Безопасная цистерна для хранения и транспортировки представляющих опасность для окружающей среды веществ

 

Изобретение используется в области транспортировки опасных грузов. В качестве цистерны могут быть использованы полуприцеп-цистерна, нефтеналивное судно, емкость 7 с опасным грузом или воздушное транспортное средство. Цистерна содержит замкнутый резервуар, устройства и отверстия для наполнения и опорожнения. В цистерну можно загружать большие количества опасного груза, прежде всего в жидкой форме, в виде топлива и перевозить его, практически не создавая угрозу загрязнения окружающей среды. Внутренняя полость 10 заполнена стеклянным войлоком 12 таким образом, что загруженный опасный груз или прочее наполнение не может вытекать и не попадает в окружающую среду. Жидкие компоненты, например углеводороды, адсорбируются и удерживаются плотной, сделанной гидрофобной решетчатой конструкцией 15, при этом к этим веществам не поступает кислород. Таким образом, цистерны защищены от взрыва и вытекания в окружающую среду. Одновременно подобная цистерна в нефтеналивных судах и воздушных транспортных средствах выполняет функцию спасательного круга, так как вода не может проникнуть во внутреннюю полость 10 цистерны. А остающиеся там керосин, или бензин, или нефть дополнительно улучшают плавучесть. 15 з.п.ф-лы, 20 ил.

Изобретение касается безопасной цистерны для хранения и транспортировки опасных для окружающей среды, в частности взрывоопасных веществ, таких как бензин, нефть, водород и прочие виды топлива, состоящей из вытянутой замкнутой цистерны, которая имеет устройства и соответственно отверстия для наполнения и опорожнения и которая смонтирована на транспортном средстве или закреплена на нем.

Подобные цистерны, и в частности, безопасные цистерны, перевозимые на транспортных средствах или в них, в принципе известны из DE-C-680737 (D1). В соответствии с законодательными Положениями Федеративной Республики Германии, существующими с 1976 г., они должны быть оборудованы предупреждающими знаками, если содержат опасные грузы. Существенной причиной является то, что опасные грузы, такие как бензин и нефть, перевозимые в этих автомобилях, в большинстве случаев как в автомобилях-цистернах, так и в безопасных автомобилях, при аварии автомобиля или при разгерметизации безопасной цистерны могут причинить значительный вред окружающей среде, прежде всего грунтовым водам. Кроме того, вытекший бензин может загореться и в определенных случаях привести даже к взрыву. Поэтому в связи со значительными количествами, которые перевозят такие автомобили-цистерны, требуются, в частности особые меры безопасности. В DE-C-680737 (D1) в качестве взрывобезопасной меры (или меры, предотвращающей взрыв) предлагается использовать наполнитель из стеклянного войлока. Стеклянный войлок размещается в ячейках, образованных проволокой. Это осложняет обслуживание и не допускается в соответствии с сегодняшними законодательными положениями, поскольку незакрепленные стеклянные волокна представляют собой опасность для работников. Автомобили-цистерны вместимостью 35000 л и более вынуждены передвигаться по улицам, которые находятся не в безупречном состоянии, или же покрытие которых неукреплено. При этом, если цистерна не заполнена на 100%, ее содержимое может придти в колебательное движение, что может значительно улучшить безопасность движения автомобиля. Известно, что для предотвращения таких колебательных движений цистерны оборудуются, в частности, так называемыми стенками-отражателями волн. Недостатком таких стенок является то, что они должны устанавливаться на очень небольшом расстоянии либо оказывают недостаточное воздействие. Кроме того, такие безопасные цистерны - если они содержат бензин и прочие углеводороды - одновременно подвержены опасности взрыва, как только вытекающий транспортируемый груз придет в соприкосновение с огнем. То же самое касается воздушного транспорта и, в особенности, танкеров, причем последние при огромных объемах перевозок могут привести к огромным экологическим катастрофам.

В основу изобретения положена задача создать безопасное оборудование для цистерн с (огне)опасными грузами, в частности также для самолетов, кораблей, автомобилей-цистерн и аналогичных транспортных средств, которое обеспечивает необходимую надежность против вытекания и взрыва перевозимого груза или же гарантирует таковую, не требуя дорогостоящего монтажа и демонтажа.

Задача в соответствии с изобретением решается за счет того, что внутренняя полость цистерны полностью или частично заполнена стеклянным войлоком, выдутым в высокотемпературной зоне, и/или покрыта слоем из него в виде оболочки, что стеклянный войлок покрыт слоем связующего средства из длинноцепного крахмала (полисахариды) и/или эпоксидной смолы и/или метилоновой смолы, отвердителя, метилполисилана и пылесвязывающего средства, а также силиконом (силиконовой смолой) и выполнен в виде нарезанной, матообразной решетчатой конструкции, согласованной с внутренней поверхностью цистерны, внутренними стенками цистерны или соответственно их частями.

У выполненной таким образом безопасной цистерны вследствие наличия решетчатого каркаса, заполнившего цистерну и имеющего форму мата, колебательное движение вообще не возникает. И более того, с заполнением опасного груза он определенным образом внедряется в решетчатую конструкцию, так что он в основном выполняет лишь те движения, которые задает автомобиль или же соответствующая цистерна, а колебательные движения возникнуть не могут. Кроме того, форма выполнения согласно изобретению имеет преимущество, состоящее в том, что при разгерметизации или аварии цистерны опасный груз не может вылиться наружу, поскольку он собственно удерживается в матообразной решетчатой конструкции. Таким образом, опасность загрязнения окружающей среды вытекающей нефтью или вытекающим бензином или какими-либо аналогичными опасными грузами, исключается. Решение согласно изобретению дает таким образом многократный эффект, который обеспечивает эксплуатационную надежность и надежность передвижения подобной цистерны, в особенности автомобиля-цистерны. Решетчатая конструкция как таковая установлена внутри цистерны таким образом, что она ее приблизительно заполняет. Ошеломляет при этом тот факт, что несмотря на заполненность состоящей из совсем тонких стеклянных волокон решетчатой конструкции, все-таки имеют место незначительные потери объема. Опасный транспортируемый груз, которым наполнена цистерна, выдавливается на месте назначения груза из решетчатой конструкции посредством сжатого воздуха или чего-либо аналогичного, так что после этого автомобиль снова находится в распоряжении для перевозки соответствующего опасного груза. Замена наполнителя, то есть решетчатой конструкции, при этом не требуется. Даже если надо будет перевозить опасный груз, не похожий на первоначально транспортировавшийся, следует лишь, используя соответствующие меры, смыть его остатки, но производить замену нет необходимости. Однако, согласно описываемой ниже форме выполнения, имеется возможность без всяких проблем произвести замену, если по каким-либо причинам в этом есть необходимость.

