Металлический вертикальный сейсмостойкий резервуар

Изобретение относится к строительству, а именно к металлическим вертикальным резервуарам для хранения жидкостей, сооружаемым в сейсмических районах. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и жесткости резервуара. Резервуар включает стенку, днище, крышу, плавающие рассекатели волн, выполненные в виде перфорированных балок с герметичными нижними поясами из полого трубчатого профиля, дополнительную емкость с двойным герметичным днищем, имеющим центральное отверстие и вертикальные направляющие, каждая из которых имеет верхний и нижний ограничители перемещений и закреплена на внутренней стороне стенки резервуара. Днище и крыша резервуара, днище и центральное отверстие дополнительной емкости выполнены в плане в виде фигуры треугольника Релло, а стенки резервуара и дополнительной емкости имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло. Рассекатели волн располагаются в плане по осям углов треугольника Релло. Причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стенки в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров. 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к металлическим вертикальным резервуарам для хранения жидкостей (нефть, вода и др.), сооружаемым в сейсмических районах.

Известен металлический вертикальный резервуар, включающий цилиндрическую стенку, круглые днище и крышку (см. Беленя Е.И., ред. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1985, с. 468-471).

Недостатками указанной конструкции резервуара являются относительно высокая металлоемкость и низкая сейсмостойкость.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является вертикальный цилиндрический резервуар, включающий стенку, днище, крышу, плавающие рассекатели волн. Резервуар снабжен дополнительной емкостью с двойным герметичным днищем, имеющим центральное отверстие, и вертикальными направляющими, каждая из которых имеет верхний и нижний ограничители перемещений и закреплена на внутренней стороне стенки резервуара. Рассекатели волн выполнены в виде тонкостенных перфорированных балок с герметичными нижними поясами из полого трубчатого профиля (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1231189, МПК E04H 7/06, 1986 г.).

Недостатками резервуара-прототипа являются относительно ограниченные устойчивость, жесткость и обтекаемость ветровыми воздушными потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции резервуара.

Для решения поставленной задачи в металлическом вертикальном сейсмостойком резервуаре, включающем стенку, днище, крышу, плавающие рассекатели волн, выполненные в виде тонкостенных перфорированных балок с герметичными нижними поясами из полого трубчатого профиля, дополнительную емкость с двойным герметичным днищем, имеющим центральное отверстие и вертикальные направляющие, каждая из которых имеет верхний и нижний ограничители перемещений и закреплена на внутренней стороне стенки резервуара, днище и крыша резервуара, днище и центральное отверстие дополнительной емкости выполнены в плане в виде фигуры треугольника Релло, а стенки резервуара и дополнительной емкости имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло, рассекатели волн располагаются в плане по осям углов треугольника Релло, причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стенки в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что днище и крыша резервуара, днище и центральное отверстие дополнительной емкости в плане выполнены в виде фигуры Релло, а стенки резервуара и дополнительной емкости имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло, рассекатели волн располагаются в плане по осям углов треугольника Релло, причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стенки в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров. Такие новые признаки, как выполнение днища и крыши резервуара, днища и центрального отверстия дополнительной емкости в плане в виде фигуры треугольника Релло, а стенок оболочки резервуара и оболочки дополнительной емкости в поперечном сечении в форме треугольника Релло, позволяют предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у днища и крыши резервуара, у днища и центрального отверстия дополнительной емкости увеличиваются периметры, а у оболочек резервуара и дополнительной емкости повышаются внешние и внутренние боковые поверхности, а также в целом у конструкции металлического вертикального резервуара повышается прочность. Следующий новый признак, заключающийся в расположении рассекателей волн в плане по осям углов треугольника Релло, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, способствующее повышению жескостных и прочностных параметров конструкции за счет расположения балочных элементов в зонах повышенной жесткости резервуара. Другой новый признак, заключающийся в установке вертикального резервуара одним из углов стенки в плане напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции вертикального резервуара движению ветровых воздушных потоков.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции резервуара. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения “новизна” и “существенное отличие”.

На фиг. 1 изображен металлический вертикальный сейсмостойкий резервуар, разрез по вертикали.

