ЕМКОСТЬ Российский патент 1998 года по МПК B65D6/28 

Изобретение относится к устройствам для хранения и транспортирования жидких, сыпучих материалов.

Известна сборно-разборная емкость для хранения и транспортирования в пакетном виде жидких, сыпучих и штучных материалов, содержащая шестигранный корпус, состоящая из двух трапециевидных желобов и торцевых крышек. Хранение жидких, сыпучих и штучных материалов осуществляется в запаянных полиэтиленовых мешках, выполняющих функцию герметика, а сама емкость работает как защитный кожух. Такая емкость характеризуется унификацией составных элементов и большим коэффициентом заполняемости объема транспорт.

Недостатками данной емкости являются негерметичность емкости, что требует использования дополнительных материалов и затрат для герметичного хранения продуктов, большая удельная площадь поверхности требует повышенной материалоемкости, что в свою очередь увеличивает стоимость объекта.

Известен контейнер для жидких грузов, который относится к возвратной таре для жидких грузов, в частности для нефтепродуктов, и состоит из двух одинаковых половин, выполненных в виде усеченных четырехгранных пирамид, связанных между собой посредством объемного соединения. Данная конструкция имеет повышенное удобство пользования за счет установки контейнера на одну из граней, что позволяет компактно складировать как заполненные контейнеры, так и их часть, а также за счет облегчения загрузки и очистки.

Недостатками известного контейнера являются малая надежность сохранения герметичности при транспортировке за счет использования дополнительного разъемного соединения по контуру оснований усеченных пирамид, повышенная металлоемкость за счет неэффективной изменяемой формы четырехгранника (для обеспечения жесткости и устойчивости формы необходимы диагональные связи в основании пирамид) и за счет необходимости достижения достаточной жесткости конструкции при укладке контейнера на одну из граней, а также при укладке контейнеров друг на друга при транспортировке.

Близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является емкость, состоящая из каркаса из четырех симметричных рам с прорезами, входящими одна в другую с образованием объемной решетки в виде трех- четырехугольников, на котором закреплены соответственно трех- четырехугольные элементы оболочки. В зависимости от формы выполнения рам, а это в виде колец или равносторонних шестиугольников, емкость может быть выполнена сферической формы или в виде двух коаксиально расположенных усеченных пирамид, грани которых выполнены четырех- и трехугольными элементами, которые чередуются между собой [1].

Недостатком таких конструкций являются многодельность, высокая трудоемкость изготовления и сборки, большой расход материала. Это оправдывается только при использовании емкости для хранения сжиженных газов, т.е. при хранении продукта под высоким давлением.

Емкость сферической формы является наиболее оптимальной формой емкости в плане наименьшей удельной площади поверхности, но сложна в изготовлении. В известной конструкции за счет использования криволинейной формы четырехрамочного каркаса и составных элементов двоякой кривизны намного усложняется изготовление элементов конструкции, ее сборка, в результате повышается стоимость объекта в целом.

Емкость в виде многогранника (прототипа), образованного двумя коаксиально расположенными усеченными пирамидами и выполненного из четырех рамок шестиугольной формы и плоских составных элементов, менее сложна в изготовлении и сборке за счет использования плоских составных элементов, но изготовление каркаса из большого набора отправочных рамок и его сборка достаточно трудоемки за счет выполнения конструкции рамок трех различных модификаций, и, кроме того, за счет большой удельной площади поверхности требуется повышенный расход материала на оболочку, в результате повышается себестоимость объекта.

Целью изобретения является разработка конструкции емкости, простой в изготовлении и сборке с пониженной металлоемкостью и с удельной площадью поверхности, приближенной к удельной площади поверхности сферы.

Цель достигается тем, что емкость, включающая две коаксиально расположенные части в виде усеченных пирамид, образованных каркасом и оболочкой, выполненной из плоских составных элементов в виде чередующихся между собой трех- четырехугольников, содержит расположенную между усеченными пирамидами третью часть в виде призмы, образованную каркасом и оболочкой, выполненной в виде четырехугольников, причем все три части емкости образуют ромбокубооктаэдр, и все три части емкости имеют одинаковое количество составных элементов, которые соединены между собой встык с образованием в местах их соединений ребер легкого каркаса или выполнены с отгибами по контуру каждого элемента и при присоединении между собой образуют более жесткий каркас, кроме того, каркас может быть собран из рам, выполненных из уголков в виде равносторонних восьмиугольников в количестве не менее шести, которые расположены попарно параллельно и взаимно перпендикулярно пара паре, а оболочка каждой из трех частей емкости выполнена из единого листа со сгибами заготовки в местах предполагаемых сопряжений между собой составных элементов с образованием форм в виде призмы двух усеченных пирамид, причем емкость, образованная данными заготовками, имеет жесткий каркас, собранный из рам, или ее каркас образован сгибами заготовки и местами сопряжений по основаниям призмы и усеченных пирамид и по крайним граням.