Для предотвращения скольжения решетчатой конструкции, установленной внутри цистерны, в соответствии с изобретением предусмотрено, что матообразная решетчатая конструкция закреплена внутри цистерны или размещена и установлена там, опираясь на спозиционированные стойки, состоящие из стержней или из жгутов стекловолокон или из стекловолокнистых стенок. Преимущество таких жгутов из стекловолокон или стекловолокнистых стенок состоит в том, что они не мешают диффундированию опасного груза, так что для перевозки таких опасных грузов в распоряжении находятся соответственно цистерны большого размера. Подразумевается, что таким образом обеспечивается возможность при необходимости превратить такую большую цистерну в секционную цистерну посредством установки промежуточных стенок.

Ранее было уже указано на то, что для опорожнения подобных безопасных цистерн может использоваться сжатый воздух. В соответствии с этим изобретение предусматривает, что внутренняя полость цистерны связана с местом подключения сжатого воздуха или инертного газа или с резервуаром для инертного газа с помощью устройств наполнения и опорожнения. Подведенный сжатый воздух выдавливает опасный груз из матообразной решетчатой конструкции до того момента, пока там не останется никаких значимых остатков. Если в цистерне перевозится опасный груз, вступающий в реакцию, например, с кислородом, то и преимущество состоит в том, что вместо сжатого воздуха используется инертный газ, для чего согласно изобретению предусмотрен соответствующий резервуар для инертного газа или по меньшей мере ввод для инертного газа. Резервуар для инертного газа может быть помещен в автомобиль, поскольку он после наполнения цистерны опасным грузом может принять инертный газ назад, чтобы затем использовать его для выгрузки опасного груза. При этом создается необходимое давление, и опасный груз загружается в цистерну под давлением. Но имеется также возможность использовать свежий инертный газ для процесса опорожнения. И, кроме того, бензиновые пары, освобождающиеся вследствие испарения бензина, могут собираться и использоваться для "выдавливания" бензина.

По возможности оптимальное наполнение цистерны для опасных грузов или же безопасной цистерны достигается тем, что стекловойлок, образующий решетчатую конструкцию, покрыт слоем из 7-10 вес.% связующего средства, состоящего из силикона и крахмала или эпоксидной смолы, и выполнен в виде плиты или тел с пространственной плотностью (объемной плотностью), равной 18-110 кг/м³, предпочтительно 40-65 кг/м³. Преимущество соответствующим образом выполненных тел состоит в том, что они могут быть надежно помещены в цистерну, и, как правило, можно обойтись без опорной конструкции. Так как решетчатая конструкция разрезана в соответствии с размерами внутренней полости цистерны, то может быть обеспечено положение, когда матообразная решетчатая конструкция заполнит всю полость такой цистерны. Имеющий соответствующее покрытие стекловойлок может впитывать опасный груз, такой как нефть и бензин, и хранить его, причем используемые компоненты связующего средства создают плотное соединение и не могут растворяться под воздействием нефти, бензина и других опасных веществ. Таким образом, гарантируется высокая аккумулирующая способность матообразной решетчатой конструкции в течение длительного периода времени, и, как уже было упомянуто, обеспечивается положение, когда и при повреждении цистерны опасный груз практически не может выйти наружу.

Высокая аккумулирующая способность обеспечивается, в частности тем, что образующий решетчатую конструкцию стекловойлок состоит из стекловолокон (мягкий стекловойлок) с диаметром волокон, равным 3-7 мкм, и что решетчатая конструкция вместе с телескопически выполненными кронштейнами и относящимися к ним основаниями вставляется во внутреннюю полость цистерны. Последняя операция предусмотрена для того, чтобы, в частности при малых пространственных плотностях, придать всей решетчатой конструкции необходимую устойчивость. При этом упомянутые кронштейны могут быть использованы одновременно для распределения подаваемого сжатого воздуха внутри цистерны, что необходимо для ускорения процесса опорожнения безопасной цистерны. Наряду с силиконом и крахмалом имеется возможность применять смеси из силиконовых смол и латекса с указанными выше компонентами в качестве связующего средства для матообразной решетчатой конструкции, причем эти материалы предпочтительным образом являются экологически приемлемыми и гарантируют описанные свойства аккумулирования, присущие матообразной решетчатой конструкции. Основания кронштейнов, прилегающие к внутренним стенкам цистерны, предусмотрены для того, чтобы облегчить установку сквозного опорного каркаса. Этот опорный каркас предотвращает при этом возникновение колебаний заполненного опасного груза, предпочтительным образом также и при движении в экстремальных условиях.

Для того чтобы облегчить размещение стеклянного войлока или соответственно стеклянных волокон в такой цистерне, стеклянный войлок, и тем самым образующие его стекловолокна, предпочтительным образом окружают, наподобие пакета, тонким стеклохолстом или полотнами стекловолокон, при этом в качестве добавки связующего средства к эпоксидной смоле или же другой смоле, обладающей одинаковым или аналогичным действием, добавляется силан. Силан действует на органические и неорганические компоненты эмульсии как катализатор. Упаковка в стеклохолст или же обвязка соответствующими полотнами расширяет область применеия подобных наполнителей для безопасной цистерны.

