Сейсмостойкий резервуар

Изобретение относится к области строительства резервуаров для хранения жидкостей в сейсмически опасных районах. Сейсмостойкий резервуар выполнен из стеклопластика. Он содержит горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею днищ, люка-лаза, приборного люка-камеры, патрубков для сливной, наливной, заборной и переливной труб и воздушного патрубка. Корпус снабжен системой гасителей его колебаний. Система состоит из размещенных внутри и снаружи корпуса кольцевых, продольных, и поперечных гасителей. Боковые ступенчатые и центральный гасители образованы наружными кольцевыми шпангоутами, совмещенными с обечайкой. Продольные гасители образованы наружными профилированными стрингерами. Дополнительные гасители образованы ложементами со стягивающими их и фиксирующими положение корпуса хомутами. Поперечные гасители выполнены в виде отбойных пластин, расположенных внутри обечайки дискретно в шахматном порядке выше и ниже продольной оси обечайки. Корпус имеет капсулоподобное покрытие из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%, например, полиуретановой композиции, скрепленное с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью. Заявленный резервуар пригоден для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой. Изобретение позволяет повысить сейсмостойкость, эксплуатационную надежность и ремонтопригодность конструкции резервуара. 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области строительства, касается резервуара с горизонтальным цилиндрическим корпусом, предназначенного для хранения жидкостей, в том числе питьевой воды, и может быть использовано при разработках резервуаров для сейсмически активных районов.

Уровень техники

Известен резервуар для хранения жидкости, в том числе питьевой воды, выполненный из композиционных материалов, пригодный как для наземной установки, так и для установки «в грунт» с обваловкой (RU 2331739 С2, МПК Е03В 11/00, опубл. 20.08.2008, Бюл. №23).

Известный резервуар не пригоден для использования в сейсмически активных районах ввиду неустойчивости его вертикальной конструкции и отсутствия в ней средств гашения колебаний корпуса при сейсмическом воздействии.

Известен сейсмостойкий резервуар, установленный на опоре, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею выпуклых днищ, люков и сливоналивных приспособлений; корпус оснащен системой гасителей его колебаний от воздействия на него содержимого при сейсмических нагрузках, включающей размещенные внутри него поперечные гасители, расположенные в его обечайке дискретно относительно друг друга и прикрепленные к обечайке по ее контуру (SU 1209807, МПК Е04Н 7/16, опубл. 07.02.86, Бюл. №5).

В известном резервуаре в качестве гасителей колебаний корпуса от ударной волны использованы поперечные перегородки, выполненные по форме поперечного сечения обечайки, скрепленные с нею по всему контуру, за исключением отверстий в верхней и нижней частях, предназначенных для пропуска воздуха и жидкости соответственно. Перегородки делят резервуар на отсеки.

При подземных толчках гашение ударной волны жидкости о корпус в известном резервуаре происходит в каждом отсеке отдельно; волна не успевает растратить свою силу в пределах одного отсека и в виде произвольно повторяющихся откатов и накатов работает на разрушение корпуса, в особенности, при встрече взаимоусиливающих друг друга отката в одном отсеке и наката в другом.

Известный резервуар выполнен из металла и подвержен коррозии, имеет многочисленные сварные соединения, являющиеся концентраторами напряжений, формирующими зоны разрушения при нагрузках сейсмического воздействия. Он не удобен в эксплуатации и при ремонте, так как доступ в его отсеки не предусмотрен.

Известен металлический резервуар, установленный на опоре, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки и полусферических днищ, поперечных гасителей колебаний корпуса в виде гибких перфорированных поперечных перегородок, размещенных в обечайке и скрепленных с нею по всему ее контуру, люков и сливоналивных приспособлений (US 2724597, нац. кл. 280/5, опубл. 22.11.1955).

Известный резервуар предназначен для транспортирования жидкости и рассчитан на противодействие продольному гидроудару при резком торможении или ускорении движения транспортного средства. Каждая гибкая поперечная перегородка его корпуса имеет толщину меньше, а диаметр больше соответствующих толщины и диаметра обечайки и скреплена с обечайкой с образованием выпуклости, направленной в сторону одного (для всех перегородок) днища, откуда, по предположению авторов, должен появиться гидроудар. Такая конструкция непригодна для восприятия сейсмического воздействия с его непредсказуемостью направления гидроудара. Как и в предыдущем источнике, перегородки делят этот резервуар на отсеки, что неизбежно приведет к вышеописанным последствиям при продольном гидроударе. Резервуар недоступен для ремонта без демонтажа.