Предложенная форма выполнения емкости в виде ромбокубооктаэдра по сравнению с прототипом имеет наименьшую удельную площадь поверхности за счет приближения ее к сферической форме и конструктивно проще в изготовлении за счет высокой унификации и простоты изготовления как элементов оболочки, так и каркаса. Между остальными отличительными признаками и целью изобретения также существует причинно-следственная связь:
1. При сварке составных элементов встык получается шов, жесткость которого по сравнению с материалом элемента выше, например на 70-80%, и, таким образом, получается своего рода каркас, который вполне достаточен по прочности, чтобы емкость (объем до 2,5 м³) была надежна в эксплуатации. Таким образом, достигается упрощение конструкции и технологии сборки, а также снижение металла за счет отсутствия элементов каркаса.

2. При соединении составных элементов между собой отгибами получают каркас, который по сравнению с материалом элементов имеет прочность и жесткость выше в 2-3 раза за счет: первое - сварного шва, второе - двойного утолщения оболочка при нахлесте отгибов. Выполнение составных элементов с отгибами ненамного усложняет конструкцию элементов и совсем не усложняет сборку емкости, а образованный таким образом каркас имеет достаточную прочность и жесткость, чтобы емкость 2,5-3,5 м³ объема была надежна в эксплуатации и неметаллоемка.

3. При выполнении частей оболочки из целого листа со сгибами в местах предполагаемых сопряжений соседних составных элементов в местах сгиба заготовок происходит увеличение жесткости за счет образования ребер жесткости, которые совместно со сварными швами по контуру оснований трех частей оболочки образуют своего рода каркас, прочность которого достаточна для емкости до 1,8 м³ объема для сохранения ее надежности в эксплуатации. Данный вариант выполнения оболочки дает значительную экономию в материале как при изготовлении составных элементов, так и при сборке (уменьшается количество швов). Операция же сгиба заготовок не относится к числу сложных. Для емкости до 1,8 м³ объема такой вариант выполнения вполне оправдан.

4. Выполнение каркаса из рам в виде равносторонних восьмиугольников в количестве не менее шести и расположенных попарно параллельно и взаимно перпендикулярно пара паре не является сложным, так как изготовление рам в виде восьмиугольников из уголков или из материала другого профиля не относится к числу трудоемких. Не является сложной и операция сборки каркаса из рам предложенной конструкции, так как взаиморасположение их в пространстве несложно, соединение рам между собой в местах пересечения их путем сварки или другими средствами, достаточными для получения заданной прочности каркаса, также не относится к числу трудоемких. Предложенная конструкция рам не требует при их сборке в каркас точного расположения каждой рамы и не требует повышенного расхода материала. Таким образом, данный вариант выполнения емкости больших объемов (2,5 м³) не является особенно трудоемким и материалоемким по сравнению с прототипом.

По имеющимся сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения - совокупность признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение и его влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта, по мнению авторов, не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использовано в сельском хозяйстве, строительстве, быту с получением технического результата, заключающегося в создании простой и технологичной в изготовлении конструкции с наименьшей удельной площадью поверхности, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

На фиг. 1 изображена емкость с легким каркасом; на фиг. 2 - формы выполнения составных элементов оболочки; на фиг. 3 - емкость с жестким каркасом; на фиг. 4 - формы составных частей с отгибами для образования каркаса; на фиг. 5 - варианты выполнения оболочки.

Предложенная емкость представляет собой тонкостенную однослойную оболочку, выполненную в виде правильного многогранника - ромбокубооктаэдра и состоящую (фиг. 1) из двух коаксиально расположенных усеченных пирамид 1 и призмы 2. При этом призма 2 расположена между усеченными пирамидами 1. Усеченные пирамиды 1 выполнены из составных элементов в виде чередующихся между собой четырехугольников 3 и треугольников 4. Призма 2 выполнена из составных элементов только в виде четырехугольников 3. Причем усеченные пирамиды 1 и призма 2 имеют одинаковое количество составных элементов 3, 4. В усеченной части пирамид расположены торцевые крышки с загрузочными 5 и разгрузочными 6 отверстиями и монтажные петли 7. Оболочка емкости, например, состоит из отдельных частей трех- 3 и четырехугольной 4 формы, которые соединены между собой сварным швом с образованием многогранника с легким каркасом в местах соединения. Жесткость данной конструкции достаточна для емкости объемом 0,06-2,5 м³.

