Контейнер-цистерна для хранения и транспортировки жидкостей

 

Использование: изобретение относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей железнодорожным, автомобильным или морским транспортом. Сущность изобретения: для повышения эксплуатационной надежности и удобства эксплуатации в стенке цилиндрической части емкости со стороны каждого днища выполнен кольцевой паз для крепления в нем опорного кольца, каждое из которых имеет выполненный по наружной его поверхности паз с коническими поверхностями. В каждом бандажном кольце по его внутренней поверхности выполнен кольцевой выступ с цилиндрическим центральным и коническими боковыми участками. Бандажные кольца установлены в кольцевом пазу опорного кольца. При этом цилиндрическая часть емкости и опорные кольца могут быть выполнены из одного и того же композиционного материала и полимерного связующего. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей и может быть использовано в железнодорожном, автомобильном и морском транспорте.

Емкость, используемая в качестве контейнера, должна быть оснащена рамой с грузозахватными элементами, габариты которой строго регламентированы международным стандартами, что связано с габаритами транспортных средств, необходимостью штабелирования при погрузке на речном и морском транспорте.

Рама воспринимает нагрузки при подъеме, опускании и штабелировании емкости. От того, как скреплены рама с емкостью, насколько углы креплений позволяют размерам емкости приблизиться к размерам рамы, зависит величина полезного объема емкости, а, следовательно, и эксплуатационные возможности контейнера-цистерны.

Известен контейнер для текучих веществ, содержащий цилиндрическую емкость, соединенную торцами с рамами, оснащенными грузозахватными элементами, посредством седловых вставок. Последние соединены с емкостью через опорные кольца и ребра жесткости, скрепленные между собой с помощью болтов, а с емкостью и седловыми вставками сварными швами а.с. СССР N 1011043, кл. B 65 D 88/12, 1979).

Известен также контейнер-цистерна, содержащий цилиндрическую емкость, соединенную с рамой посредством седловых вставок, при этом последние соединены с емкостью с помощью бандажных колец, опертых на приваренные к емкости опорные кольца. Бандажные кольца выполнены из двух секций, скрепленных друг с другом стяжными винтами. Для фиксации положения бандажных колец и с целью предотвращения их смещения в осевом направлении использованы накладные элементы, размещенные по обеим сторонам бандажных колец и приваренные к емкости (заявка Великобритании N 2083445, кл. B 65 D 88/12, 1980).

Недостатком узлов креплений рамы к емкости в известных конструкциях контейнеров-цистерны является их большая строительная высота из-за использования на поверхности емкости большого числа деталей для перехода от рамы к емкости, следствием чего являются уменьшенные габариты емкости и ее сниженный полезный объем. А это, в свою очередь, ограничивает эксплуатационные возможности всей конструкции.

Кроме того, известные узлы конструктивно сложны и предрасположены к повышенной концентрации напряжений из-за избытка сварных швов, что снижает эксплуатационную надежность всей конструкции.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является контейнер-цистерна по вышеуказанной заявке Великобритании N 20843335.

Основной задачей разработки и целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения полезного объема контейнера-цистерны и повышение эксплуатационной надежности конструкции. Поставленная задача и указанная цель изобретения достигаются за счет образования для бандажного кольца замкового кольцевого гнезда заданного профиля в опорном кольце, выполненном за одно целое со стенкой цилиндрической емкости. Достижение цели изобретения и решение поставленной задачи возможно при использовании в качестве конструкционных материалов армированных волокнистым наполнителем композиционных материалов. Однако, использованием этих материалов возможности изобретения не ограничиваются.

Для решения указанной задачи в контейнере-цистерне, содержащем цилиндрическую емкость с днищами и опорными кольцами на ее цилиндрической части, размещенные на опорных кольцах разъемные, скрепленные болтами бандажные кольца и раму с угловыми седловыми вставками, жестко скрепленную с разъемными бандажными кольцами, каждое бандажное кольцо со стороны цилиндрической емкости снабжено кольцевым выступом с центральной цилиндрической и боковыми коническими поверхностями, а каждое опорное кольцо его цилиндрической емкости выполнено с кольцевым коническим пазом с ответными боковым поверхностям выступов бандажных колец коническими поверхностями, при этом опорные кольца размещены в пазах опорных колец с сопряжением по коническим поверхностям и с образованием кольцевых зазоров между цилиндрическими поверхностями их выступов и основаниями пазов опорных колец, причем цилиндрическая емкость и ее опорные кольца выполнены из композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего.

Отличительными особенностями предлагаемого технического решения является следующие признаки: снабжение каждого бандажного кольца со стороны цилиндрической емкости кольцевым выступом, с центральной цилиндрической и боковыми коническими поверхностями, выполнение каждого опорного кольца с кольцевым коническим пазом, с коническими поверхностями, ответными боковым поверхностям выступов бандажных колец, размещение опорных колец в стенке емкости и составление с нею одного целого, размещение бандажных колец в пазах опорных колец, с сопряжением по коническим поверхностям и с образованием кольцевых зазоров между цилиндрическими поверхностями выступов бандажных колец и основаниями пазов опорных колец,
выполнение цилиндрической емкости и ее опорных колец из композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего.

Указанные отличительные особенности контейнера-цистерны являются существенными признаками, так как каждый из них в отдельности и все вместе направлены на решение поставленной задачи и достижение нового положительного эффекта в соответствии с целью изобретения.

