无夹层铁路散装水泥罐车罐体的制作方法
【专利摘要】一种无夹层铁路散装水泥罐车罐体，包括卧置罐体，卧置罐体呈分段组合结构，由中间短圆筒节、一对直角斜圆锥筒以及一对罐体封头组成；直角斜圆锥筒的上母线与中间短圆筒节的上母线水平重合，直角斜圆锥筒的下母线与中间短圆筒节的下母线之间形成有倾角；直角斜圆锥筒的内腔底部贴壁设有弧面流化床，弧面流化床具有多根并列布置的透气编织管带，透气编织管带通过进气总管与外界压缩气源相连。本设计取消了现有水泥罐车内部复杂结构，利用罐体底部的弧度、斜度布置流化床，使罐内结构简化，消除无效容积，减轻罐体自重，降低重心高，从而提高车辆载重，解决漏灰带来的系列惯性问题，且维护检修更加省时和便捷。
【专利说明】无夹层铁路散装水泥罐车罐体
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路散装水泥罐车，具体地指一种无夹层铁路散装水泥罐车罐体。
【背景技术】
[0002]铁路散装水泥罐车是用来装运水泥、并通过地面配套装卸设施实现长距离运输、自动化装卸的一种专用铁路车辆。罐体是铁路散装水泥罐车储运、装卸物料的关键组成部分。铁路散装水泥罐车不同于一般的液体罐车，由于所装载的物料水泥是一种粉状颗粒物，不同标号水泥的堆积密度较大，多在1.0?1.6吨/立方米，静态安息角为40?45° ,导致其流动性相对较差，必须依靠一定的技术手段将其卸出。通常采用的是流态化技术，因此对散装水泥罐车的罐体结构和技术参数要求较高。
[0003]一般采用流态化技术的散装水泥罐车，其罐体内均设置有流化床，水泥在流化床上与压缩空气充分混合，使其流动性大大增强，形成一种近似于流体的气固混合物，在一定风速的带动下流出卸料口。水泥流动性增强后，所需要流化床的倾角较之前述的静态安息角大大减小，在不小于8°时即可较好地流动，这在结构上更有利于减少无效容积，提高罐体的有效装载容积。
[0004]铁路散装水泥罐车在经历了多年的改进后，其罐体由最早并列的三立式结构改变为单一圆柱形卧式罐体，其改变结构的原因如下:一是因为卧式罐体本身可以传递纵向力，从而可带来底架结构的简化，减轻自重；二是卧式罐体长度易于调整，可根据需要改变装载容积。但由于圆柱形卧式罐体的底部呈纵向水平状，固体粉状物料无法通过自流卸出，因此罐体内需要设置具有一定倾角的流化床结构。如图1所示，现有铁路散装水泥罐车的罐体内部在卸料口 B、流化床C两侧采用了大量的支架D和滑坡板A，这些位于罐内两侧的滑坡板A与纵向呈倒V形布置的流化床C在罐内形成双斗结构。侧滑坡板A与水平面夹角通常不小于物料的静态安息角40?45°，流化床C与水平面角度通常为10?15°。卸料过程中物料沿两侧滑坡板A滑向中间的流化床C上方，位于流化床C上的物料在由下而上的气流作用下被流态化后，向更低处的卸料口 B处流动，在卸料口 B处进入卸料锥斗，再经局部流态化后进入气力输送管道，由气力输送管道送到地面料塔。
[0005]这种将罐体内分隔成上部有效空间和下部无效空间即为所谓夹层的结构，虽然解决了卸料问题，但随之带来了很多缺陷:首先显而易见的是降低了罐体容积的利用率，通过对几种现有铁路散装水泥罐车容积利用率的分析发现，其容积利用率均小于82% ;其次升高了车辆的重心，降低了车辆运行品质，现有铁路散装水泥罐车重心高度一般在2100?2300mm ;再者罐体内复杂结构加大了罐体加工难度，复杂的支撑结构需要在罐内完成组焊，给安全生产也带来了隐患，还大大增加了罐体自重。实践表明，罐体在运输一段时间后由于多方面原因还可能出现不同程度的局部塌陷或焊缝开裂，导致卸料性能降低。同时水泥渗漏到夹层下面，不能卸出也不易清理，长期累积造成车辆自重不断增加，使用户亏吨。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是要克服现有技术存在的缺陷，提供一种容积利用率高、自重较小、重心较低、且加工制造方便的无夹层铁路散装水泥罐车罐体。