Известны другие конструкции металлических резервуаров с горизонтальными цилиндрическими корпусами, оснащенные гасителями колебаний корпуса, описанные в следующих источниках по классу МПК В65D 88/12: SU 629131, опубл. 25.10.78. Бюл. №39; SU 929500, опубл. 23.05.82. Бюл. №19; SU 981121, опубл. 15.12.82. Бюл. №46; SU 1211168, опубл. 15.02.86. Бюл. №6; SU 1413037, опубл. 30.07.88. Бюл. №28; SU 1451075, опубл. 15.01.89. Бюл. №2; SU 1599272, опубл. 15.10.90. Бюл. №38.

Все перечисленные известные резервуары предназначены для транспортировки жидкостей. Они рассчитаны на гидроудары предсказуемой силы и направления и не пригодны для использования в сейсмически активных районах.

Резервуар по авторскому свидетельству SU 1209807 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Раскрытие изобретения

Техническая задача, которая ставилась при создании изобретения, заключалась в разработке сейсмостойкого резервуара для жидкости, в том числе для питьевой воды, легкого по весу, не подверженного коррозии, несложного в эксплуатации, выдерживающего сейсмическое воздействие силой до девяти баллов.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении сейсмостойкости, эксплуатационной надежности и ремонтопригодности конструкции резервуара.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата в сейсмостойком резервуаре, содержащем размещенный на опоре горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею выпуклых днищ, системы гасителей колебаний корпуса от воздействия на него содержимого при сейсмических нагрузках, включающей размещенные внутри него поперечные гасители, расположенные в обечайке дискретно относительно друг друга и скрепленные с нею, люков и сливо-наливных приспособлений, согласно изобретению вышеуказанная система гасителей колебаний снабжена размещенными снаружи корпуса кольцевыми, основными и дополнительными, и продольными гасителями, при этом основные кольцевые и продольные гасители выполнены в виде элементов жесткости, расположены на обечайке и совмещены с нею, а дополнительные кольцевые гасители образованы опорой, снабженной фиксаторами положения корпуса на ней, размещенные внутри корпуса поперечные гасители выполнены в виде отбойных пластин, расположенных выше и/или ниже продольной оси обечайки, скрепленных с последней посредством фиксации их боковых сторон профилированными ребрами жесткости, корпус изнутри и/или снаружи снабжен сплошным капсулоподобным покрытием из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%, скрепленным с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью, при этом корпус выполнен из слоистого композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего. В частных случаях исполнения изобретения основные кольцевые гасители системы включают два боковых гасителя, каждый с односторонней, нисходящей к внутреннему диаметру ступенчатостью, размещенные их нисходящими ступенями навстречу друг другу на противоположных концах обечайки с примыканием к ее торцам, и один центральный гаситель, охватывающий обечайку посередине; в качестве упомянутых кольцевых гасителей использованы кольцевые шпангоуты, составляющие с обечайкой корпуса одно целое; продольные гасители системы включают, по меньшей мере, восемь гасителей, размещенных по верху и/или низу обечайки по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя; продольные гасители системы включают восемь гасителей, размещенных по верху обечайки по четыре с каждой стороны от центрального кольцевого гасителя, при этом два из каждых четырех размещены между боковым и центральным кольцевыми гасителями, а остальные - на боковом кольцевом гасителе; продольные гасители системы включают шестнадцать гасителей, размещенных по восемь по верху и низу обечайки; в качестве продольных гасителей системы использованы профилированные стрингеры, каждый из которых приформован к обечайке; в качестве дополнительных кольцевых гасителей использованы ложементы как опоры для корпуса, с хомутами как фиксаторами положения корпуса на них; корпус размещен на трех ложементах с опорой на них его центральным и боковыми кольцевыми гасителями; корпус размещен на четырех ложементах с опорой на них его боковыми кольцевыми гасителями и обечайкой; отбойные пластины расположены в обечайке в шахматном порядке; в качестве волокнистого армирующего материала корпуса использованы по отдельности или в комбинации друг с другом полимерные, стеклянные, базальтовые или угольные волокна, нити, жгуты, пряди, ленты, ткани, холсты или маты; в качестве полимерного связующего материала корпуса использовано связующее на основе полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной или полиуретановой смолы или их комбинации; обечайка корпуса выполнена из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днища - из формованных слоев полиэфирного стеклопластика; кольцевые шпангоуты и профилированные стрингеры гасителей колебаний выполнены из материала корпуса или иного композиционного материала; каждое днище корпуса скреплено с обечайкой через слой упругоподатливого материала болтовым соединением, приформовано, уплотнено и загерметизировано; толщина капсулоподобного покрытия из упругоподатливого материала составляет 10-20% от толщины обечайки; в качестве упругоподатливого материала покрытия использована полиуретановая композиция; люки корпуса включают люк-лаз и приборный люк-камеру; сливоналивные приспособления включают патрубки с фланцами под наливную, сливную, переливную и заборную трубы и воздушный патрубок, при этом патрубок под переливную трубу закреплен на обечайке, переливная труба закреплена на отбойной пластине, патрубки под наливную и заборную трубы - на днищах корпуса, патрубок под сливную трубу - на обечайке снизу, а воздушный патрубок - на обечайке сверху; отбойные пластины, люки и патрубки с фланцами, каждые в отдельности, подкреплены клиновидными ребрами жесткости, которые расположены перпендикулярно к ним и заформованы; корпус изнутри снабжен лестницей, закрепленной на обечайке и люке-лазе; резервуар пригоден для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой.