Там, где, например, должен перевозиться и храниться жидкий газ, можно целесообразным образом даже внутри тел из стекловолокна, устанавливаемых в цистерне, задавать различные значения объемной плотности, причем, в частности для жидкого газа предусмотрено, что внутреннюю полость цистерны заполняют по направлению снаружи во внутрь слоями решетчатой конструкции с уменьшающейся пространственной плотностью (объемной плотностью). В наружной зоне предусмотрен особенно плотный мат, который по существу затрудняет проникновение кислорода и благодаря этому обеспечивается то, что даже при аварийных ситуациях исключаются всевозможные проблемы, в результате чего жидкий газ может пребывать в жидком состоянии в течение длительного времени.

В особенности для танкеров и аналогичных судов, согласно фиг. 8, преимущество состоит в том, что внутренняя полость секций цистерны и цистерны для промышленной нефти, а также коффердамы или перегородки, выполненные в виде двойных стенок, и днище билша заполнены матообразной решетчатой конструкцией из выполненного соответствующим образом и имеющего покрытие стеклянного войлока. У выполненного таким образом судна на основании матообразной решетчатой конструкции, заполняющей отдельные цистерны и полые пространства, не может возникнуть колебательное движение жидкого содержимого, а непреднамеренный выход его может рассматриваться прежде всего как исключение, а именно, тогда, когда повреждена наружная стенка. Причина этого является заполняющее полое пространство стекловолокно и соответственно матообразная решетчатая конструкция, которая улавливает и адсорбирует нефть и аналогичные жидкие продукты и возвращает их под нагрузкой особой рабочей среды, например, сжатого воздуха. Таким образом, гарантируется ошеломляющий эффект, когда перевозимая в нефтеналивных судах нефть и аналогичные углеводороды не попадают в окружающую среду в случае повреждения нефтеналивного судна. И, наконец, ошеломляющий эффект достигается с помощью этой особой формы исполнения секционных цистерн или всего судна, когда улучшается плавучесть судов, которые даже при возникновении столкновений не могут уйти под воду, поскольку нефть, удерживаемая матообразной решетчатой конструкцией, или прочее топливо, вместе с этой решетчатой конструкцией действует как средство, удерживающее на плаву. При этом естественно повышается вес танкера или другого судна в порожнем состоянии за счет помещенного во внутрь стеклянного войлока, но в разумных пределах, причем этот недостаток компенсируется за счет того, что исключается возможность вытекания перевозимых жидких продуктов. Для загрузки и разгрузки нефтеналивных судов, а также отдельных нефтяных резервуаров на грузовых суднах предусмотрены насосные установки, то есть устройства для загрузки и выгрузки. Эти устройства для загрузки и выгрузки могут нагружаться таким образом, что они, например, при разгрузке цистерны подают в нее сжатый воздух или что-либо аналогичное для того, чтобы выдавить с другой стороны нефть или другой какой-либо продукт. Вместе с заканчиванием нефти при заполнении соответствующего резервуара одновременно выпускается содержащийся в ней сжатый воздух, в результате чего обеспечивается очень равномерное и спокойное заполнение этого нефтяного резервуара.

Для более быстрого опорожнения подобных резервуаров кронштейны выполняются предпочтительным образом в виде труб, снабженных поперечными отверстиями и соединенных с устройствами для наполнения и опорожнения. Таким образом, создается возможность целенаправленного и более быстрого опорожнения отдельных резервуаров или же одновременного опорожнения нескольких резервуаров, в зависимости от целесообразности и необходимости.

Нефтеналивные суда, которые несмотря на решетчатые маты из стекловолокон, которыми наполнены цистерны, все же теряют нефть, не могут нанести ущерб окружающей среде, если в стенке судна размещены барьерные камеры, закрытые открывающимися наружу клапанами, в которых размещены центробежное устройство и нефтяной барьер, состоящий из решетчатой конструкции, имеющей форму свернутого в рулон решетчатого стекловолокнистого мата. Эта решетчатая конструкция или же свернутые в рулон решетчатые стекловолокнистые маты могут быть снабжены оболочкой из стекловолокнистой ткани для лучшего центрифугирования материала и предотвращения его отрыва. Кроме того, тогда облегчается повторное использование нефтяных барьеров. Стекловолокнистая оболочка может пропускать нефть, в частности тогда, когда в ней на определенном расстоянии друг от друга предусмотрены выемки и отверстия.

Заполнение решетчатой конструкции ускоряется за счет того, что отдельные цистерны судна заполнены пакетами из стекловолокон, согласно фиг. 11, и что в охлаждающем кожухе, окружающем цистерну, дополнительно размещены маты из стекловолокон. В последнем случае речь идет об особом исполнении в части того, что с помощью таких танкеров можно перевозить также и жидкий газ и, в частности водород, при этом опасность выхода данного опасного груза отсутствует. Одновременно за счет заполненной решетчатой конструкции обеспечивается спокойная транспортировка, при этом нет необходимости в установке перегородок, отражающих волны. Дополнительное размещение стекловолокнистых матов в охлаждающем кожухе позволяет лучше удерживать охлаждающее средство, так что здесь можно использовать также и материал, который имеет склонность к возгоранию, таким образом, у таких цистерн и танкеров возможно также использование охлаждающих средств в широких пределах. Используемая здесь решетчатая конструкция дает, таким образом, двойной эффект, поскольку она, во-первых, способствует лучшему удерживанию охлаждающего средства и одновременно позволяет использовать более дешевые и более оптимальные охлаждающие средства.

