высоковязкого груза, значительно усиливающееся при низких температурах, в результате чего возможно разрушение соединений входного и выходного патрубков с днищем котла;

- при эксплуатации возможно замерзание перевозимого груза в корпусе сливного прибора, а его обогрев непосредственно не производится, в результате чего ухудшаются условия разгрузки цистерны;

- затруднен монтаж, осмотр и ремонт нагревательной системы, что ухудшает условия труда обслуживающего персонала;

- на днище выполнен люк для установки труб обогревательной системы, что снижает жесткость днища, а следовательно, и долговечность.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение процесса изготовления котла с подогревательной рубашкой.

Поставленная задача решается следующим образом.

После сборки обечайки с днищами установки люка-лаза и сливного прибора на котел устанавливают каркас подогревательной рубашки. Установка одного каркаса позволяет производить визуальный и инструментальный контроль качества всех сварочных швов при проведении гидравлических испытаний. Вместе с этим, на образующую поверхность седла сливного прибора приваривают полукольца, позволяющие производить монтаж подогревательной рубашки, не касаясь поверхности металла котла. При этом полукольца выполняют переменного по высоте сечения с вершиной в средней части и устанавливают на седло с образованием зазора между торцами полуколец и расположением вершин полуколец в вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно продольной оси котла или устанавливают полукольца, выполненные в виде радиальных пластин из листового материала и установленные на конической поверхности седла сливного прибора, параллельно горизонтальной плоскости.

Сущность способа изготовления котла вагон-цистерны с подогревательной рубашкой заключается в том, что котел собирают из обечайки с днищами, люком-лазом и сливным прибором, затем устанавливают каркас подогревательной рубашки до стадии проведения гидравлических испытаний, выполненный из уголкового профиля, а на образующей поверхности седла сливного прибора закрепляют полукольца. При этом полукольца выполнены переменного сечения по высоте, с вершиной в средней части и установлены таким образом, что между торцами полуколец образован зазор, а вертикальная плоскость, проходящая через вершины полуколец, перпендикулярна продольной оси котла или устанавливают полукольца, выполненные в виде радиальных пластин из листового материала и установленные на конической поверхности седла сливного прибора, параллельно горизонтальной плоскости. После чего проводят гидравлические испытания котла.

Сущность поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.I - общий вид котла с подогревательной рубашкой;

Фиг.II - вид котла с установленным каркасом;

Фиг.III - вид А фиг.II;

Фиг.IV - вид А фиг.II (вариант);

Фиг.V - вид Б фиг.II.

Для изготовления котла вагон-цистерны с подогревательной рубашкой на первом этапе сборки с обоих концов обечайки 1 устанавливают днища 2. В верхней части котла приваривают люк-лаз 3, а в нижней - седло 4 с корпусом сливного прибора 5. После этого, крепят к котлу каркас 6 подогревательной рубашки, а к образующей поверхности седла 4 полукольца 7 или полукольца 11. При этом полукольца 7 выполнены переменного сечения по высоте, с вершиной в их средней части и установлены таким образом, что между торцами полуколец образован зазор "Н", а вертикальная плоскость, проходящая через вершины полуколец, перпендикулярна продольной оси 8 котла. А полукольца 11 выполнены в виде радиальных пластин из листового материала и установлены на конической поверхности седла сливного прибора параллельно горизонтальной плоскости.

После проведения гидравлических испытаний котла на втором этапе сборки на каркас 6 устанавливают рубашку 9, при этом между ней и поверхностью котла образуется полость, в которую закачивается пар для обогрева котла. В области седла 4 сливного прибора, рубашку 9 приваривают к полукольцам 7 или 11, не касаясь сваркой поверхности котла. В местах образования зазоров между полукольцами накладывают коробы 10, сообщая основную полость рубашки 9 котла и полость кожуха сливного прибора 5.

После этого производят опрессовку рубашки и устанавливают котел на ложементы рамы.

Технический результат от использования заявляемого изобретения “Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой” заключается в следующем:

- за счет постановки на котел каркаса рубашки и крепления полуколец на образующую поверхность седла сливного прибора до проведения гидравлических испытаний образуется возможность крепления подогревательной рубашки без контакта с поверхностью котла, что обеспечивает необходимость проведения только одних гидравлических испытаний, необходимых для проверки герметичности котла и качества сварных швов;

- выполнение полуколец переменного сечения по высоте, с вершиной в средней части и установка их таким образом, что между торцами полуколец образован зазор, а вертикальная плоскость, проходящая через вершины полуколец, перпендикулярна продольной оси котла, или выполнение их в виде радиальных пластин из листового материала и установка на конической поверхности седла сливного прибора параллельно горизонтальной плоскости обеспечивают простоту крепления рубашки к кожуху сливного прибора.

Оба вышеперечисленных мероприятия значительно сокращают временные, трудовые и материальные затраты на изготовление единицы продукции путем исключения из технологического процесса дублирующей операции.

В настоящее время по данному способу изготовлены опытные образцы, проходящие проверку на соответствие требованиям качества, предъявляемым к котлам железнодорожных цистерн с подогревательной рубашкой.

1. Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой, заключающийся в сборке котла из обечайки с днищами, люком-лазом и сливным прибором, проведении гидравлических испытаний, установке подогревательной рубашки посредством каркаса, выполненного из уголкового профиля, отличающийся тем, что каркас подогревательной рубашки устанавливают на котел, на образующей поверхности седла сливного прибора закрепляют полукольца таким образом, что между торцами полуколец образован зазор, после чего проводят гидравлические испытания, приваривают подогревательную рубашку к каркасу и полукольцам, а в местах образования зазоров между полукольцами накладывают коробы, сообщая полость рубашки котла и полость кожуха сливного прибора.

2. Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой по п. 1, отличающийся тем, что полукольца выполнены переменного сечения по высоте, с вершиной в средней части.

3. Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой по п. 2, отличающийся тем, что полукольца устанавливают таким образом, что вертикальная плоскость, проходящая через вершины полуколец, перпендикулярна продольной оси котла.

4. Способ изготовления котла цистерны с подогревательной рубашкой по п. 1, отличающийся тем, что полукольца выполнены в виде пластин из листового материала и установлены на конической поверхности седла сливного прибора параллельно горизонтальной плоскости.