[0007]为实现上述目的，本发明所设计的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，包括卧置罐体，其特殊之处在于:所述卧置罐体呈分段组合结构，其具有用于布置卸料口的中间短圆筒节，所述中间短圆筒节的两端分别与一对直角斜圆锥筒的大口径端相连，所述一对直角斜圆锥筒的小口径端分别与一对罐体封头相连；所述一对直角斜圆锥筒的上母线与中间短圆筒节的上母线水平重合，所述一对直角斜圆锥筒的下母线与中间短圆筒节的下母线之间形成有倾角α ;所述一对直角斜圆锥筒的内腔底部贴壁设置有弧面流化床，所述弧面流化床具有多根并列布置的透气编织管带，所述透气编织管带通过进气总管与外界压缩气源相连。
[0008]进一步地，所述倾角α<8°，最佳方案为α=9~10°。这样，可以便于流化的水泥从卸料口流出。
[0009]优选地，所述弧面流化床的两侧边缘与直角斜圆锥筒接触处的切线与水平线之间形成有夹角β。这样，可以便于罐体内水泥与弧面流化床溢出的空气混合，加快水泥的流化。
[0010]进一步地，所述夹角β =30~45°，最佳方案为β =31.7~32.9°。这样，可以使罐体内水泥与弧面流化床溢出空气充分混合，避免水泥残留。
[0011]优选地，所述透气透气编织管带的数量为12~18根，最佳方案为15根。
[0012]优选地，所述中间短圆筒节和一对直角斜圆锥筒均呈轴向剖分式不等厚结构，其中上半部分的筒壁厚度小于下半部分的筒壁厚度，上半部分和下半部分组焊为一体。这样，可以减少罐体自重，也可降低罐体重心。
[0013]优选地，所述一对直角斜圆锥筒的顶部均匀设置有四个加料装置，且其中一个加料装置兼作人孔；所述一对直角斜圆锥筒的顶部还设置有紧急排风装置。
[0014]本发明的优点在于:采用本发明所设计的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，取消了现有水泥罐车内部复杂的滑坡及支撑结构，利用罐体底部的弧度与斜度布置流化床，使得罐内结构简化，彻底消除了无效容积，容积利用率接近100%，大大减轻了罐体自重，降低了重心高，从而提高了车辆载重，解决了“夹层”漏灰带来的系列惯性问题，相对现有散装水泥罐车维护检修更加省时和便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有铁路散装水泥罐车的内部结构示意图。
[0016]图2为一种无夹层铁路散装水泥罐车罐体立体剖视结构示意图。
[0017]图3为图2中直角斜圆锥筒和中间短圆筒节的放大示意图。
[0018]图4为图2中直角斜圆锥筒的横截面放大结构示意图。
[0019]图中:卧置罐体I (其中直角斜圆锥筒1.1、中间短圆筒节1.2、罐体封头1.3)、弧面流化床2 (其中透气编织管带2.1、进气总管2.2)、加料装置3、紧急排风装置4。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0021]图1为现有铁路散装水泥罐车的内部结构示意图，其结构已在上述【背景技术】中介绍，在此不在赘述。
[0022]图2?4中所示的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，包括卧置罐体1，卧置罐体I呈分段组合结构，其具有用于布置卸料口的中间短圆筒节1.2，中间短圆筒节1.2的两端分别与一对直角斜圆锥筒1.1的大口径端焊接相连，一对直角斜圆锥筒1.1的小口径端分别与一对罐体封头1.3焊接相连；为减少卧置罐体I自重，同时降低重心高，中间短圆筒节1.2和一对直角斜圆锥筒1.1均呈轴向剖分式不等厚结构，其中上半部分的筒壁厚度小于下半部分的筒壁厚度，上半部分和下半部分组焊为一体。卧置罐体I任一位置横剖面为圆形，罐体封头1.3的纵剖面为半椭圆形。
[0023]一对直角斜圆锥筒1.1的内腔底部贴壁设置有弧面流化床2，弧面流化床2具有15根并列布置的透气编织管带2.1，透气编织管带2.1通过进气总管2.2与外界压缩气源相连。一对直角斜圆锥筒1.1的顶部均匀设置有四个加料装置3，且其中一个加料装置3兼作人孔；一对直角斜圆锥筒1.1的顶部还设置有紧急排风装置4。