Для транспортировки твердых опасных грузов или при перевозках опасных грузов в небольших емкостях, как, например в бочках, предусмотрено решение, согласно которому внутренняя полость емкости, согласно фиг. 12, полностью или частично заполненная опасным грузом, окружена защитным кожухом или дополнительным наружным кожухом, который состоит из решетчатой конструкции или окружает последнюю оболочкой, выполненной из листового металла, синтетического материала или стекловолокон, причем сама оболочка на стороне, соприкасающейся с опасным грузом, имеет перфорационные отверстия. Таким образом, подобная решетчатая конструкция может поглощать выпускаемый опасный материал, но полностью отсутствует опасность, что он попадет в окружающую среду. Это имеет свое преимущество, в частности при транспортировке химикатов и аналогичных жидкостей, которые при повреждении цистерны способны выйти в окружающую среду. Также и здесь длинноцепной крахмал и силиконовая смола вышеуказанного связующего средства гарантируют пребывание этих химикатов в течение продолжительного времени в связанном состоянии, так что, как уже упоминалось, они не могут непреднамеренно выйти наружу и попасть в окружающую среду. За счет установленного снаружи листового или синтетического кожуха может быть повышена устойчивость решетчатой конструкции, если последняя выполнена недостаточно устойчивой или должна быть так выполнена. Для получения соответствующей гидрофобной стекловолокнистой смеси наряду с крахмалом пригодны также и различные смолы. Имеется также возможность сделать стекловолокнистую ткань гидрофильной для целенаправленного всасывания воды, чтобы она не смогла выйти наружу. Это очень важно в случае, если должна перевозиться ставшая радиоактивной вода или аналогична жидкость и если при такой транспортировке есть опасность разгерметизации.

Там, где должны перевозиться различные вредные вещества, или где такие опасные грузы должны перевозиться в разное время в одинаковых емкостях, преимущество состоит в том, что защитный или наружный кожух имеет двойную камеру, причем камера, обращенная к опасному веществу, заполнена гидрофильной решетчатой конструкцией, а наружная камера - гидрофобной решетчатой конструкцией. В зависимости от того, что это за опасное вещество, может быть предусмотрено обратное расположение, причем в зависимости от формы выполнения можно производить замену, чтобы таким образом с помощью одного и того же защитного кожуха иметь возможность транспортировать самые разные опасные грузы, например, с помощью гидрофильной решетчатой конструкции обеспечивается ситуация, когда жидкие вредные вещества не могут попасть в окружающую среду, в то время как другие опасные вещества, проникшие во время транспортировки через воду во внешний защитный кожух, могут быть поглощены и сохранены. Таким образом, имеется в наличии надежная форма выполнения защитного кожуха, имеющая многостороннее применение, которая, к тому же, отличается относительно простой конструкцией. Аккумулирующая способность решетчатой конструкции известна или может быть рассчитана, причем всегда можно адсорбировать многократное значение веса, если, как предусмотрено в изобретении, используются соответственно тонкие и имеющие соответствующее покрытие стеклянные волокна. Там, где по каким-либо причинам недостаточна устойчивость одной подобной решетчатой конструкции, следует предусмотреть, как уже упоминалось, дополнительно к решетчатой конструкции также опорный каркас из труб или двойных плит, который имеет на концах, расположенных со стороны стенки, направляющие элементы. С помощью этих направляющих элементов интегрированный в решетчатую конструкцию опорный каркас может вставляться, например, в соответствующий резервуар в собранном виде, чтобы выполнять здесь описанную выше функцию. С таким же успехом решетчатая конструкция может вставляться таким же образом в кожух, окружающий заполненное опасным грузом пространство.

В современных пассажирских самолетах, в частности с реактивным приводом, размещают значительные количества топлива для увеличения дальности полета. Уже давно предпочтительным образом размещают все существенные топливные баки в крыльях. Так, в крыльях размещают более 2/3 необходимого топлива, в то время как в расположенной в промежутке части фюзеляжа хранится, как правило, менее чем 1/3 топлива. Для того чтобы удерживать самолет постоянно в равновесии, надо все время поддерживать равновесие между отдельными топливными баками, расположенными в крыльях. В общем и целом это довольно дорого. Для того чтобы избежать этого постоянно текущего обмена, и чтобы с другой стороны, создать более надежную конструкцию подобных воздушных транспортных средств, предусмотрен вариант, когда внутренняя полость резервуара топлива бака фюзеляжа самолета согласно фиг. 16 и 17 выполнена удлиненной как в направлении кабины пилота, так и в направлении хвостовой части, а все топливные баки, расположенные в крыльях, заполнены решетчатой конструкцией в виде матов из выполненного соответствующим образом стеклянного войлока с покрытием, который расположен с натяжением между стенками топливного бака с пространственной плотностью, равной 45-55 кг/м³. Таким образом, могут быть скомпенсированы колебательные движения, а также почти исключен непреднамеренный выход керосина, поскольку стекловойлок, заполняющий полость, или же соответствующая матообразная решетчатая конструкция улавливают керосин, поглощают его и снова освобождают его только в основном под нагрузкой, оказываемой, например, сжатым воздухом. Так, был обнаружен дополнительный ошеломляющий эффект, когда при возникновении повреждений подавляется возникновение пожара и даже взрыв, так что не следует опасаться возникновения существенного ущерба. Здесь так же, как и у других безопасных цистерн, такая взрывобезопасность (такое предотвращение взрыва) достигается за счет того, что предотвращается проникновение кислорода, а какие-то явления могут возникнуть только в краевой области. Особое преимущество для воздушных транспортных средств состоит в том, что можно отказаться от многочисленных перегородок в топливных баках, поскольку решетчатая конструкция сама по себе опирается на стенки топливного бака и так натянута с таким усилием, что исключаются ее скользящие движения. Вес стеклянного войлока, заполняющего топливные баки, увеличивает, правда, собственный вес самолета, причем этот недостаток компенсируется за счет того, что можно отказаться от многочисленных перегородок и переливных труб. Для загрузки и разгрузки баков предусмотрены обычные загрузочные и разгрузочные устройства, причем последние нагружают таким образом, что, например, при выкачивании топлива в топливный бак нагнетается сжатый воздух или аналогичное средство. В то время как при поступлении сжатого воздуха керосин выдавливается, при поступлении керосина наступает обратный процесс - происходит выдавливание сжатого воздуха. Преимущество состоит, кроме того, в том, что уже при наполнении керосина или прочих видов топлива за счет решетчатой конструкции происходит уравновешивание, в результате чего нет необходимости в постоянном обмене содержимого между отдельными топливными баками. К тому же, предпочтительным образом, образуется значительно большее пространство для хранения топлива в зоне фюзеляжа, поэтому отпадает необходимость в дорогостоящей компенсации давления и веса между отдельными крыльями, о которой уже шла речь выше.

