Контейнер-цистерна для жидких криопродуктов

 

Изобретение относится к устройствам для транспортирования жидких криогенных продуктов, в том числе сжиженного природного газа. Задачей изобретения является уменьшение теплопритоков через силовые связи котла с контейнером за счет уменьшения количества силовых связей котла с контейнером, обеспечение компенсации температурных деформаций котла и контейнера в узлах их связи, а также более равномерное распределение внешних нагрузок на силовые связи. Контейнер-цистерна для перевозки жидких криопродуктов состоит из каркаса, теплоизоляции, цилиндрического котла, двух силовых поясов, на каждом из которых имеется по два опорных кронштейна. Опорные узлы котла содержат четыре устройства для компенсации температурных деформаций, каждое из которых выполнено в виде подвижной пары типа "ласточкин хвост", ползун которой с одной стороны через теплоизолирующую прокладку жестко связан с кронштейном, соединенным с помощью болтов с кронштейном силового пояса котла, с другой стороны жестко связан с корпусом гидроцилиндра. Устройства для компенсации температурных деформаций расположены осями своего движения (осями гидроцилиндров) в одном силовом поясе поперек оси котла, а другие устройства, расположенные во втором силовом поясе, установлены осями своего движения по диагоналям опорных полуплоскостей котла. На каркасе в районе силовых поясов установлены кронштейны с теплоизолирующими прокладками, пазы которых взаимодействуют с центрирующими выступами силовых поясов. Предлагаемая конструкция позволяет уменьшить теплоприток через силовые связи котла с каркасом за счет уменьшения количества силовых связей котла с каркасом, а также путем установки теплоизолирующих прокладок в стыках силовых поясов котла с опорными узлами каркаса, компенсировать температурные деформации практически без возрастания внутренних усилий на опорные узлы. 5 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а более конкретно к устройствам для транспортирования жидких криогенных продуктов, в том числе сжиженного природного газа (СПГ).

Транспортирование таких продуктов осуществляется в железнодорожных или автомобильных цистернах. Однако привязка перевозок только к одному виду транспорта существенно ограничивает возможности доставки жидких криогенных продуктов потребителям. Это обстоятельство определило создание контейнеров-цистерн, пригодных к перевозкам жидких грузов автомобильным, железнодорожным, водным видами транспорта.

Такие контейнеры-цистерны состоят из собственно контейнера, имеющего стандартизованные места его закрепления на транспортном средстве, и установленной внутри контейнера теплоизолированной цистерны (котла) с необходимым для ее эксплуатации сервисным оборудованием.

Известны контейнеры-цистерны с применением силовых поясов крепления котла к торцевым рамам в виде кольцеобразных седловин, например из листового проката, жестко соединенных между собой, с днищами котла и торцевыми рамами сварным соединением (см. патенты: 1237077 СССР, B 65 D 88/12, 1986; 2118148 - Великобритания, B 65 D 88/12, 1983; 4593832 США, B 65 D 88/06, 1986).

Известен контейнер-термоцистерна, содержащий термоизолированный цилиндрический котел, жестко закрепленный в несущих торцевых рамах каркаса силовыми раскосами, и кожух тепловой изоляции выпуклой формы, днища которого пересекаются в пространстве внутри каркаса с силовыми раскосами (см. патент США 4756447, B 65 D 25/00, 1988 - прототип).

Недостатком прототипа являются большие теплопритоки через силовые элементы, жестко соединяющие котел, в котором находится криогенный продукт, с силовой рамой контейнера. Это приводит к кипению и испарению криогенного продукта, к повышению давления в котле и как следствие к сокращению допустимого времени транспортирования или бездренажного хранения продукта.

Другим недостатком прототипа являются высокие внутренние нагрузки на силовые элементы конструкции, возникающие вследствие больших температурных деформаций котла при его заполнении жидким криогенным продуктом.

Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков: уменьшение теплопритоков через силовые связи котла с контейнером за счет уменьшения количества силовых связей котла с контейнером, обеспечение компенсации температурных деформаций котла и контейнера в узлах их связи, а также более равномерное распределение внешних нагрузок на силовые связи.

Поставленная задача решается за счет того, что в контейнере-цистерне для жидких криопродуктов, содержащем каркас, цилиндрический котел с двумя силовыми поясами, теплоизоляцию, каждый силовой пояс котла снабжен двумя устройствами для компенсации температурных деформаций, выполненными в виде подвижной пары типа "ласточкин хвост", одна из деталей которой с одной стороны через теплоизолирующие прокладки жестко связана с кронштейном силового пояса котла, а с другой - с корпусом гидроцилиндра, другая деталь подвижной пары жестко связана с рамой каркаса и взаимодействует с поршнем гидроцилиндра, при этом на поршне установлены два перепускных клапана, прямой и обратный, а устройства для компенсации температурных деформаций, расположенные на одном из силовых поясов, установлены осями своего движения поперек оси котла, другие устройства, расположенные во втором силовом поясе, установлены осями своего движения по диагонали опорных полуплоскостей котла; причем каркас снабжен кронштейнами с теплоизолирующими прокладками, пазы которых взаимодействуют с центрирующими выступами силовых поясов.

