АВТОЦИСТЕРНА-ПОЛУПРИЦЕП ДЛЯ КРИОПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК F17C13/08 F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, конкретно - к специальным автотранспортным средствам для перевозки криопродуктов, преимущественно, сжиженного природного газа.

Известна цистерна-полуприцеп по а.с. СССР N 1168478 кл. B 65 D 88/12, публ. 1985, содержащая несущий корпус, внутри которого установлена перфорированная перегородка, разделяющая внутренний объем цистерны на две части, и поплавковый успокоитель уровня жидкости. Указанная цистерна, предназначенная для перевозки жидких грузов при температуре окружающей среды, непригодна для транспортирования криожидкостей, поскольку не имеет специальных средств термозащиты для перевозимого груза.

Известна также автомобильная цистерна по а.с. СССР N 1270056, (кл. B 65 D 88/12, публ. 1986), содержащая корпус, в котором посредством пружинно-натяжных приспособлений установлены три горизонтальные перегородки, делящие внутреннюю емкость на четыре секции. Данная автоцистерна также непригодна для перевозки криожидкости по причине плохой теплоизоляции ее внутреннего объема от окружающей среды.

Известна цистерна для транспортировки криожидкости, содержащая наружный герметичный корпус, внутри которого закреплена подвижно на концевых опорах внутренняя емкость для криожидкости, теплоизолированая от корпуса термоэкраном (см. а.с. СССР N 1624242, кл. F 17 C 13/08, 1991 - прототип).

Указанная конструкция, предназначенная для перевозки жидкого кислорода или водорода, непригодна для транспортирования сжиженного природного газа (СПГ), который используется в качестве топлива.

Проблема в том, что СПГ по сравнению с традиционными топливами (бензин, керосин и т.п.) имеет приблизительно вдвое меньшую плотность. Поэтому вместимость емкостей, обеспечивающих полноценную доставку СПГ взамен традиционных топлив, также должна быть вдвое большей. При этом рабочее давление паров газа в криогенных емкостях может достигать 30 кгс/кв.см (См., например, научно-технический отчет ВНИИГАЗа "Использование сжиженного природного газа в качестве топлива для железнодорожного, водного и автомобильного транспорта", раздел ТЭДа, с. 119, М., 1982 г.). По этой причине проектирование по указанной выше схеме автоцистерна для СПГ с внутренней криогенной емкостью соответствующей вместимости и рассчитанной на рабочее давление паров газа встречает серьезные технологические трудности.

Цель изобретения - улучшение технологичности и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в автоцистерне-полуприцепе, содержащей колесную тележку, седло, закрепленные на несущем герметичном корпусе, внутри которого на концевых опорах подвижно закреплена теплоизолированная от корпуса емкость для криопродукта; указанная емкость выполнена в виде подвешенного внутри корпуса мультибака, состоящего из собранных в пакет отдельных баллонов, при этом устройство подвески пакета включает соединенное с корпусом и концевыми опорами радиальными и осевыми тягами центральное кольцо с ложементами для баллонов, при этом каждый баллон закреплен на ложементе через радиальное отверстие в его стенке сквозным болтом.

Пакет снабжен шкворнем (вертикальным пальцем), связанным с корпусом при помощи цилиндрического шарнира, у которого ось расположена горизонтально в плоскости центрального кольца.

Достигаемый технический результат состоит в том, что криогенная емкость выполнена в виде мультибака - собранных в пакет отдельных баллонов, каждый из которых изготовить технологически значительно проще, чем большой монобак соответствующей вместимости (улучшение технологичности).

Другой технический результат заключается в том, что утечка, возникшая в одном из баллонов, не приведет к потере всего перевозимого объема СПГ (повышение надежности).

На фиг. 1 показан общий вид автоцистерны-полуприцепа; на фиг. 2 - продольное сечение цистерны; на фиг. 3 - его поперечное сечение; на фиг. 4 - узел болтового соединения баллона с ложементом.