Ранее уже упоминалось, что суда более не подвергаются такой сильной опасности, поскольку заполненный стекловолокнистый материал прочно удерживает нефть и прочие виды топлива и, таким образом, способствует повышению плавучести. Также и самолеты могут достичь улучшения плавучести за счет того, что вся стенка судна или окружающая кабину стенка будет заполнена решетчатой конструкцией из стеклянных волокон с нанесенным слоем гидрофобизованного связующего, при этом эти зоны заполняют соответствующим материалом, повышающим грузоподъемность, например, керосином.

Для осуществления более быстрого обмена между керосином или топливом, а также для более быстрого заполнения и опорожнения предусмотрено разделение внутренней полости резервуара двойными плитами, опирающимися на стенки топливного бака и снабженными выпускными отверстиями, а также связанными с системой внутреннего снабжения сжатым воздухом или инертным газом. Таким образом, с нескольких мест одновременно может нагнетаться сжатый воздух или инертный газ, так что процесс разгрузки и соответственно подачи к силовым агрегатам может быть ускорен.

Изобретение отличается, в частности тем, что создана безопасная цистерна для самолетов, судов, резервуаров для перевозки опасных грузов, а также для автомобилей-цистерн, которая обладает значительными преимуществами в части надежности, при этом эти преимущества, в частности усматриваются в том, что имеется возможность равномерного наполнения и опорожнения отдельных резервуаров. Благодаря наличию в резервуарах решетчатой конструкции из стекловолокон одновременно предоставляется возможность равномерной разгрузки резервуара - посредством соответствующего нагнетания сжатого воздуха или инертного газа в определенных местах, в результате чего не страдает равновесие, например, воздушного транспортного средства. Одновременно за счет размещения опорного каркаса в решетчатой конструкции появляется возможность ускорения процесса опорожнения топливных баков. И, кроме того, можно либо совсем отказаться от разделительных стенок, либо уменьшить их количество, в результате чего может быть компенсировано увеличение веса вследствие использования стекловолокнистой ткани. Далее преимущества усматриваются в том, что заполнение стеклянными волокнами устраняет возможность возникновения взрыва и пожара, которая является весьма актуальной для автомобилей-цистерн, судов и самолетов. Кроме того, установка решетчатой конструкции в топливных баках создает условия, когда самолет при посадке на воду, а судно - когда образовалась течь, не будут тонуть, поскольку сама решетчатая конструкция в поврежденных топливных баках способствует увеличению плавучести. Этот многократный эффект является ошеломляющим, его можно назвать технологическим скачком.

Другие подробности и преимущества предмета изобретения вытекают из последующего описания соответствующего чертежа, на котором представлен предпочтительный пример исполнения с необходимыми деталями и сами детали. На чертеже показано: на фиг. 1 - автомобиль-цистерна, вид сбоку, на фиг. 2 - автомобиль-цистерна в разрезе, на фиг. 3 - автомобиль-цистерна в разрезе с углубленной частью цистерны, на фиг. 4 - стационарная цистерна, вид сбоку, на фиг. 5 - множество пакетов из решетчатой конструкции, помещаемых в такую цистерну, на фиг. 6 - разрез через стационарную цистерну согласно фиг.4 и множество стеклянных волокон в разрезе, на фиг. 7 - другая стационарная цистерна в разрезе, на фиг. 8 - нефтеналивное судно, вид сбоку, на фиг. 9 - нефтеналивное судно в разрезе,
на фиг. 10 - множество стеклянных волокон в разрезе,
на фиг. 11 - танкер, предусмотренный для транспортировки водорода, в перспективном изображении,
на фиг. 12 - емкость для опасных грузов в перспективном изображении,
на фиг. 13 - пакет из стекловолокон, вставляемый в стенку,
на фиг. 14 - множество стекловолокон в разрезе,
на фиг. 15 - разрез через стенку камеры,
на фиг. 16 - воздушное транспортное средство в перспективном изображении,
на фиг. 17 - воздушное транспортное средство, изображенное на фиг. 16, частично в разрезе,
на фиг. 18 - множество стекловолокон в разрезе,
на фиг. 19 - стекловолокна, соединенные в пакеты,
на фиг. 20 - топливный бак в разрезе с вставленными пакетами из стеклянного войлока.

На фиг. 1 изображена безопасная цистерна 1, здесь в форме автомобиля-цистерны 1, у которого кабина 2 водителя или же тягач 4 и полуприцеп-цистерна 3 соединены друг с другом посредством цапфы, закрепленной на плите седельно-сцепного устройства.

Тягач 4 имеет привод на все четыре колеса, в то время как колеса 5-6 всего полуприцепа-цистерны 3 могут вращаться только за счет соединения с тягачом 4. Такие автомобили-цистерны и соединение с полуприцепом-цистерной 3 известны.

Полуприцеп-цистерна 3 имеет резервуар 7 с большим объемом наполнения. В форме выполнения, согласно фиг. 1, объем резервуара достигает 35000 л. Позицией 8 обозначено наливное устройство, а позицией 9 - опорожняющее устройство, через которые можно оказывать влияние на содержимое резервуара.

На фиг. 2 показан разрез через подобный автомобиль-цистерну на уровне колес 5, 6, причем на фиг. 2 передан обычный автомобиль-цистерна 1, а именно с относительно высоко расположенным центром тяжести. Вся внутренняя полость 10 этого полуприцепа-цистерны 3 или соответственно резервуара 7 до внутренней стенки 11 заполнена стеклянным войлоком 12.

Этому стеклянному войлоку 12 путем специальной обработки смесью из длинноцепного крахмала и силикона придают форму матообразной решетчатой конструкции 15. Эта матообразная решетчатая конструкция 15 опирается, как наглядно показано на фиг. 2, соответственно на внутреннюю стенку 11 резервуара, так что она повторяет все движения, выполняемые резервуаром 7.