На фиг. 1 изображен общий вид контейнера-цистерны для перевозки жидких криопродуктов; на фиг.2 (вид по стрелке А на фиг.1) и фиг.3 (вид по стрелке Б на фиг.1) изображены опорные узлы котла на силовой раме контейнера; на фиг. 4 (вид по стрелке Г на фиг.2) показан гидроцилиндр узла компенсации температурных деформаций; на фиг.5 (вид по стрелке В на фиг.1) показана схема ориентации осей движения устройств для компенсации температурных деформаций.

Контейнер-цистерна для перевозки жидких криопродуктов состоит из каркаса 1, теплоизоляции 2, цилиндрического котла 3, двух силовых поясов 4, на каждом из которых имеется по два кронштейна 5, четырех устройств для компенсации температурных деформаций 6, которые через кронштейны 7 с помощью болтов 8 соединяются с кронштейнами 5 котла, а через опоры 9 с силовой рамой контейнера.

Устройство для компенсации температурных деформаций 6 выполнено в виде подвижной пары типа "ласточкин хвост", ползун которой 10 с одной стороны через теплоизолирующую прокладку 11 жестко связан с кронштейном 7, соединенным с помощью болтов 8 с кронштейном 5 силового пояса котла, с другой стороны жестко связан с корпусом гидроцилиндра 12, а корпус 13 подвижной пары с одной стороны жестко связан с опорой 9, закрепленной на раме каркаса, с другой - взаимодействует через регулируемые упоры 14 со штоком 15 поршня 16 гидроцилиндра.

На поршне 15 установлены два перепускных клапана 17 - прямой и обратный.

Устройства для компенсации температурных деформаций 6 расположены осями своего движения (осями гидроцилиндров) в одном силовом поясе поперек оси котла, а другие устройства 6, расположенные во втором силовом поясе, установлены осями своего движения по диагоналям опорных полуплоскостей котла.

На каркасе 1 в районе силовых поясов 4 установлены кронштейны 18 с теплоизолирующими прокладками 19, пазы которых взаимодействуют с центрирующими выступами 20 силовых поясов.

Предлагаемая конструкция обладает следующими преимуществами: а) уменьшается теплоприток через силовые связи котла с каркасом за счет уменьшения количества силовых связей котла с каркасом по сравнению с прототипом с 8 (силовые раскосы) до 6 (4 опоры + 2 центрирующих выступа), а также за счет установки теплоизолирующих прокладок в стыках силовых поясов котла с опорными узлами каркаса; б) введение в конструкцию силовых опор подвижных пар и расположение их по предложенной схеме позволяет компенсировать температурные деформации практически без возрастания внутренних усилий на опорные узлы; в) включение в подвижные пары в качестве промежуточного звена гидроцилиндров с перепускными клапанами позволяет опорным узлам избирательно воспринимать нагрузки: при действии плавно нарастающих усилий, вызванных температурными деформациями "сбрасывать" (компенсировать) нагрузки путем смещения подвижных деталей за счет перетекания жидкости из одной полости гидроцилиндра в другую, а при действии быстро меняющихся знакопеременных динамических нагрузок воспринимать нагрузки во всех направлениях как жесткие неподвижные узлы, так как жидкость в гидроцилиндрах не успевает перетекать из полости в полость, при этом достигается максимально возможная равномерность распределения внешних нагрузок по опорным узлам. Таким образом, предлагаемая конструкция опорных узлов отвечает противоречивым требованиям: позволяет силовым связям быть подвижными, т.е. проскальзывать в направлении температурных деформаций (например, при заправке, когда происходит захолаживание котла), и становиться неподвижными, "схватываться" при действии динамических нагрузок во время транспортирования.

Формула изобретения

Контейнер-цистерна для жидких криопродуктов, содержащий каркас, цилиндрический котел с двумя силовыми поясами, теплоизоляцию, отличающийся тем, что каждый силовой пояс снабжен двумя устройствами для компенсации температурных деформаций, выполненными в виде подвижной пары типа "ласточкин хвост", одна из деталей которой с одной стороны через теплоизолирующие прокладки жестко связана с кронштейном силового пояса котла, а с другой - с корпусом гидроцилиндра, другая деталь подвижной пары жестко связана с рамой каркаса и взаимодействует с поршнем гидроцилиндра, при этом на поршне установлены два перепускных клапана - прямой и обратный, а устройства для компенсации температурных деформаций, расположенные на одном из силовых поясов, установлены осями своего движения поперек оси котла, другие устройства, расположенные во втором силовом поясе, установлены осями своего движения по диагоналям опорных полуплоскостей котла, причем каркас снабжен кронштейнами с теплоизолирующими прокладками, пазы которых взаимодействуют с центрирующими выступами силовых поясов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5