ГРУЗОВОЙ КОНТЕЙНЕР Российский патент 1994 года по МПК B65D88/12 

Изобретение относится к таре для хранения или транспортирования материалов, а более конкретно к грузовому контейнеру, предназначенному для перевозки и хранения жидкостей, газов и сыпучих материалов.

Известен грузовой контейнер для текучих веществ, содержащий цилиндрическую цистерну с кольцами на обечайке - цилиндрической части цистерны и две прямоугольные торцевые рамы с грузозахватными приспособлениями по их углам [1].

Цистерна соединена с торцевыми рамами посредством угловых соединительных элементов каждая в виде седловидной вставки, имеющей коническую и ограничивающие ее две треугольные поверхности. Кромки треугольных поверхностей соединены с соответствующими сторонами торцевой рамы, а кромки конических поверхностей - с кольцом, закрепленным на обечайке цистерны.

Такая конструкция контейнера характеризуется весьма удаленным относительно торцевых рам расположением опорных колец на обечайке цистерны и вследствие этого требует развития габаритных размеров угловых соединительных элементов для обеспечения эффективного восприятия и передачи не только продольных, но и поперечных нагрузок. Это, в свою очередь, определяет довольно высокую массу тары всего грузового контейнера.

Кроме того, такое конструктивное решение грузового контейнера требует высокой точности изготовления сопрягаемых элементов и значительных объемов подгоночных работ при его сборке. Это обуславливает высокую трудоемкость изготовления и снижает технологичность конструкции в целом.

Известен грузовой контейнер, содержащий цилиндрическую цистерну с опорными кольцевыми элементами уголкового профиля на днищах и две прямоугольные торцевые рамы с грузозахватными приспособлениями по их углам [2].

Кольцевой опорный элемент имеет две полки: поперечную и цилиндрическую, кромка последней из которых приварена к днищу.

Цистерна соединена с торцевыми рамами посредством треугольных угловых соединительных элементов, имеющих по два перпендикулярных между собой и плоскостью треугольника фланца, при этом вертикальные плоскости угловых соединительных элементов приварены к поперечной полке опорного кольца цистерны, а фланцы - к соответствующим сторонам торцевой рамы. Вертикальная плоскость угловых элементов подкреплена ребрами жесткости.

При таком техническом решении грузового контейнера, характеризующимся чрезмерно близким расположением кольцевых опорных элементов по отношению к торцевым рамам, угловые соединительные элементы обеспечивают эффективное восприятие и передачу только поперечных нагрузок и не обеспечивают достаточного восприятия и передачи продольных нагрузок.

Для достаточного восприятия и передачи продольных нагрузок такая конструкция дополнительно требует наличия продольных усиливающих элементов, связывающих между собой соответствующие углы торцевых рам в зоне грузозахватных приспособлений и, как следствие, также характеризуется высокими массой тары и трудоемкостью изготовления всего грузового контейнера.

Таким образом, в известных технических решениях грузовых контейнеров конструкция угловых соединительных элементов не обеспечивает эффективного восприятия и передачи как продольных, так и поперечных нагрузок, так как требует значительного увеличения габаритных размеров соединительных элементов или наличия дополнительных усиливающих элементов, что обуславливает высокие массу тары и трудоемкость изготовления всего грузового контейнера.

Цель - повышение надежности эксплуатации.

Изобретением решена задача создания грузового контейнера, в котором конструкция углового соединительного элемента и его расположение обеспечивают эффективное восприятие и передачу как продольных, так и поперечных нагрузок при существенном уменьшении массы тары и трудоемкости изготовления грузового контейнера в целом.

Поставленная задача решается тем, что в грузовом контейнере, содержащем цилиндрическую цистерну с расположенным на каждом из ее днищ кольцевым опорным элементом уголкового профиля, образованного двумя полками, одна из которых лежит в поперечной плоскости контейнера, две прямоугольные торцевые рамы, с закрепленными по их углам грузозахватными приспособлениями, а также угловые соединительные элементы, расположенные между кольцевыми опорными элементами и торцевыми рамами в зонах грузозахватных приспособлений, согласно изобретению, каждый угловой соединительный элемент выполнен в виде граненого желоба, соединенного своими торцами с кольцевым опорным элементом и торцевой рамой.