Для усиления матообразной решетчатой конструкции 15, в особенности тогда, когда решетчатая конструкция должна иметь лишь малую объемную плотность, например, 18 кг/см³ или меньше, согласно фиг. 2 предусмотрены вставки 14. Эти вставки 14 состоят из стоек 16, 17, которые снабжены опорными плитами 20 для создания надежного соединения с внутренней стенкой 11 резервуара или же для опирания на нее. Вставки из стоек 16, 17 дополняют неизображенными здесь стойками, которые проходят под прямым углом, причем опорные плиты 20 могут быть, например, выполнены таким образом, что установка всей вставки 14, включая решетчатую конструкцию 15, может происходить со стороны резервуара 7, имеющего более или менее трубообразную форму. Поэтому все содержимое, включая матообразную конструкцию 15, может при необходимости без проблем извлекаться из внутренней полости 10 резервуара и заменяться другой решетчатой конструкцией.

Для облегчения проведения процесса опорожнения в одном или нескольких местах предусмотрены подводы 18 для сжатого воздуха, через которые может подводиться во внутреннюю полость 10 сжатый воздух или инертный газ. Если запланировано применение инертного газа, то резервуары 17 для инертного газа, в частности в подвижной форме выполнения автомобиля-цистерны по фиг. 1, могут без проблем быть размещены на раме шасси. Инертный газ подается из резервуара 19 для инертного газа через подвод 18 для сжатого воздуха во внутреннюю полость 10 резервуара и во время процесса заполнения, например бензином, может быть снова откачан в резервуар 19 для инертного газа, в результате чего он снова находится в состоянии готовности для проведения нового процесса опорожнения.

Изображенный на фиг. 3 резервуар 7 отличается от резервуара по фиг. 2 тем, что он вытянут вниз до зоны осей. Это становится возможным, если используется вилкообразная форма выполнения рамы. Здесь также внутренняя полость 10 резервуара заполнена стеклянным войлоком 12 так, что получается в общем и целом взрывобезопасная и герметичная, не допускающая вытекания цистерна для жидких видов топлива.

Изображенный на фиг. 4, 5 и 6 резервуар соответствует резервуару, согласно фиг. 1, только он установлен стационарно и состоит и круглого тела 22, которое имеет с обеих сторон головную плиту 23, 24. Позициями 8 и 9 обозначены наполняющее устройство и опорожняющее устройство. Такой резервуар может служить, например, в доме емкостью для мазута. Резервуар 7 заполнен стеклянным войлоком 12 (фиг. 6). Имеется также возможность заполнять подобные резервуары стеклянным войлоком 12, соединенным в пакеты 34, 35 (фиг. 5). Стеклянные волокна 28, 29 следует соединять при этом с помощью связующих средств 30, 31, 32 таким образом (фиг. 6, правая часть), что они образуют пакеты 34, 35. Эти пакеты 34, 35 могут быть закрыты также стеклохолстом 36 для повышения устойчивости отдельного пакета 34, 35 (фиг. 5).

Затем пакеты 34, 35 вставляют, как, например представлено на фиг. 7, во внутреннюю полость резервуара и образуют комплектный наполнитель. Стенки, отражающие волны, или что-либо аналогичное, в данном случае абсолютно неприменимы, если была выбрана подвижная конструкция, изображенная на фиг. 1 и фиг. 2 и 3.

Фиг. 6 показывает на левой стороне пакет 12 из стеклянного войлока в комплекте, а на правой стороне - множество стекловолокон 28, 29, имеющих разное покрытие. Связующее средство 30 состоит в основном из эпоксидной смолы и других активных и соответственно составных смол, связующее средство 32 состоит из эпоксидной смолы и крахмала, причем в зависимости от конкретного случая доля крахмала может составлять 100%. Позицией 31 обозначено связующее средство из силикона и крахмала, причем также и в других связующих средствах 30, 32 содержится силикон, для гидрофобизации отдельных волокон.

Фиг. 7 показывает, наконец, форму выполнения, у которой пакеты 34, 35 вставлены во внутреннюю полость 10 резервуара со стеклохолстом 36 или без него. Кроме того, этот резервуар 7 имеет кожух из изолирующего материала 25, если, например, налитое в резервуар 7 транспортируемое вещество должно оставаться холодным.

На фиг. 8 изображено нефтеналивное судно 101, следующее выдуманным маршрутом, вид сбоку, причем позицией 102 обозначена его рулевая рубка, позицией 103 - его носовое пространство, а позицией 104 - его кормовое пространство. Как в судовые цистерны 105, 106, так и в отсеки для цистерн 108, 109 и его коффердам 110 и его отсеки 111 для цистерны вставлена решетчатая конструкция 15 из стекловолокон 28, 29 или 115, 116, доходящая до внутренней стенки 112. Все это наглядно изображено на фиг. 9 в разрезе, причем фиг. 10 показывает стеклянные волокна 115, которые покрыты оболочкой из различных связующих средств 30, 31, 32.

Разрез, согласно фиг. 9, дополнительно показывает, что в изображенных здесь больших помещениях, целесообразным образом, опорный каркас 118 вставляется вместе со стеклянными волокнами 115, 116. Этот опорный каркас состоит из продольных труб 119 и поперечных труб 120, причем они имеют на концах плиты 121, которые опираются на внутреннюю стенку 112 соответствующего отсека 111 цистерны. Таким образом на протяжении всего периода заполнению отсека 111 цистерны обеспечивается достаточная устойчивость, при этом это возможно также и в форме исполнения, показанной на правой стороне, причем отдельные стеклянные волокна 115, 116 увязаны в пакеты 145, 146 и могут быть установлены в отсеке 111 цистерны при поддержке волокнистых промежуточных стенок 150 или стекловолокнистых жгутов 151, 152. Так как основная зона отсеков 111 цистерн находится под ватерлинией 132, то наружная стенка 123 судна выполнена соответствующим образом устойчиво. Кроме того, предусмотрены промежуточные стенки 135, 136, которые, однако, не нуждаются в такой устойчивости. Отдельные пакеты 145, 146 из решетчатой конструкции 15 размещены в зоне самого низкого уровня судна, то есть в зоне бильша 137, для сбора пропитанной нефтью воды или жидкости. Пакеты проводят селекцию постольку, поскольку только нефть поглощается, в то время как вода остается в бильше 137. Соответственно имеется также возможность оснастить такой решетчатой конструкцией и днище в зоне машинного отсека 107, чтобы и в этой зоне не могли возникнуть никакие осложнения из-за выступившей нефти.

