Бак

Изобретение относится к таре, имеющей в поперечном сечении прямоугольный контур, корпус которой выполнен путем соединения двух жестких составных частей и отличается конструкцией стенок, содержащих усиливающие и упрочняющие элементы. Технический результат заключается в создании эффекта силовой рамы, удерживающей грани бака от деформаций под действием веса находящейся в баке жидкости. Бак выполнен в виде полого параллелепипеда с основанием 1, двумя одинаковыми боковыми гранями 2, 3 и 4, 5 и двумя одинаковыми меньшими боковыми гранями 6 и 7. При этом бак содержит лонжеронную раму, которая включает два выполненных из металла трехслойных лонжерона 8 и 9, каждый из которых содержит жестко соединенные между собой плоские параллельно расположенные слои (10, 11, 12 и 13, 14, 15 соответственно), и поперечины 16. Боковые грани параллелепипеда бака образованы двумя одинаковыми швеллерными коробами 17 и 18, каждый из которых имеет швеллерный в поперечном сечении профиль. Свободные ребра полок швеллеров (т.е. свободные ребра полуграней 2, 3, 4, 5) выполнены с поперечными отгибами 10, 12, 13, 15, ориентированными наружу и образующими крайние плоские элементы лонжерона 8 (т.е. его крайние плоские элементы 10 и 12) и лонжерона 9 (т.е. его крайние плоские элементы 13 и 15). Крайние плоские элементы 10, 12 и средний плоский элемент 11 жестко соединены между собой с образованием трехслойного лонжерона 8. Крайние плоские элементы 13, 15 и средний плоский элемент 14 жестко соединены между собой с образованием трехслойного лонжерона 9. Средние плоские элементы 11 и 14 лонжеронов рамы жестко соединены с поперечинами 16, образуя тем самым лонжеронную раму с трехслойными лонжеронами 8, 9 и поперечинами 16. Указанные лонжероны выполняют троякую функцию: они соединяют швеллерные коробы 17 и 18 для образования параллелепипеда бака; они являются усиленными (благодаря трехслойной структуре) аксиальными ребрами жесткости бака, повышая тем самым пространственную жесткость бака; они являются собственно лонжеронами лонжеронной рамы, удерживая в определенных местах внутреннего объема бака поперечины 16, гарантированно ограничивающие деформацию боковых граней параллелепипеда бака под действием веса заполняющей бак жидкости. 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к таре, имеющей в поперечном сечении криволинейный (а именно, прямоугольный) контур, корпус которой выполнен путем соединения двух жестких составных частей и отличается конструкцией стенок, содержащих усиливающие и упрочняющие элементы.

Уровень техники

Известна металлическая банка, имеющая в плане форму квадрата, при этом сечение через оболочку банки вверху и возле верха имеет контур, содержащий с чередованием n участков линии контура, которые вогнуты внутрь с минимальным радиусом кривизны R, и n по существу прямых участков линии контура, при этом оболочка банки содержит по меньшей мере 2n плоских частей корпуса, отделенных одна от другой посредством острого сгиба, продолжающегося по существу параллельно продольной оси, причем сгиб имеет максимальный радиус кривизны r меньший или равный 0,4 R, а n составляет от 3 до 6 включительно (см. описание изобретения к патенту RU №2214953 С2, МПК: B65D1/12, B65D1/18, B65D6/02, B65D8/08; опубликовано 27.10.2003 Бюл. №30).

Известно, что банка квадратной в плане формы обладает тем преимуществом, что при том же объеме она занимает меньше места, чем традиционная круглая цилиндрическая банка. Следовательно, при одинаково заполненном объеме квадратная банка займет на 20% меньше места при расположении в ряд, чем круглая цилиндрическая банка.

Признаки известной банки, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются том, что банка в плане имеет форму прямоугольника.

Причина, препятствующая получению в известной банке технического результата, который обеспечивается заявленным изобретением, заключается в том, что усиление боковых стенок банки обеспечивается лишь рельефом этих стенок, что недостаточно при большой емкости банки, а какие-либо специализированные усиливающие или упрочняющие элементы в конструкции банки отсутствуют.