Такое конструктивное выполнение грузового контейнера позволяет обеспечить эффективное восприятие и передачу как продольных, так и поперечных эксплуатационных нагрузок угловыми соединительными элементами небольших габаритных размеров без необходимости применения дополнительных продольных усиливающих элементов и, тем самым, снизить массу тары и трудоемкость изготовления всего грузового контейнера.

Это достигается за счет того, что угловой соединительный элемент в виде граненого желоба обладает высокими прочностными и жесткостными характеристиками.

Граненая форма желоба является наиболее предпочтительной, так как характеризуется максимальной простотой, обеспечивает возможность высокотехнологического соединения желоба с торцевой рамой и кольцевым опорным элементом.

Ориентация такого желоба относительно цистерны, по существу, в ее радиально-продольном направлении способствует наиболее эффективному восприятию как поперечных, так и продольных нагрузок, так как в наибольшей мере соответствует направлению результирующего вектора реакций, возникающих в местах контакта грузозахватных приспособлений (угловых фитингов) при критических сочетаниях различных видов эксплуатационных нагрузок.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения желоб выполнен в виде двухгранника, ребро которого расположено в радиальной плоскости цистерны, а грани представляют собой две смежные пятиугольные поверхности, четыре торцевые кромки которых соединены с полками кольцевого опорного элемента, а противоположные им две торцевые кромки этих пятиугольных поверхностей соединены с торцевой рамой.

Такое выполнение углового соединительного элемента является наиболее простым и технологичным.

Такая конструкция позволяет обеспечить надежное, высокотехнологичное, неразъемное соединение путем сварки их торцевых кромок с обеими полками кольцевого опорного элемента и с торцевой рамой.

При этом надежность и высокая технологичность достигается за счет обеспечения возможности выполнения сварных швов достаточной длины и с полным проплавлением торцевых кромок.

Кроме того, использование возможности соединения двух торцевых кромок этих пятиугольных поверхностей с внутренними продольными стенками вертикальных стоек и поперечин торцевой рамы не требует выполнения специальных подгоночных работ при сборке грузового контейнера.

В одном из вариантов выполнения изобретения желоб снабжен дополнительным элементом, связывающим крайние грани углового элемента и кольцевой опорный элемент.

Такое конструктивное решение позволяет создать грузовой контейнер с относительно низкой массой тары при повышенной массе "БРУТТО".

Целесообразно, чтобы угловой соединительный и дополнительный элементы были выполнены перфорированными.

Такое конструктивное решение позволяет существенно снизить массу этих элементов при обеспечении требуемых прочностных характеристик и способствует снижению массы тары всего грузового контейнера.

Целесообразно также, чтобы каждый угловой соединительный и дополнительный элементы были выполнены гофрированными.

Такое конструктивное выполнение этих элементов позволяет также существенно снизить их массу при обеспечении требуемых жесткости и устойчивости.

Весьма целесообразно, чтобы каждый кольцевой опорный элемент был расположен на днище в зоне его максимальной кривизны, примыкающей к цилиндрической поверхности цистерны, и соединен с ним кромками своих обеих полок.

Такое решение позволяет наиболее равномерно воспринимать и передавать как продольные, так и поперечные нагрузки от цистерны к угловым грузозахватным приспособлениям торцевой рамы и, тем самым, способствует повышению надежности и снижению массы тары грузового контейнера.

В соответствии с одним из вариантов конструкции каждый кольцевой опорный элемент выполнен из отдельных сегментов, расположенных в зонах угловых соединительных элементов.

Такое конструктивное выполнение позволяет существенно снизить общую массу кольцевого опорного элемента и массу тары всего грузового контейнера.

В другом варианте выполнения изобретения каждый кольцевой опорный элемент представляет собой часть днища.

