ЦИСТЕРНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B65D88/12 

Предлагаемое изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к большегрузным автомобильным цистернам.

Известна автомобильная большегрузная цистерна (см. а. с. СССР N 1055092, кл. В 65 D 88/12, В 60 F 3/22, 1982), содержащая установленную на раме обечайку с перегородками и усиливающим элементом, выполненным в виде одной формы, укрепленной внутри цистерны в продольном направлении в вертикальной плоскости.

Недостаток цистерны заключается в ее повышенной материалоемкости, которая объясняется наличием фермы во внутренней полости цистерны с верхней и нижней балками, соединенными между собой раскосами. Размещение перегородок на раскосах также способствует увеличению массы цистерны по сравнению с перегородками, расположенными в плоскости под прямым углом к образующей.

Другим недостатком цистерны является ее значительная трудоемкость изготовления, сложность сборки и сварки фермы с обечайкой, которая обусловлена тем, что раскосы фермы расположены к внутренней поверхности обечайки под углом, отличным от прямого. По этой причине установка раскосов фермы относительно внутренней поверхности обечайки и соединение их сварными швами с ней является весьма трудоемкой технологической операцией. Большое число требуемых сварных швов, которые дают повод к появлению усадочных напряжений и дефектов в сварных швах, и, кроме того, требуют исключительно больших трудозатрат. Возникающие явления коррозии и образования ржавчины на поверхностях, находящихся внутри корпуса и в области швов емкости, не могут быть распознаны и поэтому являются фактором ненадежности при длительной эксплуатации цистерны.

Известна транспортная цистерна (см. патент США N 2417337, кл. 220-22, 1947), главным несущим элементом которой являются крестообразные переборки. Наличие многочисленных перегородок в цистерне исключает возможность технического обслуживания и проведения ремонтных работ внутри цистерны, усложняет технологию изготовления из-за большого количества сварочных швов в труднодоступных местах.

Известна также цистерна для хранения и транспортирования жидкостей (см. патент ФРГ N 903309, кл. 63 С, 47/07, 1954), содержащая корпус с днищем, верхним и нижним несущими основаниями, соединенными поперечными и продольными волнорезами.

Недостаток цистерны заключается в сложности конструкции, обусловленной введением наклонных волнорезов и решетчатых боковых стенок средней фермы, а также трех различных конфигураций резервуара (нижнее и верхнее основания, боковины). Кроме того, наличие решетчатого каркаса фермы затрудняет техническое обслуживание и проведение ремонтных работ внутри цистерны. Практическая невозможность установки поперечных волнорезов в боковых секциях и продольных волнорезов в средней ферме ухудшает устойчивость цистерны. Строго определенное место расположения опор подвески исключает унификацию емкостей в зависимости от вместимости цистерны. При опорожнении одного из отсеков резервуара нарушается его развесовка, и использование цистерны в совокупности с транспортным средством исключается, что снижает ее надежность и функциональность.

Известна большегрузная автоцистерна АЦ-9, 5-2555Б (см. книгу К. В. Рыбаков, В. А. Митягин. Автомобильные цистерны для нефтепродуктов. М. Транспорт, 1989, с. 69).

Внутри эллиптической цистерны установлены с определенным интервалом и приварены к ее внутренней поверхности кольца жесткости, наружный контур которых соответствует контуру поперечного сечения внутренней поверхности цистерны. На среднем из колец установлены съемные волнорезы, разделяющие цистерну на две равные по объему части.

Недостатком автоцистерны является ее довольно низкая технологичность и, следовательно, более высокая трудоемкость изготовления. Низкая технологичность обусловлена тем, что кольца жесткости изготавливаются вручную. И хотя точность их изготовления может быть достигнута в зависимости от квалификации рабочего и хорошо продуманного и тщательно выполненного приспособления, последующая их установка во внутреннюю полость обечайки цистерны и соединение со стенкой обечайки при помощи сварки являются весьма трудоемкими технологическими операциями. Трудоемкость установки колец жесткости во внутреннюю полость обечайки цистерны обусловлена нарушением проектной формы обечайки цистерны, которое (нарушение) вызвано, главным образом, процессом сварки и остаточной деформацией после технологического цикла формовки обечайки. Устранение коробления в процессе сборки цистерны осуществляют, как правило, ручной правкой ударами, которая может сопровождаться изменением механических свойств металла в отдельных зонах с резким возрастанием их чувствительности к концентрации напряжений. Кроме того, коробление ухудшает внешний вид изделия, а с помощью ручной правки если и добиваются устранения коробления, то внешний вид изделия оставляет желать лучшего.

Известна конструкция железнодорожной цистерны (см. СССР, авт. св. N 365294, кл. В 61 D 5/00, В 65 D 87/06, 1973), котел которой для обеспечения его жесткости выполнен с кольцевыми усиливающими элементами на обечайке в виде гофров, глубина которых в нижней части обечайки котла выполнена уменьшающейся до нуля в точках пересечения обечайки с вертикальной продольной плоскостью симметрии цистерны.

Недостаток известной конструкции заключается в том, что при выполнении гофров на обечайке цистерны, обращенных выпуклой поверхностью от ее центра, неизбежно образование внутренними полостями гофров застойных зон, препятствующих полному сливу транспортируемой жидкости. В особенности это имеет место при изготовлении эллиптической цистерны, либо цистерны с поперечным сечением "чемодан", в которых кривизна нижней части меньше кривизны цилиндрической цистерны одной и той же емкости. Другой недостаток цистерны заключается в ее неудовлетворительной жесткости, которая обусловлена переменной высотой гофров, которая в нижней части котла сходит на нет, т.е. равна нулю.

Из известных транспортных цистерн наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности и выполняемой функции является цистерна по авт. св. N 365294.