Автоцистерна-полуприцеп для криопродуктов включает колесную тележку 1 и седло 2, прикрепленные к несущему корпусу 3, внутри которого имеются передняя 4 и задняя 3 концевые опоры, на которых установлены с возможностью вращения диски 6 и 7 соответственно.

Внутренняя емкость для криопродукта выполнена в виде мультибака, состоящего из собранных в пакет баллонов 8. В примере конкретного исполнения мультибак состоит из пяти баллонов.

Баллоны 8 прикреплены к ложементам 9 при помощи сквозных болтов 10, пропущенных через радиальные отверстия "а" в станках баллонов. Ложементы 9 закреплены на центральном опорном кольце 11, которое при помощи осевых 12 и радиальных 13 тросово-цепных тяг связано с корпусом 3.

Каждый баллон 8 имеет на концах цапфы 14, 15, которые размещены в отверстиях, выполненных в дисках 6,7.

С мультибаком жестко соединен шкворень 16, связанный с корпусом посредством цилиндрического шарнира 17, ось которого лежит в плоскости кольца.

Пространство между баллонами и станками корпуса заполнено теплоизолирующим материалом термоэкрана (условно не показан).

Согласно описанной выше схеме разработана проектная документация на мультибак для перевозки СПГ, в которой предусмотрено использование хорошо освоенной конверсионными предприятиями технологии изготовления длинномерных криогенных баллонов. Конструкторская документация на автоцистерну-полуприцеп предусматривает ее подстыковку к серийно выпускаемому автотягачу КамАЗ-54112.

Разработан вариант мультибака, в котором заправочные магистрали от отдельных баллонов сведены в общий коллектор и снабжены арматурой, обеспечивающей общее или частичное сообщение баллонов между собой.

конструкция предлагаемый автоцистерны позволяет практически полностью предохранить пакет баллонов от изгибающих и скручивающих нагрузок. При колебаниях корпуса вокруг попе речной и продольной осей, подвесная система, состоящая из центрального опорного кольца и упругих связей, воспринимая на себя все динамические перегрузки, предохраняет мультибак от разрушающих деформаций.

Шкворень 16 с цилиндрическим шарниром 17 предотвращает крутильные колебания мультибака вокруг продольной оси, возникающие при езде с несимметричной загрузкой, когда центр тяжести груза не совпадает с центром опорного кольца. При этом цилиндрический шарнир не препятствует линейным перемещениям пакета вдоль оси автоцистерны.

Тросово-цепные тяги, обладающие низкой теплопроводностью, играют роль термомостов и обеспечивают хорошую тепловую изоляцию мультибака от стенок корпуса автоцистерны.

Сущность изобретения: автоцистерна содержит несущий корпус, внутри которого подвешена теплоизолированная емкость для криопродуктов. Емкость выполнена в виде пакета баллонов. Каждый баллон прикреплен сквозным болтом к ложементу, установленному на центральном кольце, которое подвешено внутри корпуса при помощи осевых и радиальных тросово-цепных тяг. Концы баллонов связаны при помощи дисков, установленных с возможностью вращения на опорах, закрепленных на корпусе цистерны. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Автоцистерна-полуприцеп для криопродуктов, преимущественно для сжиженного природного газа, содержащая колесную тележку, седло, закрепленные на несущем корпусе, внутри которого на концевых опорах подвижно установлена теплоизолированная от корпуса емкость для криопродукта, отличающаяся тем, что емкость выполнена в виде подвешенного внутри корпуса мультибака, состоящего из собранных в пакет отдельных баллонов, при этом устройство подвески пакета включает соединенное с корпусом подвижными радиальными и осевыми связями центральное кольцо с ложементами для баллонов, причем на ложементе каждый баллон закреплен через радиальное отверстие в его стенке сквозным болтом. 2. Автоцистерна по п.1, отличающаяся тем, что пакет снабжен шкворнем, связанным с корпусом при помощи цилиндрического шарнира, у которого ось расположена горизонтально в плоскости центрального кольца. 3. Автоцистерна по п.1, отличающаяся тем, что баллоны снабжены магистралями, выполненными с возможностью сообщения между ними.