Отличительными признаками заявленного сейсмостойкого резервуара являются следующие:

а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:

- снабжение системы гасителей колебаний корпуса размещенными снаружи корпуса кольцевыми, основными и дополнительными, и продольными гасителями,

- выполнение основных кольцевых и продольных гасителей в виде элементов жесткости,

- расположение их на обечайке и совмещение с нею,

- образование дополнительных кольцевых гасителей опорой и фиксаторами положения корпуса на ней,

- выполнение размещенных внутри корпуса поперечных гасителей в виде отбойных пластин,

- расположение отбойных пластин выше и/или ниже продольной оси обечайки,

- скрепление упомянутых пластин с обечайкой посредством фиксации их боковых сторон профилированными ребрами жесткости,

- снабжение корпуса изнутри и/или снаружи сплошным капсулоподобным покрытием из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%,

- скрепление материала покрытия с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью,

- выполнение корпуса из слоистого композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего;

б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:

- состав основных кольцевых гасителей, включающих два боковых гасителя и один центральный,

- выполнение каждого бокового гасителя с односторонней, нисходящей к внутреннему диаметру ступенчатостью,

- размещение боковых гасителей нисходящими ступенями навстречу друг другу на противоположных концах обечайки с примыканием к ее торцам,

- размещение центрального гасителя на обечайке с охватом обечайки посередине;

- использование кольцевых шпангоутов, составляющих с обечайкой корпуса одно целое, в качестве основных кольцевых гасителей,

- состав продольных гасителей, включающий, по меньшей мере, восемь гасителей,

- размещение упомянутых, по меньшей мере, восьми гасителей по верху и/или низу обечайки по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя,

- состав продольных гасителей, включающий восемь гасителей, размещенных по верху обечайки по четыре с каждой стороны от центрального кольцевого гасителя так, что два из каждых четырех размещены на обечайке между боковым и центральным кольцевыми гасителями, а остальные - на боковом кольцевом гасителе,

- состав продольных гасителей, включающий шестнадцать гасителей, размещенных по восемь по верху и низу обечайки,

- использование в качестве продольных гасителей профилированных стрингеров, каждый из которых приформован к обечайке,

- использование в качестве дополнительных кольцевых гасителей ложементов, как опор для корпуса, с хомутами как фиксаторами положения корпуса на них,

- размещение корпуса на трех ложементах с опорой на них его центральным и боковыми кольцевыми гасителями,

- размещение корпуса на четырех ложементах с опорой на них его боковыми кольцевыми гасителями и обечайкой,

- расположение отбойных пластин в обечайке в шахматном порядке,

- использование в качестве волокнистого армирующего материала корпуса по отдельности или в комбинации друг с другом полимерных, стеклянных, базальтовых или угольных волокон, нитей, жгутов, прядей, лент, тканей, холстов или матов,

- использование связующего на основе полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной или полиуретановой смолы или их комбинации в качестве полимерного связующего материала корпуса,

- выполнение обечайки корпуса из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днищ - из формованных слоев полиэфирного стеклопластика,