Такое конструктивное выполнение кольцевого опорного элемента позволяет уменьшить количество деталей и существенно снизить трудоемкость изготовления и массу тары всего грузового контейнера.

Весьма целесообразно, чтобы по меньшей мере один сегмент каждого кольцевого опорного элемента представлял собой часть днища.

Такое решение также позволяет уменьшить количество деталей и существенно снизить трудоемкость изготовления и массу тары грузового контейнера в целом.

На фиг. 1 изображен грузовой контейнер, общий вид; на фиг.2 - грузовой контейнер, вид сбоку; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.2; на фиг.5 - узел II на фиг.3; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.5; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.5; на фиг.9 - разрез Д-Д на фиг.8; на фиг.10 - вариант выполнения грузового контейнера; на фиг. 11 - узел III на фиг.10; на фиг.12 - разрез Е-Е на фиг.11; на фиг.13 - разрез Ж-Ж на фиг. 12; на фиг.14 - кольцевой опорный элемент грузового контейнера, вид с торца; на фиг.15 - вариант выполнения кольцевого опорного элемента грузового контейнера, вид с торца; на фиг.16 - разрез И-И на фиг. 14; на фиг. 17 - разрез К-К на фиг.14,15; на фиг.18 - вариант выполнения кольцевого опорного элемента, радиальный разрез в горизонтальной плоскости; на фиг. 19 - вариант выполнения кольцевого опорного элемента, радиальный разрез в зоне углового соединительного элемента; на фиг.20 - разрез Л-Л на фиг.15.

Грузовой контейнер содержит цилиндрическую цистерну 1 (фиг.1,2), состоящую из цилиндрической обечайки 2 круглого или некруглого поперечного сечения и приваренных к ней днищ 3.

На каждом из ее днищ 3 расположен кольцевой опорный элемент 4 уголкового профиля. Каждый кольцевой опорный элемент 4 жестко соединен с прямоугольной торцевой рамой 5 посредством четырех уголковых соединительных элементов 6.

Обечайка 2 цилиндрической цистерны 1 может быть выполнена из отдельных частей, соединенных между собой как кольцевыми, так и продольными швами.

В случае нескольких продольных швов обечайка 2 может быть выполнена с переменной толщиной стенок (из листов различной толщины). При этом для верхних листов такой обечайки 2 применяется листовой прокат меньшей толщины, чем для нижнего листа.

Днища 3 в зависимости от формы обечайки 2 также могут быть круглого или некруглого поперечного сечения и иметь различную форму продольного сечения, как правило, переменной кривизны. В случае цилиндрической обечайки 2 круглого сечения наиболее предпочтительными являются эллиптические днища 3.

Цилиндрическая цистерна 1 может быть снабжена наружными усиливающими кольцами 7, распределенными по длине обечайки 2, и расположена как горизонтально, так и с наклоном для обеспечения полного слива продукта.

В верхней части цилиндрической цистерны 1 расположены лазовый люк 8 и арматурный отсек 9. В нижней части цилиндрической цистерны 1 на усиливающих кольцах 7 установлены четыре кронштейна 10 с контактными площадками 11 для транспортировки грузового контейнера на шасси (не показано).

Цилиндрическая цистерна 1 может быть оборудована системой обогрева, а также снабжена теплоизоляцией.

Каждая торцевая рама 5 грузового контейнера содержит две вертикальные стойки 12 (фиг.1,2,3), верхнюю 13 и нижнюю 14 поперечины. Каждый из углов торцевой рамы 5 снабжен грузозахватными приспособлениями 15 (стандартными угловыми фитингами). Расстояние между фитингами 15 по ширине, высоте, а также длине должны соответствовать международному стандарту на контейнеры.

Фитинги 15 предназначены для подъема грузового контейнера, крепления его на транспортных средствах и соединения грузовых контейнеров между собой при штабелировании.

Фитинги 15 изготавливают из сталей определенных марок и крепят по углам торцевых рам 5 с помощью сварки.