На фиг. 2 изображен разрез A-A на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен разрез B-B на фиг. 1.

Металлический вертикальный сейсмостойкий резервуар состоит из крыши 1, стенки 2, днища 3, радиальных рассекателей волн 4, дополнительной емкости 5, направляющих 6, ограничителей верхнего 7 и нижнего 8 перемещений.

Рассекатель волн 4 состоит из перфорированной тонкой стенки 9, верхней полки 10, нижней полки 11, выполненной в виде полого стержня квадратного или круглого сечения, ребер 12, торцового ограничителя 13, упругой прокладки 14, выполненной в виде полуцилиндра с высотой, равной высоте рассекателя волн. Дополнительная емкость 5 состоит из стенки 15, днища 16 и 17, трубки 18, образующей отверстие в днище. Пространство, ограниченное стенкой 15, трубкой 18 и верхними и нижними днищами 16 и 17, выполнено герметичным. Герметичными выполнены также нижние пояса рассекателей волн 4, выполняющие функцию поплавков. Крыша 1, днище 3 резервуара и днище 16 и 17 дополнительной емкости в плане выполнены в виде фигуры Релло. Стенка 2 резервуара и стенка дополнительной емкости 5, стенка трубки 18, формирующей отверстие в днище дополнительной емкости, имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло. Из-за того, что стенка трубки 18 в днище дополнительной емкости 5 имеет поперечное сечение в форме треугольника Релло, то центральное отверстие, которое формирует трубка 18 в днище дополнительной емкости 5 в плане имеет фигуру Релло.

Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса a, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной a.

У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Релло.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна a, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению со стенками резервуара, дополнительной емкости и трубки, формирующей центральное отверстие в днище дополнительной емкости, с поперечными сечениями оболочек в форме круга, стенки резервуара, дополнительной емкости и трубки с поперечными сечениями оболочек в форме треугольника Релло имеют большие суммарные периметры (внешние плюс внутренние), а следовательно, большие суммарные поверхности, что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания механических (статических и динамических) и температурных напряжений. Крыша и днище резервуара и днище и центральное отверстие дополнительной емкости, выполненные в плане в виде фигуры Релло, по сравнению с этими же элементами конструкции резервуара, выполненными в плане круглыми, обладают более повышенными прочностными параметрами и также способствуют более эффективному рассеиванию механических и температурных напряжений.

Поверхности оболочек (внешние плюс внутренние) стенок резервуара, дополнительной емкости и трубки, формирующей центральное отверстие днища дополнительной емкости с поперечными сечениями в форме треугольника Релло, по сравнению с поверхностями этих оболочек с поперечными сечениями в форме круга, увеличиваются более чем на 5%.

У треугольника Релло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость оболочек резервуара, дополнительной емкости, трубки, формирующей центральное отверстие днища дополнительной емкости, выполненных в форме треугольника Релло, а также жесткость крыши и днищ резервуара и дополнительной емкости, выполненных в виде фигуры Релло, увеличиваются.

Высота уровня жидкости в дополнительной емкости составляет h=(0,1÷0,2)H, что соответствует уровню интенсивного воздействия жидкости на стенки резервуара при землетрясениях.

Ширина дополнительной емкости d назначается такой, чтобы за время образования и движения поверхностной волны в резервуаре до края емкости 5 образовавшаяся волна, отразившись от противоположной стенки емкости, успела вернуться к началу движения d=(0,1÷0,2)D, или период колебания поверхности волны в резервуаре должен быть в два раза больше периода колебания жидкости в емкости 5.

Конструкция работает следующим образом.

В процессе заполнения резервуара жидкостью постепенно увеличивается ее объем, при этом рассекатели с дополнительной емкостью всплывают по направляющим. От сейсмического воздействия в резервуаре и емкости образуются поверхностные волны. В момент достижения гребнем волны резервуара края емкости 5 гребень волны в последней находится против гребня волны резервуара. Динамическая составляющая волны дополнительной емкости действует на встречу динамической составляющей волны резервуара, что приводит к значительному гашению энергии сейсмического воздействия. Оставшаяся часть этой энергии гасится за счет переливания жидкости через перфорированную эластичную стенку 9 и верхний пояс волногасителей. В предложенной конструкции резервуара рассекатели волн располагаются более компактно в наиболее жестких зонах резервуара, что при динамических нагрузках позволяет повысить устойчивость конструкции в целом.