- выполнение кольцевых шпангоутов и профилированных стрингеров из материала корпуса или иного композиционного материала,

- скрепление каждого днища корпуса с обечайкой через слой упругоподатливого материала болтовым соединением с последующей приформовкой, уплотнением и герметизацией,

- толщина покрытия из упругоподатливого материала, составляющая 10-20% от толщины обечайки,

- использование в качестве упругоподатливого материала покрытия полиуретановой композиции,

- состав люков корпуса, включающий люк-лаз и приборный люк-камеру,

- состав сливоналивных приспособлений, включающий патрубки с фланцами под наливную, сливную, переливную и заборную трубы и воздушный патрубок,

- закрепление патрубка под переливную трубу на обечайке, переливной трубы - на отбойной пластине, патрубков под наливную и заборную трубы - на днищах корпуса, патрубка под сливную трубу - на обечайке снизу, а воздушного патрубка - на обечайке сверху,

- подкрепление отбойных пластин, люков и патрубков с фланцами, каждых в отдельности, клиновидными ребрами жесткости, которые расположены перпендикулярно к ним и заформованы,

- снабжение корпуса изнутри лестницей, закрепленной на обечайке и люке-лазе,

- пригодность резервуара для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой.

Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.

Использование совокупности этих признаков в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено.

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными позволяет решить поставленную задачу.

Заявленный резервуар обладает повышенной сейсмостойкостью и эксплуатационной надежностью за счет иного, чем в прототипе, конструктивного исполнения, которое включает:

- наличие гасителей (в системе гасителей колебаний корпуса), не только размещенных внутри корпуса, как в прототипе, но и размещенных снаружи него,

- конструктивное выполнение и место расположения гасителей, размещенных снаружи корпуса,

- иное выполнение гасителей, размещенных внутри корпуса,

- использование дополнительных гасителей,

- наличие сплошного покрытия изнутри и/или снаружи корпуса из материала, обеспечивающего гашение остаточных колебаний корпуса.

Перечисленные особенности конструкции заявленного резервуара реализованы благодаря использованию легкого, прочного, не подверженного коррозии, композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего. Выбор материала обусловлен тем, что заявленный резервуар с горизонтальным цилиндрическим корпусом предназначен для использования в сейсмоактивных районах с высокой степенью вероятности землетрясений силой до девяти баллов. Разрушающие нагрузки при таких явлениях могут включать практически все виды механических нагрузок, но исключают предварительное знание их величины и направления приложения. Высокомодульные и высокопрочные слоистые композиционные материалы в силу их анизотропности обладают более высокими по сравнению с другими конструкционными материалами (например, металлами, бетоном) возможностями противодействия разнонаправленным разрушающим нагрузкам. Для реализации изобретения пригодны стеклопластики, углепластики, базальтопластики и другие композиционные материалы. В преимущественном варианте резервуар выполнен из стеклопластика. Обечайка корпуса образована намотанными, а днища - формованными слоями.

Для сохранения целостности при очень сильных подземных толчках корпус резервуара снабжен системой поперечных, кольцевых и продольных гасителей колебаний от действия на него максимально возможных при землетрясениях продольных, поперечных, кольцевых и комбинированных нагрузок гидравлического удара. Под перечисленными нагрузками следует понимать и нагрузки с отклонением от идеально направленных. Упомянутые гасители размещены не только внутри корпуса, как в прототипе, но и снаружи него. Размещение гасителей снаружи корпуса продиктовано стремлением избежать уменьшения полезного объема резервуара и загромождения внутреннего пространства корпуса, что усложнило бы эксплуатацию и ремонт.

Кольцевые гасители включают основные (два боковых и один центральный) и дополнительные гасители.

Боковые кольцевые гасители выполнены ступенчатыми с плавным увеличением ширины и высоты ступеней по мере их роста, чем исключены резкие перепады интенсивностей колебаний днищ и обечайки корпуса. Они расположены на обечайке их плоской стороной (не имеющей ступеней) заподлицо с торцом обечайки. Ступенчатые гасители составляют с обечайкой одно целое и образованы набором шпангоутов.

Центральный кольцевой гаситель образован шпангоутом, приформованным к обечайке. Он снижает амплитуду колебаний средней части корпуса.

Дополнительные кольцевые гасители, состоящие из ложементов с хомутами, фиксирующими охватом корпуса его положение на ложементах, вместе с боковыми и центральным кольцевыми гасителями обеспечивают сохранность корпуса, а следовательно, и резервуара при сейсмическом воздействии кольцевых нагрузок.