Нижние угловые фитинги 15 для лучшего восприятия и передачи продольных нагрузок в случаях повышенной массы "БРУТТО" могут быть подкреплены распорками 16 (фиг.1,2).

Каждый угловой соединительный элемент 6 выполнен в виде граненого желоба, грани которого всегда образуют между собой тупые углы. Желоб образован по меньшей мере двумя гранями, ориентирован относительно цистерны 1 в радиально-продольном направлении и жестко соединен с помощью сварки с кольцевым опорным элементом 4 и торцевой рамой 5.

Каждый угловой соединительный элемент 6 в виде желоба может быть образован также несколькими, например тремя, гранями и иметь переменные или постоянные по его длине, симметричные или несимметричные поперечные сечения.

Угловой соединительный элемент образует с кольцевым опорным элементом 4 и торцевыми рамами 5 сварные соединения одного типа и приваривается к ним своими торцевыми кромками сварными швами также одного типа.

В некоторых конструктивных исполнениях угловой соединительный элемент в виде граненого желоба может примыкать торцевыми кромками только к одной из полок кольцевого опорного элемента 4 или к его ребру.

В предпочтительном варианте выполнения угловой соединительный элемент выполнен в виде двухгранника, ребро 17 (фиг.5) которого расположено, по существу, в радиальной плоскости цистерны 1.

Грани двухгранника представляет собой две смежные пятиугольные поверхности 18,19 (фиг.4,5,6,7,8,9). Четыре торцевые кромки 20,21,22,23 этих пятиугольных поверхностей 18,19 жестко соединены с помощью сварки с обеими полками 24,25 кольцевого опорного элемента 4. Противоположные им две торцевые кромки 26,27 жестко соединены также сваркой с внутренними продольными стенками стойки 12 (фиг.4,5,6,7) и поперечины 14 или 13 (фиг.3).

Такое выполнение углового соединительного элемента 6 в виде двухгранника является наиболее простым и технологичным. Оно позволяет за счет достаточной ширины внутренних продольных стенок стоек 12 и поперечин 13,14 компенсировать отклонения от номинальных размеров всех собираемых элементов и не требует выполнения подгоночных операций для обеспечения стандартной длины грузового контейнера по грузозахватным приспособлениям 15 (угловым фитингам).

Кроме того, при таком выполнении углового соединительного элемента 6 его пятиугольные поверхности 18,19 примыкают к полкам 24,25 кольцевого опорного элемента 4 и внутренним продольным стенкам стоек 12 и поперечин 13,14 торцевой рамы 5 под тупыми углами, близкими к 135^о, образуя своими привариваемыми торцевыми кромками 20,21,22,23,26,27 удобную для сварки v-образную разделку, что способствует полному их проплавлению при ведении сварки со стороны указанных тупых углов и плавному замыканию силового потока.

Для снижения концентраций напряжений путем избежания пересекающихся сварных швов угловой соединительный элемент в месте примыкания к углу торцевой рамы может иметь небольшой вырез (фиг.3,5,11,14,15).

Пятиугольные поверхности 18,19 такого углового соединительного элемента 6 могут иметь различную форму, например, форма пятиугольной поверхности может быть образована ромбом или трапецией и примыкающим к ним со стороны кольцевого опорного элемента 4 треугольником.

Целесообразно для обеспечения взаимозаменяемости угловых соединительных элементов 6, чтобы контур торцевых рам 5 был близок к квадрату, при этом кольцевые опорные элементы 4 располагаются симметрично этому внутреннему контуру.

Такое конструктивное решение достигается за счет соответствующего подбора поперечных сечений стоек 12 и поперечин 13,14, а также их взаимного расположения.

Угловой соединительный элемент в виде двухгранника может быть применен в конструкции грузового контейнера как во всех его восьми углах, так и в четырех нижних или четырех верхних углах в сочетании с другими вариантами исполнения желоба.

Угловой соединительный элемент 6 снабжен дополнительным элементом 28 (фиг.10,11,12,13), связывающим его грани и кольцевой опорный элемент 4.