Одной из задач предлагаемого изобретения является обеспечение полного слива продукта из цистерны, поверхность которой выполнена с кольцевыми гофрами на обечайке.

Другая задача изобретения заключается в повышении жесткости цистерны с кольцевыми гофрами на обечайке. Поставленные задачи достигаются тем, что в известной цистерне для транспортирования жидкости, содержащей резервуар с днищами и люком с крышкой, корпус которого (резервуара) выполнен с поперечными кольцевыми гофрами, последние выполнены у основания корпуса прерывистыми, с образованием расположенного вдоль основания канала для беспрепятственного слива остатков транспортируемой жидкости.

Вершины гофр на стенке резервуара направлены вовнутрь корпуса цистерны.

Деформирование боковой оболочки резервуара с образованием на его поверхности поперечных кольцевых прерывистых у основания гофров, выполненных с определенным интервалом, позволило добиться такой жесткости резервуара, которая (жесткость) противостоит действию радиальных усилий, сохраняет заданную форму, предохраняет от смятия резервуара в нагруженном состоянии. Жесткость резервуара увеличилась за счет выполнения гофров неизменными по высоте в любом их поперечном сечении. Выполнение гофров прерывистыми у основания корпуса резервуара с симметричным расположением их правых и левых концов соответственно вдоль правой и левой образующих корпуса с образованием канала позволило беспрепятственно сливать остатки транспортируемой жидкости при опорожнении цистерны, т.е. улучшить ее функциональность. Полному сливу остатков транспортируемой жидкости способствует также то, что вершины гофр направлены вовнутрь корпуса цистерны, т.е. исключено тем самым образование полостей, карманов, донные поверхности которых были бы расположены ниже поверхности дна канала резервуара для слива остатков транспортируемой жидкости. Кроме того, недеформированный (без гофров) участок в основании резервуара вдоль его образующей способствует жесткости резервуара цистерны, противостоящей усилиям, направленным вдоль оси цистерны, возникающим, например, в нагруженной цистерне при изменении скорости ее движения.

На приведенных чертежах изображена цистерна для транспортирования жидкости, подтверждающая возможность осуществления изобретения в промышленности при всей совокупности существенных признаков, указанных в его формуле, где на фиг. 1 общий вид цистерны на шасси автомобиля в аксонометрии; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 увеличенное фрагментарное изображение узла I на фиг. 2.

Автоцистерна содержит шасси 1, на котором установлен и закреплен резервуар 2 с люком 3 и крышкой 4. Во внутренней полости резервуара 2 цистерны (см. фиг. 2) установлен волнорез 5, предназначенный для уменьшения усилий, действующих на днища цистерны путем разделения ее внутреннего объема на части и уменьшающего таким образом величину подвижной массы транспортируемой жидкости вдвое. В заднем днище цистерны у ее основания размещен сливной патрубок 6 с запорным клапаном 7 на наружной части патрубка 6. Для придания тонкостенному резервуару 2 определенной жесткой формы его боковая цилиндрическая стенка деформирована с образованием на ней поперечных гофров 8, обращенных выпуклой поверхностью вовнутрь резервуара.

Гофры 8 выполнены прерывистыми у основания резервуара для образования в его недеформированном участке канала "а" для беспрепятственного слива остатков транспортируемой жидкости из цистерны. Размеры гофров 8, их форма, а также шаг между двумя соседними гофрами определяют расчетным путем и окончательно устанавливают из наличия требуемой технологической оснастки на предприятии. Выполнение гофров на стенке резервуара осуществляют на стандартном вальцовочном оборудовании с использованием средств технологического оснащения.

Автоцистерна для транспортирования жидкости работает следующим образом. Через люк 3, предварительно открыв крышку 4 и закрыв проход в патрубке 6 клапаном 7, заливают в цистерну жидкость, предназначенную для транспортирования. После окончания заправки закрывают крышку 4 на люке 3 цистерны, т. е. автоцистерна подготовлена к транспортированию жидкого груза. Слив жидкости из цистерны осуществляют через сливной патрубок 6, открыв проход в нем при помощи клапана 7. Благодаря наличию недеформированного участка в основании резервуара цистерны, отсутствия гофров на этом участке, остатки жидкости стекают беспрепятственно по каналу "а" к сливному патрубку 6.

Предлагаемая транспортная автоцистерна имеет преимущество, заключающееся в уменьшении трудоемкости изготовления, в более высокой технологичности и снижении материалоемкости, которые объясняются заменой колец жесткости, придающих резервуару цистерны заданную жесткую форму, на гофры, выполняемые на боковой цилиндрической стенке резервуара цистерны.

Использование: изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к большегрузным автомобильным цистернам для транспортирования жидких сред. Сущность изобретения: автоцистерна содержит шасси 1, резервуар 2, люк 3 с крышкой 4, волнорез, сливной патрубок 6 с запорным клапаном 7. Оболочка резервуара 2 деформирована с образованием на ее боковой поверхности поперечных кольцевых прерывистых у основания гофров 8, образующих во внутренней полости в недеформированном участке основания вдоль его канала "а" для беспрепятственного слива остатков транспортируемой жидкости из цистерны. Гофры 8 направлены вершинами вовнутрь резервуара 2 цистерны. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1 1. Цистерна для транспортирования жидкости, содержащая резервуар с днищами и люком с крышкой, корпус которого выполнен с поперечными кольцевыми гофрами, отличающаяся тем, что гофры выполнены у основания корпуса прерывистыми с образованием расположенного вдоль основания канала для беспрепятственного слива остатков транспортируемой жидкости.2 2. Цистерна по п.1, отличающаяся тем, что вершины гофр направлены вовнутрь корпуса цистерны.