Продольные гасители обеспечивают противодействие гидравлическому удару, направленному вдоль резервуара. Их располагают по верху и низу, или только по верху, или только по низу обечайки корпуса, преимущественно, по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя на разных уровнях. В качестве продольных гасителей использованы профилированные под контур обечайки стрингеры, выполненные из материала корпуса или из другого, пригодного для этой цели, композиционного материала.

Выбор конструктивного исполнения поперечных гасителей, размещенных внутри корпуса, в виде отбойных пластин продиктован необходимостью гашения сейсмических колебаний путем дробления ударной волны по всему внутреннему объему корпуса сразу, что и было достигнуто в результате отбивания волны пластинами, расположенными дискретно и на разной высоте относительно друг друга. Использование отбойных пластин оказалось удобным для эксплуатации и ремонта, обеспечив доступ в любую точку корпуса. Пластины могут быть выполнены из материала обечайки или другого композиционного материала, обеспечивающего их прочность и жесткость. Они закреплены на обечайке их сторонами, ответными контуру обечайки в местах их крепления к ней, посредством одно- или двухсторонней фиксации профилированными ребрами жесткости, преимущественно клиновидными. Размещение пластин в шахматном порядке является оптимальным, но не исключает любое другое расположение.

Выбор материала покрытия связан с необходимостью устранить все остаточные колебания корпуса, в первую очередь его днищ, а также предотвратить трещинообразование. Специальная упругоподатливая полиуретановая композиция с деформативностью не менее 300% более всего отвечает этим требованиям. Капсулоподобное покрытие корпуса изнутри, также как и, при необходимости, снаружи выполнено всплошную со всеми гасителями колебаний и узлами крепления. Для обеспечения взаимного сцепления материала покрытия с материалом корпуса покрытие толщиной, составляющей 10-20% от толщины обечайки, нанесено на предварительно подготовленную шероховатую поверхность корпуса с образованием когезионно-адгезионной связи материалов между собой. Слой упругоподатливого материала проложен также между днищами и обечайкой по месту их стыка.

Заявленный резервуар оснащен патрубками с фланцами для наливной, сливной, заборной и переливной труб, воздушным патрубком, люком-лазом и приборным люком-камерой, а также лестницей. Он пригоден для наземной установки и установки «в грунт» с обваловкой.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.

На фиг.1 представлен заявленный резервуар, наземный вариант установки, общий вид с частичными вырезами, на фиг.2 изображен боковой кольцевой гаситель колебаний корпуса, поперечный разрез, на фиг.3 показана отбойная пластина, вид спереди, на фиг.4 представлен узел крепления отбойной пластины к обечайке, на фиг.5 - узел крепления патрубка с фланцем к днищу, на фиг.6 - узел крепления люка к обечайке.

Сейсмостойкий резервуар для хранения жидкости, в том числе питьевой воды, пригодный для наземной установки, содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с системой гасителей его колебаний, состоящий из обечайки 2, неразъемных с нею выпуклых днищ 3 и 4, люков 5 и 6 и пяти патрубков 7, 8, 9, 10, 11 с фланцами (фиг.1).

Корпус 1 выполнен из стеклопластика, причем обечайка 2 выполнена из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днища 3, 4 - из формованных слоев винилэфирного стеклопластика.

Система гасителей колебаний корпуса 1 включает размещенные снаружи на его обечайке 2 основные кольцевые гасители: боковые 12, центральный 13, продольные гасители 14 и размещенные внутри него в его обечайке 2 поперечные гасители 15, а также дополнительные кольцевые гасители 16.

Корпус 1 изнутри, а при необходимости, и снаружи имеет сплошное капсулоподобное покрытие 17 из упругоподатливого материала.

Каждый боковой кольцевой гаситель 12 (фиг.2) выполнен с одной плоской боковой гранью 18 и другой 19 ступенчатой с нисходящими к его внутреннему диаметру ступенями 20. Гасители 12 расположены на противоположных концах обечайки 2 их плоскими гранями 18 заподлицо с торцами 21 обечайки 2. Их односторонняя ступенчатость плавно совмещена с обечайкой 2. Они образованы кольцевыми шпангоутами, составляющими с обечайкой 2 одно целое.