Такое конструктивное решение обеспечивает повышение надежности и позволяет создать грузовой контейнер с относительно низкой массой тары при повышенной массе "БРУТТО".

Наличие дополнительного элемента 28 позволяет достигать рационального соотношения между длинами сварных швов со стороны соединительного опорного кольцевого элемента 4 и торцевой рамы 5.

Дополнительные элементы 28 предпочтительно выполнять из листового проката в виде четырехугольной плоской поверхности, имеющей форму прямоугольника, квадрата или трапеции. Две противоположные боковые кромки 29,30 (фиг.11,12,13) такой поверхности жестко соединены с помощью сварки с гранями углового соединительного элемента 6, выполненными, например, в виде пятиугольных поверхностей 18,19.

Обращенная к кольцевому опорному элементу 4 торцевая кромка 31 такого дополнительного элемента 28 жестко соединена с помощью сварки с поперечной полкой 24 кольцевого опорного элемента 4.

Дополнительный элемент 28 может быть также выполнен в виде плоской пятиугольной поверхности и соединяться в этом случае также и с торцевой рамой 5, образуя с соединяемыми элементами замкнутую плоскость.

Конструкция дополнительных элементов 28, так же как и угловых соединительных элементов 6 для снижения концентрации напряжений при исключении пересечения сварных швов, предусматривает небольшие вырезы по углам.

Такие вырезы не исключают общей формы угловых соединительных 6 и дополнительных элементов 28 и являются конструктивным приемом, повышающим эксплуатационную надежность грузового контейнера.

Дополнительные элементы могут быть установлены как во всех восьми углах, так и в четырех нижних углах грузового контейнера. Грани углового соединительного элемента 6, а также дополнительный элемент 28 целесообразно выполнять перфорированными. Такое выполнение позволяет существенно снизить их массу при обеспечении требуемых прочностных характеристик.

Снижение массы граней углового соединительного элемента 6, а также дополнительного элемента 28 также может быть достигнуто путем выполнения их из более тонкого листового проката гофрированными для обеспечения достаточной жесткости и устойчивости. Форма перфорации и гофрирования может быть различной.

Кольцевой опорный элемент 4 (фиг.14,16,17) расположен на днище 3 в зоне его максимальной кривизны, примыкающей к цилиндрической обечайке 2 цистерны 1, и соединен с ним кромками 32,33 обеих полок 24,25. При этом полки 24,25 кольцевого опорного элемента 4 могут быть одинаковыми или разными по ширине и располагаться между собой как под прямым, так и отличным от прямого углом. Кольцевой опорный элемент 4 может также состоять из нескольких частей, например, из сваренных между собой полок 24,25, изготовленных из листового и полосового проката. Соединение полок 24,25 кольцевого опорного элемента 4 с днищем 3 может быть выполнено как непрерывными, так и прерывистыми сварными швами.

Кольцевой опорный элемент 4 может быть выполнен из отдельных сегментов 34 (фиг. 15,20), расположенных в зоне угловых соединительных элементов 6, что позволяет существенно снизить его массу, при этом кольцевой опорный элемент 4 может состоять из двух, трех или четырех отдельных сегментов 34.

Кольцевой опорный элемент 4 или его отдельные сегменты 34 (фиг. 14,15,18,19) может представлять собой часть 35 днища 3, что может быть выполнено любым известным способом, например, раскаткой, штамповкой в слитке замкнутого кольцевого опорного элемента 4, или штамповкой в случае выполнения кольцевого опорного элемента 4 из отдельных сегментов 34.

Такое конструктивное решение кольцевого опорного элемента 4 выгодно отличается меньшим количеством деталей, существенно меньшей трудоемкостью изготовления и металлоемкостью, а также обладает более высоким качеством.

Преимущества описанных конструктивных решений особенно заметны в контейнерах с повышенной массой "БРУТТО" и соответствующими ей повышенными эксплуатационными нагрузками. Техническое решение предлагаемого грузового контейнера предполагает следующую технологию его общей сборки.