На фиг. 11 представлена особая форма выполнения танкера, который предусмотрен собственно для перевозки водорода. Этот водород транспортируется соответствующим образом охлажденный и в жидкой форме. Танкерное судно имеет отдельные цистерны 155, 156, 157, 158, 159, окруженные соответствующим толстым охлаждающим кожухом 160, причем как охлаждающий кожух 160, так и внутреннее пространство судовых цистерн 155-157 заполнены стекловолокнами 115, 116 или же соответствующей решетчатой конструкцией 15. Это приводит к значительным упрощениям, лучшей охлаждающей способности и прежде всего к гарантированному сохранению окружающей среды, поскольку в случае аварий не может произойти загрязнение окружающей среды, так как жидкий водород выступает не сразу и не быстро, а очень медленно, потому что кислород вследствие присутствия решетчатой конструкции 15 из стекловолокон 115, 116 может поступать к решетчатой конструкции 15 только малыми количествами.

Опасные грузы 202, согласно фиг. 12, очень часто перевозятся по дорогам или по воздуху, или на судах с соблюдением особых мер предосторожности. Особые защитные меры, согласно изобретению, возможны здесь с помощью формы выполнения, наглядно представленной на фиг. 12, причем опасный груз 202 согласно фиг. 12 окружен защитным кожухом 203. Имеется возможность установить дополнительный наружный кожух 204, причем при необходимости оба они заполнены стеклянным войлоком 12. Этот стеклянный войлок 12 в форме решетчатой конструкции образует плотный и устойчивый кожух вокруг опасного груза 202, который хранится здесь в бочках 206, 207, которые опираются на внутреннюю стенку 205 или прислонены к ней. Решетчатая конструкция 12 может быть установлена в форме предварительно собранных пакетов 34, 35, причем фиг. 13 четко показывает такой пакет 34. Этот пакет стабилизирован здесь дополнительно продольными 119 и поперечными трубами 120, которые затем дают возможность установить несущую проушину 218 для облегчения транспортировки отдельных пакетов. Позже из отдельных пакетов 34, 35 образуется защитный кожух 203, 204, причем могут быть предусмотрены присоединительные проушины и крепежные средства для соединения отдельных пакетов друг с другом.

Фиг. 12 и 15 представляют особую форму выполнения, поскольку здесь предусмотрен двойной кожух или двойная камера 214. При этом эта двойная камера 214 может быть перекрыта кожухом 211, например, из стеклохолста или из листового аналогичного материала, причем, в частности на внутренней стороне безопасной цистерны, должны быть предусмотрены отверстия для выхода вылившегося опасного груза. Имеется также возможность транспортировки эмульсий или радиоактивных жидких продуктов, которые затем могут улавливаться раздельно, так как внутренняя камера 215 заполнена гидрофильной решетчатой конструкцией 217, в то время как наружная камера 216 наполнена гидрофобной решетчатой конструкцией или решетчатой конструкцией 210, сделанной гидрофобной. В результате этого внутренняя камера 215 принимает водосодержащие продукты, в то время как наружная камера 216 - нефтесодержащие и углеводородсодержащие продукты, не давая им проникнуть в окружающую среду.

На фиг. 14 показано опять же множество стекловолокон 28, в разрезе, которые покрыты различными связующими средствами 30, 31, 32.

На фиг. 16 изображено воздушное средство 301, принадлежащее выдуманной авиакомпании ШИВО-АЙР, которая как в фюзеляже 302 между хвостовой частью 303 и кабиной 307 пилота, так и в крыльях 304 несет баки. Под крыльями 304 размещены силовые установки 305. Как в грузовом отсеке 308, так и под ним, находятся фюзеляжные баки 309, то есть под кабиной 308 пилота, в хвостовой же части 303 предусмотрены хвостовые баки 311, в крыльях размещены баки 310, вмещающие около 2/3 всего количества керосина.

На фиг. 17 четко показано, что как топливные баки 310, расположенные в крыльях, так и прочие топливные баки 309, 311, разделены на отдельные топливные баки 314, 315, 316. Эти отдельные топливные баки 314, 315, 316 заполнены соответственно решетчатой конструкцией 15, состоящей из стеклянного войлока 12, так что содержащийся в них керосин предохранен от вытекания, таким образом больше не существует опасности взрыва. Эта решетчатая конструкция 15 доходит до стенок 323, 324 бака и заполняет все остальные топливные баки 314, 315, 316.

На фиг. 18 изображены стекловолокна 29 в разрезе, которые опять же, и как уже многократно упоминалось, покрыты оболочкой из различных связующих средств 30, 31, 32.

Отдельные топливные баки 314, 315, 316 целесообразным образом, согласно фиг. 19, покрыты пакетами 34, 35 из стеклянного войлока 12 или решетчатой конструкции 15. Для предотвращения скольжения этих отдельных пакетов, которые покрыты к тому же стеклохолстом 341, на боковых стенках 344, 345 предусмотрены соединительные детали 348, 349. Представленные здесь соединительные детали 348, 349 работают по типу нажимной кнопки.

И в заключение фиг. 20 изображает такой отдельный топливный бак 314, в который вставляют отдельные пакеты 34, 35. Четко показано, то все внутреннее пространство полностью заполнено этим стеклянным войлоком 12, причем в промежутках размещены двойные плиты 326, 327, концы которых снабжены направляющими элементами, - здесь это, например, ролики - которые необходимы для задвигания интегрированной решетчатой конструкции, при необходимости с опорным каркасом. Двойные плиты 326, 327 снабжены выпускными отверстиями 329, через которые выпускается сжатый воздух или инертный газ, в результате чего ускоряется процесс опорожнения.