Центральный кольцевой гаситель 13 (фиг.1) расположен посередине обечайки 2 и образован кольцевым шпангоутом, совмещенным с обечайкой 2.

Продольные гасители 14 (фиг.1) представляют собой профилированные стрингеры, приформованные к обечайке 2. Они размещены по верху обечайки 2 по обеим ее сторонам и расположены по четыре с каждой стороны от центрального гарителя 13: два (один не показан) - между боковым 12 и центральным 13 гасителями и два (один не показан) - на боковом гасителе 12.

Поперечные гасители 15 (фиг.1, 3, 4) выполнены в виде отбойных пластин с боковыми сторонами, соответствующими по форме контуру обечайки 2 в местах предполагаемой их установки в ней. Они расположены в обечайке 2 относительно друг друга дискретно, в шахматном порядке выше и ниже продольной оси 0 обечайки. Гасители 15 скреплены с обечайкой 2 посредством фиксации их боковых сторон клиновидными ребрами жесткости 22.

Дополнительные кольцевые гасители 16 (фиг.1) образованы ложементами 23, в которые установлен с опорой на них корпус 1, и хомутами 24, стягивающими ложементы с охватом корпуса 1 и фиксирующими положение последнего.

Покрытие 17 (фиг.1, 3) нанесено на корпус 1 в виде слоя - капсулы: изнутри - по всей его внутренней поверхности, включая поперечные гасители 15 (на фиг.3 капсулоподобное покрытие показано пунктиром), снаружи - по всей наружной поверхности, включая основные кольцевые 12, 13 и продольные гасители 14. Оно выполнено из полиуретановой композиции. Его толщина составляет 20% от толщины обечайки (здесь 2, 4 мм при толщине обечайки 12 мм). Кроме того, через слой такого же или иного упругоподатливого материала скреплены днища 3, 4 с обечайкой 2 болтовым соединением, после чего они приформованы, уплотнены и загерметизированы.

Люки 5 и 6 размещены на обечайке 2, при этом люк 5 представляет собой люк-лаз, а люк 6 - приборный люк-камеру (фиг.1).

Патрубок 7 закреплен на обечайке 2 снизу и предназначен для сливной трубы, патрубок 8 закреплен на днище 3 и предназначен для наливной трубы, патрубок 9 закреплен на днище 4 и предназначен для заборной трубы, патрубок 10 для переливной трубы закреплен на обечайке 2, а сама переливная труба 25 закреплена на отбойной пластине поперечного гасителя 15. Воздушный патрубок 11 закреплен на обечайке 2 сверху (фиг.1).

Люки 5, 6 и все патрубки с фланцами подкреплены, как и отбойные пластины, аналогичными клиновидными ребрами жесткости 22, расположенными перпендикулярно к ним и заформованными (фиг.5, 6).

Корпус 1 изнутри снабжен лестницей 26, закрепленной на обечайке 2 и люке-лазе 5 (фиг.1).

Заявленный резервуар пригоден и для установки «в грунт» с обваловкой. Он доступен для внутренних ремонтных работ.

При подземных толчках ударная волна содержащейся в резервуаре жидкости о его корпус 1 пройдет с затуханием по всему корпусу 1, дробясь об отбойные пластины поперечных гасителей 15, которые она встречает на своем пути. При этом система из бокового 12, центрального 13 и дополнительного 16 кольцевых гасителей с продольными гасителями 14 препятствует местной потере устойчивости корпуса 1 от возникающих ударных нагрузок, а капсулоподобное покрытие 17 из упругоподатливого материала препятствует возникновению высокочастотных колебаний корпуса.

Конструктивные особенности предложенного резервуара: кольцевые, поперечные и продольные гасители колебаний корпуса, упругоподатливое капсулоподобное покрытие, дополнительный гаситель колебаний корпуса, образованный при установке резервуара на ложементах с фиксацией его корпуса хомутами - являются гарантией сохранения целостности резервуара при сейсмическом воздействии силой до девяти баллов.

Промышленная применимость

Заявленный резервуар изготавливается в промышленных условиях на намоточном и формовочном оборудовании производства изделий из композиционных материалов.