Так, например, исключение размещения опорных колец в стенке емкости не позволит снизить строительную высоту узла крепления и увеличить полезный объем емкости, а исключение кольцевых выступов на бандажных кольцах и ответных им пазов на опорных кольцах сделает невозможным достижение цели повышение эксплуатационной надежности закрепления бандажных колец в осевом направлении, что при смещении колец может вызвать перекос емкости при транспортировке.

Наличие новых существенных признаков, отличающих предлагаемое техническое решение от прототипа, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

Единая совокупность существенных признаков с общими известными позволяет достичь новый положительный эффект и характеризует предлагаемое техническое решение существенными отличиями, является результатом научно-исследовательской работы и творческого вклада, не является проектировочным решением на основе известных стандартов.

Указанные существенные отличия неизвестны в данной области техники, что позволяет сделать вывод о соответствии нового технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен контейнер-цистерна, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Контейнер-цистерна для текучих жидкостей содержит цилиндрическую емкость 1 с днищами 2 и 3, раму 4 нормированных размеров с грузозахватными элементами 5 для подъема и штабелирования, восемь угловых седловых вставок 6 и два бандажных кольца 7, связывающих емкость 1 с рамой 4. Вблизи от днищ 2 и 3 в стенке цилиндрической емкости 1 имеются опорные кольца 8 (фиг. 2), каждое из которых имеет кольцевой конический паз 9 с коническими поверхностями 10 и 11.

Каждое бандажное кольцо 7 имеет кольцевой выступ 12 с центральной цилиндрической 13 и боковыми коническими 14 и 15 поверхностями. При этом конические поверхности 10 и 11 кольцевого конического паза 9 опорного кольца 8 являются ответными боковым поверхностям 14 и 15 бандажного кольца.

Бандажные кольца 7 размещены в пазах 9 опорных колец 8 с сопряжением по их коническим поверхностям. С переходом конических боковых поверхностей 14 и 15 бандажного кольца 7 в цилиндрическую 13 сопряжение между обоими кольцами 7 и 8 прерывается с образованием кольцевого зазора 16.

Опорные кольца 8 составляют с цилиндрической емкостью 1 одно целое. Их выполняют из композиционного материала методов намотки волокнистого армирующего материала, например, стекло- или углеволокна, пропитанного эпоксидным или фенолформальдегидным связующим.

Бандажные кольца 7 и рама 4 с угловыми седловыми вставками 6 выполнены из металла (сталь). Бандажные кольца 7 состоят из 2-х секций, скрепленных болтами 17, чем обеспечивается быстрота и удобство монтажа и демонтажа. Форма выступа 12 на бандажных кольцах 7 обеспечивает не только большую площадь контактирования с пазами 9 опорных колец, но и создает пружинящий эффект при вдавливании боковых конических поверхностей 14 и 15 в тело опорных колец 8, чем обеспечивается надежность соединения.

Наличие цилиндрического кольцевого участка на выступе 12 бандажных колец 7 необходимо для обеспечения гарантированной посадки конических поверхностей 14 и 15 бандажных колец 7 с ответными коническими поверхностями 10 и 11 паза 9 и обеспечения при этом осевого центрирования бандажных колец.

Выполнение натурного образца в соответствии с заявляемым решением обеспечило увеличение полезного объема контейнера-цистерны на 1,8% что при объеме 20 м дало дополнительно 0,37 м или 370 л.

Натурный образец был выполнен в виде контейнера типа 1СС с внутренним диаметром цистерны 1100 мм (см. Регистр СССР. Общие положения по техническому надзору за контейнерами. Правила изготовления контейнеров. Правила допущения контейнеров к перевозке грузов и т.д. Л. Транспорт, 1984). Использование изобретения позволило увеличить внутренний диаметр до 1110, что и дало увеличение объема на 1,8% Опробирование натурного образца в условиях эксплуатации показало эффективность и целесообразность для промышленного применения. Таким образом, данное техническое решение позволяет расширить эксплуатационные возможности путем увеличения полезного объема контейнера-цистерны и повысить эксплуатационную надежность конструкции, что соответствует критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения.

Формула изобретения

1. Контейнер-цистерна для хранения и транспортировки жидкостей, включающий раму с грузозахватными узлами, установленную на раме емкость, состоящую из цилиндрической части и днищ, размещенные на цилиндрической части емкости опорные кольца с составными бандажными кольцами, части каждого из которых соединены между собой посредством болтов, и седловые вставки, жестко скрепленные с бандажными кольцами и угловыми частями рамы, отличающийся тем, что в стенке цилиндрической части емкости со стороны каждого днища выполнен кольцевой паз для крепления в нем опорного кольца, каждое опорное кольцо имеет выполненный по наружной его поверхности кольцевой паз с коническими поверхностями, а каждое бандажное кольцо по внутренней его поверхности - кольцевой выступ с цилиндрическим центральным и коническими боковыми участками, при этом каждое бандажное кольцо размещено в кольцевом пазу опорного кольца с возможностью взаимодействия по сопряженным коническим поверхностям и с образованием кольцевого зазора между поверхностями цилиндрического центрального участка выступа и коническими поверхностями кольцевого паза опорного кольца.

2. Контейнер-цистерна по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая часть емкости и опорные кольца выполнены из композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2