Формула изобретения

1. Безопасная цистерна для хранения и транспортировки представляющих опасность для окружающей среды веществ, состоящая из вытянутого в длину замкнутого резервуара (7), имеющего устройство (8, 9), и соответственно отверстия для наполнения и опорожнения, достигающие внутренней полости (10), который заполнен стеклянным войлоком (12) и смонтирован на транспортном средстве или закреплен на нем, отличающаяся тем, что стеклянный войлок (12), выдутый в высокотемпературной зоне, заполняет внутреннюю полость (10) резервуара полностью или частично и/или окружает ее в виде слоя, что стеклянный войлок (12) покрыт связующим средством (30, 31, 32), состоящим из длинноцепного крахмала (полисахариды), и/или эпоксидной смолы, и/или метилоновой смолы, отвердителя, метилполисилана и пылесвязующего средства, а также силикона (силиконовой смолы), и выполнен в виде нарезанной матообразной решетчатой конструкции (15), которая согласована по форме с внутренней полостью (10) цистерн, внутренними стенками (11) цистерны или их частями.

2. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что матообразная решетчатая конструкция (15) закреплена во внутреннем пространстве (10) цистерны или размещена и установлена там, опираясь на спозиционированные стойки (16, 17), состоящие из стержней или из жгутов (151, 152) стекловолокон или стекловолокнистых стен (150).

3. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя полость (10) цистерны через устройства (8, 9) наполнения и опорожнения соединена с подводом (18) для сжатого воздуха или инертного газа и соответственно с резервуаром (19) для инертного газа.

4. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что стеклянный войлок (12), образующий решетчатую конструкцию (15), покрыт 7 - 10 вес.% связующего средства, состоящего из силикона и крахмала или эпоксидной смолы, и выполнен в виде плит или тел с пространственной плотностью (объемной плотностью), равной 18 - 1100 кг/м³, предпочтительным образом 40 - 65 кг/м³.

5. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что стеклянный войлок (12), образующий решетчатую конструкцию (15), состоит из стеклянных волокон (мягкий стеклянный войлок) (115, 116) с диаметром волокон, равным 3 - 7 мкм, и что решетчатая конструкция вместе с телескопически выполненными стойками (16, 17) и расположенными на последних опорными плитами (20) установлена во внутреннем пространстве (10) цистерны.

6. Цистерна по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что стеклянный войлок (12) и вместе с ним образующие его стеклянные волокна (28, 29) окружены наподобие пакета тонким стеклохолстом (36) или полотнами, состоящими из стекловолокон, причем в качестве добавки связующего средства в эпоксидную смолу или другую смолу, оказывающую одинаковое или аналогичное действие, добавляют силан.

7. Цистерна по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что внутрення полость (10) цистерны заполнена по направлению снаружи во внутрь слоями решетчатой конструкции (15) с уменьшающейся пространственной плотностью (объемной плотностью).

8. Цистерна по любому из пп.1 - 7 при применении ее в нефтеналивном судне (101) в качестве отсеков (108, 109, 111) судовых цистерн и судовых цистерн (105, 106) для промышленной нефти, отличающаяся тем, что внутреннее пространство (10) отсеков (108, 109, 111) судовых цистерн и судовых цистерн (105, 106) для промышленной нефти, а также коффедрамы (110) или выполненные в виде двойных стен перегородки (135, 136) и днище бильша (137) заполнены матообразной решетчатой конструкцией (15) из выполненного соответствующим образом и имеющего покрытие стеклянного войлока (12).

9. Цистерна по п.2, отличающаяся тем, что стойки (16, 17) выполнены в виде труб (119, 120), снабжены поперечными отверстиями и связаны с устройствами (8, 9) наполнения и опорожнения.

10. Цистерна по п.8, отличающаяся тем, что в стенке (123) нефтеналивного судна расположены барьерные камеры, закрытые посредством открывающихся наружу клапанов, в которых размещено центробежное устройство и нефтяной барьер, состоящий из решетчатой конструкции (15), имеющей форму скрученного в рулон стекловолокнистого мата.

11. Цистерна по п.8, отличающаяся тем, что отсеки (108, 109, 111) судовых цистерн и судовые цистерны (105, 106) для промышленной нефти, главным образом отдельные судовые цистерны (155, 156б, 157б, 158б, 159), заполнены пакетами (145, 146) из стекловолокна (115, 116) и тем, что в охлаждающем кожухе (160), окружающем судовые цистерны, дополнительно размещены маты из стекловолокон (115, 116).

12. Цистерна по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что внутреннее пространство (10) резервуара (1), заполненное полностью или частично опасным грузом (202), окружено защитным кожухом (203) или дополнительным наружным кожухом (204), который состоит из решетчатой конструкции (15) или содержит последнюю, окруженную кожухом, выполненным из листового металла, синтетического материала или стекловолокон, причем кожух (211) имеет на стороне, обращенной к опасному грузу, перфорации.

13. Цистерна по п.12, отличающаяся тем, что защитный или наружный кожух (203, 204) имеет двойную камеру (214), причем камера (215), обращенная к опасному грузу (202), заполнена сделанной гидрофильной решеткой конструкцией (217), а наружная камера (216) наполнена сделанной гидрофобной решетчатой конструкцией (210).

14. Цистерна по любому из пп.1 - 7 при применении ее в качестве топливного бака фюзеляжа самолета и/или топливного бака, расположенного в каждом крыле, отличающаяся тем, что внутреннее пространство (10) топливного бака (309) фюзеляжа, а также топливные баки (3, 10), расположенные в крыльях, заполнены матообразной решетчатой конструкций (15) из выполненного соответствующим образом и имеющего покрытие стеклянного войлока (12), который в натянутом состоянии размещен между стенками (323, 324) топливных баков с объемной плотностью 45 - 55 кг/м³.

15. Цистерна по п.8 или 14, отличающаяся тем, что вся стенка (123) судна или стенка, окружающая кабину (305) пилота, заполнена решетчатой конструкцией (15) из стекловолокон (28, 29), покрытой высокогидрофобизованным связующим средством (30 - 32).

16. Цистерна по п.14, отличающаяся тем, что внутреннее пространство (10) разделено двойными плитами (326, 327), которые расположены, опираясь на стенки (323, 324) топливных баков, и снабжены отверстиями (329) для выпуска и связаны с системой снабжения сжатым воздухом или инертным газом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20