[0024]优化设计时，由于取消了原有结构中的侧滑坡板，一对直角斜圆锥筒1.1的上母线与中间短圆筒节1.2的上母线水平重合，一对直角斜圆锥筒1.1的下母线与中间短圆筒节1.2的下母线之间形成有倾角α =9° ;弧面流化床2的两侧边缘与直角斜圆锥筒1.1接触处的切线与水平线之间形成有夹角β=32.9。
[0025]本发明原理是:运输前，水泥由地面站装料设施通过卧置罐体I顶部的加料装置3注入卧置罐体I，加装完成后封闭加料装置3及紧急排风装置4，进行长距离运输，到达目的地后，进行卸料作业，将加压空气注入罐内，空气从透气编织管带2.1表面均布的透气孔溢出，与水泥混合，使其流化，由卸料口流出罐体I。
[0026]应当指出的是，本发明所设计的无夹层铁路散装水泥罐车罐体同样适用于运输具有近似水泥物理属性的粉状物料，并且，上述弧面流化床2也可采用整体帆布加压条的形式替代本方案，但仍需要确保弧面流化床2宽度方向边缘和卧置罐体I接触点处的切线与水平方向夹角不小于30°。
【权利要求】
1.一种无夹层铁路散装水泥罐车罐体，包括卧置罐体(1)，其特征在于:所述卧置罐体(I)呈分段组合结构，其具有用于布置卸料口的中间短圆筒节(1.2)，所述中间短圆筒节(1.2)的两端分别与一对直角斜圆锥筒(1.1)的大口径端相连，所述一对直角斜圆锥筒(1.1)的小口径端分别与一对罐体封头(1.3)相连；所述一对直角斜圆锥筒(1.1)的上母线与中间短圆筒节(1.2)的上母线水平重合，所述一对直角斜圆锥筒(1.1)的下母线与中间短圆筒节(1.2)的下母线之间形成有倾角α ;所述一对直角斜圆锥筒(1.1)的内腔底部贴壁设置有弧面流化床(2)，所述弧面流化床(2)具有多根并列布置的透气编织管带(2.1),所述透气编织管带(2.1)通过进气总管(2.2)与外界压缩气源相连。
2.根据权利要求1所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述倾角α ≥ 8°。
3.根据权利要求1所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述倾角α =9 ~10°。
4.根据权利要求1或2或3所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述弧面流化床(2)的两侧边缘与直角斜圆锥筒(1.1)接触处的切线与水平线之间形成有夹角β。
5.根据权利要求4所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述夹角β =30 ~45°。
6.根据权利要求4所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述夹角β =31.7 ~32.9。。
7.根据权利要求1或2或3所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述透气透气编织管带(2.1)的数量为12~18根。
8.根据权利要求7所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述透气透气编织管带(2.1)的数量为15根。
9.根据权利要求1或2或3所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述中间短圆筒节(1.2)和一对直角斜圆锥筒(1.1)均呈轴向剖分式不等厚结构，其中上半部分的筒壁厚度小于下半部分的筒壁厚度，上半部分和下半部分组焊为一体。
10.根据权利要求1或2或3所述的无夹层铁路散装水泥罐车罐体，其特征在于:所述一对直角斜圆锥筒(1.1)的顶部均匀设置有四个加料装置(3)，且其中一个加料装置(3)兼作人孔；所述一对直角斜圆锥筒(1.0的顶部还设置有紧急排风装置(4)。
【文档编号】B65D88/72GK103466227SQ201310452584
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】吕长乐, 刘凤伟, 王宝磊, 杨清义, 李永莉, 王琼 申请人:南车长江车辆有限公司