Одним из углов реллообразная оболочка стенки 2 резервуара устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров, установленной для территории возведения металлического вертикального резервуара.

Углы при вершинах треугольника Релло равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость резервуара с сечением в форме треугольника Релло, при установке его одним из углов напротив ветрового воздушного потока, будет заметно лучше обтекаемости резервуара с сечением в форме круга.

Предлагаемую конструкцию резервуара целесообразно применять при расчетной сейсмичности девять и более баллов и высоких ветровых нагрузках для хранения дорогих и стратегических жидкостей.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции металлического вертикального резервуара.

Металлический вертикальный сейсмостойкий резервуар, включающий стенку, днище, крышу, плавающие рассекатели волн, выполненные в виде тонкостенных перфорированных балок с герметичными нижними поясами из полого трубчатого профиля, дополнительную емкость с двойным герметичным днищем, имеющим центральное отверстие и вертикальные направляющие, каждая из которых имеет верхний и нижний ограничители перемещений и закреплена на внутренней стороне стенки резервуара, отличающийся тем, что днище и крыша резервуара, днище и центральное отверстие дополнительной емкости выполнены в плане в виде фигуры треугольника Релло, а стенки резервуара и дополнительной емкости имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло, рассекатели волн располагаются в плане по осям углов треугольника Релло, причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стенки в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. Технический результат изобретения - повышение надежности безопасного хранения жидких грузов.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам ремонта стенки вертикального резервуара, выполненного из стальных листов, соединенных между собой сварными швами в полотнище.

Изобретение относится к строительству и, в частности, к возведению вертикальных цилиндрических резервуаров на кольцевых фундаментах. Технический результат изобретения заключается в обеспечении равномерности осадок днища резервуара в период эксплуатации.

Изобретение относится к области строительства, в частности к резервуарам для хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности безопасного хранения жидких грузов.

Изобретение относится к средствам хранения жидкости типа нефтепродуктов. Технический результат - повышение надежности безопасного хранения жидкости.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам монтажа емкостей из сборных элементов для возведения хранилищ для жидких и сыпучих материалов. Технический результат изобретения заключается в упрощении монтажа.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стальным резервуарам с алюминиевой крышей, для хранения нефти и нефтепродуктов под небольшим избыточным давлением.

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям резервуаров для хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению стальных вертикальных резервуаров, расположенных в сейсмически неустойчивых районах и районах с повышенными требованиями к экологической безопасности.

Изобретение относится к способу изготовления цилиндрического контейнера, а также соответствующему цилиндрическому контейнеру, к быстрому изготовлению цилиндрического контейнера при значительной независимости от точности предварительных работ, несмотря на достижимость высокой конечной точности, а также легкой транспортировке отдельных деталей к месту сборки.