В начале в сборочном стенде устанавливают и жестко фиксируют ранее изготовленные торцевые рамы 5 с обеспечением заданных стандартных размеров между угловыми фитингами 15. Далее относительно торцевых рам 5 устанавливают также ранее изготовленную цистерну 1. Затем под усиливающие кольца 7 устанавливают и закрепляют сваркой все четыре кронштейна 10 с обеспечением требуемого стандартного размера по высоте между контактными площадками 11 и опорными поверхностями нижних угловых фитингов 15.

После этого устанавливают соединительные элементы 6 и закрепляют их торцевые кромки сваркой к кольцевым опорным элементам 4 и торцевым рамам 5. При необходимости устанавливают дополнительные элементы 28. Собранный таким образом грузовой контейнер передают из сборочного стенда в кантователь для выполнения сварочных работ. Грузовой контейнер эксплуатируется по известным правилам эксплуатации.

Использование: изобретение относится к таре для хранения и транспортирования жидкости, газа и сыпучих материалов. Грузовой контейнер содержит цилиндрическую цистерну 1 с расположенным на каждом из ее днищ 3 кольцевым опорным элементом 4 уголкового профиля. В контейнер входят также две прямоугольные торцевые рамы 5 с закрепленными по их углам грузозахватными приспособлениями 15, а также угловые соединительные элементы 6, связывающие кольцевые опорные элементы 4 и торцевые рамы 5. Каждый соединительный элемент 6 выполнен в виде граненого желоба, образованного по меньшей мере двумя гранями. в предлагаемой конструкции контейнера за счет оптимальной конструкции угловых соединительных элементов 6 и рационального их расположения обеспечиваются эффективное восприятие и передача всех видов эксплуатационных нагрузок при малой массе тары и низкой трудоемкости изготовления всего контейнера. Изобретение может быть использовано для контейнеров с относительно низкой массой тары при повышенной массе "БРУТТО". 8 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. ГРУЗОВОЙ КОНТЕЙНЕР, включающий цилиндрическую цистерну с днищами и вертикальными торцевыми рамами, с закрепленными по углам последних грузозахватными приспособлениями, размещенными на днищах кольцевые опорные элементы, каждый из которых имеет форму уголкового профиля, образованную двумя полками, и угловые соединительные элементы, расположенные в зонах размещения грузозахватных припособлений между кольцевыми опорными элементами и торцевыми рамами, отличающийся тем, что каждый угловой соединительный элемент выполнен в виде граненого желоба, соединенного торцевыми участками с кольцевым опорным элементом и торцевой рамой. 2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что что по меньшей мере каждый нижний или верхний угловой соединительный элемент выполнен в виде двухгранника, размещенного так, что его ребро расположено в радиальной плоскости цистерны, а грани его имеют форму двух смежных пятиугольных поверхностей, причем четыре торцевых кромки граней соединены с полками кольцевого опорного элемента, а противоположно им расположенные две торцевые кромки граней соединены с соответствующей торцевой рамой. 3. Контейнер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что по меньшей мере каждый соединительный элемент снабжен дополнительным элементом для соединения крайних граней соединительного элемента с кольцевым опорным элементом. 4. Контейнер по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что каждый угловой соединительный и дополнительный элементы выполнены гофрированными. 5. Контейнер по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что каждый угловой соединительный и дополнительный элементы выполнены перфорированными. 6. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что каждый кольцевой опорный элемент расположен в зоне максимальной кривизны днища, примыкающей к цилиндрической поверхности цистерны, и соединен с днищем посредством кромок обеих полок. 7. Контейнер по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что каждый кольцевой опорный элемент выполнен прерывистым из отдельных сегментов, расположенных в зонах размещения угловых соединительных элементов. 8. Контейнер по п. 6, отличающийся тем, что каждый кольцевой опорный элемент образован участками соответствующего днища. 9. Контейнер по п. 7, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сегментов каждого опорного кольцевого элемента образован участком соответствующего днища.