Известен сборный резервуар (прототип), выполненный из отдельных состыкованных панелей, при этом резервуар выполнен прямоугольной в плане формы, вертикально ориентирован и состоит из прямоугольных стеновых панелей, соединенных с прямоугольной панелью крышевой части и с прямоугольной панелью донной части, при этом по периметру стеновых панелей выполнены отбортовки, перпендикулярные их плоскостям, соединение стеновых панелей между собой и с донной панелью выполнено через узлы уплотнения, каждый из которых содержит прокладку и охватывающую ее с одной стороны по всей длине металлическую полосу, при этом металлические ребра узлов уплотнения совмещены с внутренними ребрами отбортовок стеновых панелей с возможностью обеспечения их контакта с металлическими полосами узлов уплотнения (см. описание полезной модели к патенту RU №68467 U1, а именно, описание второго варианта сборного резервуара по данному патенту; МПК B65D8/04, E03B11/02, опубликовано 27.11.2007 Бюл. №33).

Признаки известного сборного резервуара (прототипа), совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в выполнении указанного резервуара в виде полого прямоугольного параллелепипеда, одно из оснований которого является днищем резервуара.

Причина, препятствующая получению в известном сборном резервуаре (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным изобретением, заключается в том, что боковые грани параллелепипеда резервуара выполнены из отдельных плоских листов, состыкованных между собой и с днищем с усилением только стыков, в то время как указанные боковые грани не содержат усиливающих или упрочняющих элементов.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в необходимости создания такой конструкции бака (резервуара) в форме прямоугольного параллелепипеда, в которой стороны прямоугольника поперечного сечения бака примерно в два раза превосходят его меньшие сторон (что необходимо для увеличения емкости бака), а грани, образуемые сторонами указанного прямоугольника, подвергающиеся повышенным нагрузкам от веса находящейся в баке жидкости вследствие их большей площади, оснащены специализированными усиливающими и упрочняющими элементами для уменьшения деформации этих граней от тяжести жидкости.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в создании эффекта силовой рамы, удерживающей грани бака от деформаций под действием веса находящейся в баке жидкости.

Достигается технический результат тем, что бак, выполненный в виде полого прямоугольного параллелепипеда, одно из оснований которого является днищем бака, содержит лонжеронную раму, включающую два лонжерона и как минимум одну поперечину, каждый лонжерон указанной рамы состоит их трех жестко соединенных между собой параллельно расположенных плоских элементов лонжерона - двух крайних и одного среднего, при этом боковые грани параллелепипеда бака образованы двумя швеллерными коробами, свободные ребра полок которых выполнены с поперечными отгибами, ориентированными наружу и образующими крайние плоские элементы лонжеронов, а поперечина или поперечины лонжеронной рамы жестко соединены со средними плоскими элементами лонжеронов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведена объемная схема бака с условно открытым верхом; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 схематично показаны поперечины лонжеронной рамы бака и плоские средние элементы лонжеронов рамы, с которыми жестко соединенные указанные поперечины.

Осуществление изобретения

Бак выполнен в виде полого параллелепипеда с основанием 1, двумя одинаковыми боковыми гранями 2, 3 и 4, 5, двумя одинаковыми меньшими боковыми гранями 6 и 7. В предпочтительном варианте выполнения бака его параллелепипед выполнен из листового металла. При этом площадь каждой боковой грани (2, 3 и 4, 5) больше площади каждой меньшей боковой грани (6 и 7) примерно в два раза, что в два раза увеличивает емкость бака и, как следствие, нагрузку на боковые грани. Для компенсации этой нагрузки в конструкцию бака интегрирована лонжеронная рама, включающая два выполненных из металла трехслойных лонжерона 8 и 9, каждый из которых содержит жестко соединенные между собой (преимущественно сваркой) плоские параллельно расположенные слои (10, 11, 12 и 13, 14, 15 соответственно), и поперечины 16 (как минимум одну поперечину). Данные поперечины могут быть выполнены в виде металлических стержней, работающих на растяжение и сжатие, или в виде металлических лент, работающих только на растяжение. В предпочтительном варианте выполнения бака поперечины 16 представляют собой металлические ленты, взятые в количестве пяти штук, соединенные сваркой со средними плоскими элементами 11 и 14 соответствующих лонжеронов 8 и 9.