Изобретение относится к строительству, а именно к наземным железобетонным вертикальным резервуарам для хранения жидкостей. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и жесткости резервуара. Резервуар включает крышу и днище, выполненные в плане в виде треугольника Рёло, и стену, выполненную в поперечном сечении в форме треугольника Рёло. Резервуар установлен так, чтобы один из углов стены в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу возведения цилиндрического резервуара. Способ возведения включает сборку металлического внутреннего резервуара индивидуальным и последовательным выполнением подъема с помощью подъемного устройства бокового листа внутреннего резервуара с внутренней стороны стены из предварительно напряженного бетона и сварки бокового листа внутреннего резервуара следующего пояса c нижней секцией поднятого бокового листа внутреннего резервуара, и далее включает этап установки направляющей пары, сконфигурированной с возможностью приема в себя в виде сэндвича поднятого бокового листа внутреннего резервуара, на боковой лист, который должен быть приварен под ним. Технический результат изобретения заключается в безопасности монтажа резервуара за счет предотвращения падения следующего предназначенного для крепления бокового листа внутреннего резервуара. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к резервуарам для хранения нефтепродуктов. Технический результат - повышение надежности безопасного хранения нефтепродуктов путем предотвращения разрушения резервуара за счет эффективного распыления пены по всей поверхности хранимого продукта. В резервуаре, включающем стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, кровля выполнена с применением противопожарных щитов, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор, смотровой люк с крышкой. Каждый щит имеет участок обшивки с ослабленными сварными швами, допускающими раскрытие кровли при сверхизбыточном давлении внутри резервуара. Крышки люков могут быть объединены силовой тягой с управлением, расположенным за пределами обвалования резервуара. Кроме того, пеногенераторы снабжены соплами, направленными по отношению к зеркалу продукта под разными углами по высоте и по окружности резервуара с обеспечением перехлеста струй пены над поверхностью хранимого продукта. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к ремонту оснований металлических резервуаров для нефтепродуктов. Технический результат изобретения – повышение качества ремонта. Способ ремонта заключается в том, что по периметру стенок резервуара приваривают вертикальные ребра жесткости и горизонтальные связи. К нижним торцам вертикальных ребер жесткости приваривают упоры. Изнутри резервуара к днищу приваривают два взаимно перпендикулярных внутренних ребра жесткости. С помощью домкратов резервуар приподнимают и фиксируют в горизонтальном положении, а по центру внутри резервуара устанавливают направляющую стойку из металлической трубы, в которую вставляют центрирующую стойку. На основании по периметру днища резервуара выполняют кольцевую опалубку и заполняют зазор между проектной отметкой днища резервуара и деформированным основанием гидроизолирующим составом, который разравнивают и уплотняют посредством виброрейки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к изготовлению резервуара. Размещают устройства поддержки основания в круге, определяющем периферию изготавливаемого резервуара. Осуществляют формирование металлической полосы с помощью сварки указанных металлических листов в неподвижной камере для вертикальной сварки и выравнивания указанных листов. Указанная сварка металлических листов включает этап, на котором указанные металлические листы выравнивают вертикально посредством двух вертикальных прессов. Указанную сварку металлических листов производят посредством роботизированных устройств, перемещаемых вдоль установленных вертикальных рельсов с обеих сторон указанных вертикальных прессов для формирования металлической полосы. Соединяют концы металлической полосы друг с другом для формирования первого кольца. Поднимают указанное первое кольцо до верхнего кольца. Формируют последующую металлическую полосу одновременно с горизонтальной сваркой между первым и верхним кольцами. Каждое устройство поддержки основания содержит два устройства для направления колец. В результате увеличивается скорость изготовления резервуара. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сооружению стальных вертикальных резервуаров, расположенных в сейсмически опасных районах и районах с повышенными требованиями к защите окружающей среды. Техническим результатом изобретения является увеличение эксплуатационной надежности резервуара, снижение металлоемкости. Вертикальный стальной резервуар включает плоское днище, вантовое покрытие и каннелюрную стенку, состоящую из отдельных криволинейных обечаек, причем кривизна обечаек противоположна направлению усилий, возникающих от гидростатического давления хранимого продукта. Снаружи обечайки соединены между собой сплошным сварным швом, с внутренней стороны - приваренной по всей высоте стенки накладкой. В местах стыка обечаек по верхнему контуру стенки прикреплено висячее вантовое покрытие комбинированного типа с внутренним опорным барабаном, причем такое соединение вантового покрытия с каннелюрной стенкой резервуара представляет собой динамическую саморазгружающуюся систему. 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к металлическим вертикальным резервуарам для хранения жидкостей, сооружаемым в сейсмических районах. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и жесткости резервуара. Резервуар включает стенку, днище, крышу, плавающие рассекатели волн, выполненные в виде перфорированных балок с герметичными нижними поясами из полого трубчатого профиля, дополнительную емкость с двойным герметичным днищем, имеющим центральное отверстие и вертикальные направляющие, каждая из которых имеет верхний и нижний ограничители перемещений и закреплена на внутренней стороне стенки резервуара. Днище и крыша резервуара, днище и центральное отверстие дополнительной емкости выполнены в плане в виде фигуры треугольника Релло, а стенки резервуара и дополнительной емкости имеют поперечное сечение в форме треугольника Релло. Рассекатели волн располагаются в плане по осям углов треугольника Релло. Причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стенки в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров. 3 ил.

Наверх