1. Сейсмостойкий резервуар, содержащий размещенный на опоре горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею выпуклых днищ, системы гасителей колебаний корпуса от воздействия на него содержимого при сейсмических нагрузках, включающей размещенные внутри него поперечные гасители, расположенные в обечайке дискретно относительно друг друга и скрепленные с нею, люков и сливо-наливных приспособлений, отличающийся тем, что система гасителей колебаний снабжена размещенными снаружи корпуса кольцевыми, основными, и дополнительными, и продольными гасителями, при этом основные кольцевые и продольные гасители выполнены в виде элементов жесткости, расположены на обечайке и совмещены с нею, а дополнительные кольцевые гасители образованы опорой, снабженной фиксаторами положения корпуса на ней, каждый размещенный внутри корпуса поперечный гаситель выполнен в виде отбойной пластины, расположенной выше и/или ниже продольной оси обечайки, скрепленной с последней посредством фиксации ее боковых сторон профилированными ребрами жесткости, корпус изнутри и/или снаружи снабжен сплошным капсулоподобным покрытием из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%, скрепленным с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью, при этом корпус выполнен из слоистого композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что основные кольцевые гасители системы включают два боковых гасителя, каждый с односторонней, нисходящей к внутреннему диаметру ступенчатостью, размещенные их нисходящими ступенями навстречу друг другу на противоположных концах обечайки с примыканием к ее торцам, и один центральный гаситель, охватывающий обечайку посередине.

3. Резервуар по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве упомянутых кольцевых гасителей использованы кольцевые шпангоуты, составляющие с обечайкой корпуса одно целое.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что продольные гасители системы включают, по меньшей мере, восемь гасителей, размещенных по верху и/или низу обечайки по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя.

5. Резервуар по п.1 или 4, отличающийся тем, что продольные гасители системы включают восемь гасителей, размещенных по верху обечайки по четыре с каждой стороны от центрального кольцевого гасителя, при этом два из каждых четырех размещены между боковым и центральным кольцевыми гасителями, а остальные - на боковом кольцевом гасителе.

6. Резервуар по п.1 или 4, отличающийся тем, что продольные гасители системы включают шестнадцать гасителей, размещенных по восемь по верху и низу обечайки.

7. Резервуар по п.1 или 4, отличающийся тем, что в качестве продольных гасителей системы использованы профилированные стрингеры, каждый из которых приформован к обечайке.

8. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительных кольцевых гасителей использованы ложементы как опоры для корпуса с хомутами как фиксаторами положения корпуса на них.

9. Резервуар по п.8, отличающийся тем, что корпус размещен на трех ложементах с опорой на них его центральным и боковыми кольцевыми гасителями.

10. Резервуар по п.8, отличающийся тем, что корпус размещен на четырех ложементах с опорой на них его боковыми кольцевыми гасителями и обечайкой.

11. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что отбойные пластины расположены в обечайке в шахматном порядке.

12. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что в качестве волокнистого армирующего материала корпуса использованы по отдельности или в комбинации друг с другом полимерные, стеклянные, базальтовые или угольные волокна, нити, жгуты, пряди, ленты, ткани, холсты или маты.

13. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего материала корпуса использовано связующее на основе полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной или полиуретановой смолы или их комбинации.

14. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что обечайка корпуса выполнена из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днища из формованных слоев полиэфирного стеклопластика.

15. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что кольцевые шпангоуты и профилированные стрингеры гасителей колебаний выполнены из материала корпуса или иного композиционного материала.

16. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что каждое днище корпуса скреплено с обечайкой через слой упругоподатливого материала болтовым соединением, приформовано, уплотнено и загерметизировано.

17. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что толщина покрытия из упругоподатливого материала составляет 10-20% от толщины обечайки.

18. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругоподатливого материала покрытия использована полиуретановая композиция.

19. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что люки корпуса включают люк-лаз и приборный люк-камеру.

20. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что сливо-наливные приспособления включают патрубки с фланцами под наливную, сливную, переливную, заборную трубы и воздушный патрубок, при этом патрубок под переливную трубу закреплен на обечайке, переливная труба - на отбойной пластине, патрубки под наливную и заборную трубы - на днищах корпуса, патрубок под сливную трубу - на обечайке снизу, а воздушный патрубок - на обечайке сверху.

21. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что отбойные пластины, люки и патрубки с фланцами, каждые в отдельности, подкреплены клиновидными ребрами жесткости, которые расположены перпендикулярно к ним и заформованы.

22. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что его корпус изнутри снабжен лестницей, закрепленной на обечайке и люке-лазе.

23. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он пригоден для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства резервуаров для хранения жидкостей в сейсмически опасных районах

Наверх