Боковые грани параллелепипеда бака образованы двумя одинаковыми швеллерными коробами 17 и 18, каждый из которых имеет швеллерный (П-образный) в поперечном сечении профиль. При этом стенка швеллерного короба 17 (т.е. стенка швеллера) образует меньшую боковую грань 6 параллелепипеда бака, полки швеллерного короба 17 (т.е. полки швеллера) образуют полуграни 2 и 4 боковых граней параллелепипеда бака; а стенка швеллерного короба 18 (т.е. стенка швеллера) образует меньшую боковую грань 7 параллелепипеда бака, полки швеллерного короба 18 (т.е. полки швеллера) образуют полуграни 3 и 5 боковых граней параллелепипеда бака. Свободные ребра указанных полок (т.е. свободные ребра полуграней 2, 3, 4, 5) выполнены с поперечными отгибами 10, 12, 13, 15, ориентированными наружу и образующими крайние плоские элементы лонжерона 8 (т.е. его крайние плоские элементы 10 и 12) и лонжерона 9 (т.е. его крайние плоские элементы 13 и 15). Крайние плоские элементы 10, 12 и средний плоский элемент 11 жестко соединены между собой (предпочтительно сваркой) с образованием таким образом трехслойного лонжерона 8. Крайние плоские элементы 13, 15 и средний плоский элемент 14 жестко соединены между собой (предпочтительно сваркой) с образованием таким образом трехслойного лонжерона 9. При этом со средними плоскими элементами 11 и 14 лонжеронов рамы жестко соединены поперечины 16 (предпочтительно сваркой), образуя тем самым лонжеронную раму с трехслойными лонжеронами 8, 9 и поперечинами 16. Указанные лонжероны выполняют троякую функцию: 1) они соединяют швеллерные коробы 17 и 18 для образования параллелепипеда бака, 2) они являются усиленными (благодаря трехслойной структуре) аксиальными ребрами жесткости бака, повышая тем самым пространственную жесткость бака, 3) они являются собственно лонжеронами лонжеронной рамы, удерживая в определенных местах внутреннего объема бака поперечины 16, гарантированно ограничивающие деформацию боковых граней параллелепипеда бака под действием веса заполняющей бак жидкости.

Изготовление бака осуществляют следующим образом.

Первоначально из листового металла (стали) изготавливают элементы бака: днище 1, швеллерные коробы 17 и 18, плоские элементы 11 и 14 лонжеронов рамы, поперечины 16 в виде металлических лент в необходимом количестве. При этом размеры бака и толщину листов металла выбирают исходя из того, чтобы деформации меньших боковых граней 6 и 7 параллелепипеда бака под действием веса заполняющей бак жидкости не выходили на допустимые пределы. Затем швеллерные коробы 17 и 18 своими отгибами 10, 12 и 13, 15 соединяют друг с другом, располагая между этими отгибами плоские элементы 11 и 14. Сваривают между собой отгибы 10, 12 и средний плоский элемент 11, а также отгибы 13, 15 и средний плоский элемент 14, в результате чего образуются боковые грани параллелепипеда бака и трехслойные лонжероны 8 и 9, интегрированные в эти боковые грани. Затем к средним плоским элементам 11 и 14 указанных трехслойных лонжеронов приваривают поперечины 16, после чего приваривают днище 1. В результате образуется искомый бак в виде полого прямоугольного параллелепипеда, одно из оснований которого является днищем бака, с интегрированной в него лонжеронной рамой, усиливающей и упрочняющей боковые грани параллелепипеда бака.

Соединения металлических элементов бака может быть осуществлено не только сваркой (хотя сварка и предпочтительна), но также клепкой или болтами с гайками с применением соответствующих уплотнительных прокладок. Кроме того, все элементы бака могут быть выполнены из жесткого пластика и соединены между собой сваркой (если к конкретному пластику применима сварка), винтами с гайками с применением соответствующих уплотнительных прокладок или клеем.

Бак, выполненный в виде полого прямоугольного параллелепипеда, одно из оснований которого является днищем бака, отличающийся тем, что он содержит лонжеронную раму, включающую два лонжерона и как минимум одну поперечину, каждый лонжерон указанной рамы состоит их трех жестко соединенных между собой параллельно расположенных плоских элементов лонжерона - двух крайних и одного среднего, при этом боковые грани параллелепипеда бака образованы двумя швеллерными коробами, свободные ребра полок которых выполнены с поперечными отгибами, ориентированными наружу и образующими крайние плоские элементы лонжеронов, а поперечина или поперечины лонжеронной рамы жестко соединены со средними плоскими элементами лонжеронов.