Для повышения жесткости при средних объемах емкость выполнена (фиг.3 ) с жестким каркасом 8, который образован путем наложения и соединения отгибов 9 (фиг. 4), соприкасающихся между собой по контуру составных элементов 3, 4, выполненных с отгибами 9 под углом 135^o.

Жесткий каркас 8 для емкости большого объема собран, например, из рам, выполненных из уголков, в виде равносторонних восьмиугольников в количестве не менее шести, которые расположены попарно параллельно и взаимно перпендикулярно пара паре. К каркасу 8 такой конструкции составные элементы 3, 4 оболочки присоединяют, например, с помощью сварки.

Оболочка емкости может быть выполнена следующим образом. Каждая из ее частей выкроена из единого листа для образования боковых граней призмы /10/ и для боковых граней усеченных пирамид /11/. Заготовки 10 и 11 сгибают по образующим, проходящим по линиям сопряжения соседних составных элементов 3, 4 с образованием призмы 2 и усеченных пирамид 1, соединяя между собой крайние грани.

Для изготовления емкости с легким каркасом 8 согнутую заготовку 10 соединяют с двумя согнутыми заготовками 11 по контуру их оснований, например, с помощью сварки. При этом сгибы оболочки и сварные швы соединений образуют "легкий" каркас.

Для изготовления емкости с большим объемом согнутые заготовки 10 и 11 соединяют с каркасом 8, например, выполненным из уголков. Причем соединение (например, сварка) оболочки с каркасом осуществляют в местах сгибов оболочки и по контуру оснований усеченных пирамид 1 и призмы 2.

Предложенная конструкция емкости для сыпучих и жидких продуктов имеет следующие преимущества: позволяет снизить расход материала (по сравнению с прототипом до 50-60%) за счет минимизации удельной площади поверхности оболочки, повысить технологичность сборки за счет максимальной унификации элементов. Кроме того, использование для емкости рациональной формы многогранника приводит к отсутствию "мертвых зон" (при разгрузке продукта), повышению эксплуатационных качеств, а за счет наклона граней усеченных пирамид 1 (например, под углом 45^o) используется принцип самотечности при выгрузке сыпучих продуктов, - отсутствие "мертвых зон", что приводит к удобству дезинфекции, очистки и промывки самой емкости, а также периодической продувки, подсушивания активного вентилирования продукта без его выгрузки. Кроме того, изменение объема емкости варьируется только одним параметром - длиной стороны составных частей (фиг. 2, 4, 5).

Емкость возможно использовать для хранения и транспортирования жидких, сыпучих материалов. С целью упрощения конструкции, снижения металлоемкости при сохранении удельной площади поверхности, приближенной к сферической, емкость, содержащая две коаксиально расположенные части, образованные каркасом и оболочкой, выполненной из плоских составных элементов в виде чередующихся между собой трех- четырехугольников, содержит третью часть в виде призмы, образованную каркасом и оболочкой, выполненной в виде четырехугольников. Составные элементы оболочки могут быть соединены между собой встык с образованием в местах их соединений ребер "легкого каркаса" или могут быть соединены посредством отгибов, выполненных по контуру каждого элемента и которые при присоединении между собой образуют более жесткий каркас. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Емкость, содержащая верхнее и нижнее основания и образованные каркасом и оболочкой три части, две из которых коаксиально расположены, а между ними - третья часть, выполненная в виде призмы с оболочкой из четырехугольников, причем все части имеют равное количество составных элементов, отличающаяся тем, что коаксиально расположенные части выполнены из плоских составных элементов в виде чередующихся между собой трех- и четырехугольников, а в верхнем и нижнем основаниях выполнены соответственно загрузочное и разгрузочное отверстия. 2. Емкость по п.1, отличающаяся тем, что для емкости небольшого объема составные части оболочки соединены между собой встык с образованием в местах их соединений ребер каркаса. 3. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что составные элементы оболочки выполнены с расположенными по контуру каждого элемента отгибами, которые при соединении элементов между собой образуют каркас. 4. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что для емкости большого объема каркас собран из выполненных в виде равносторонних восьмиугольников рам в количестве не менее шести, которые расположены попарно параллельно и взаимно перпендикулярно пара паре. 5. Емкость по п.1, отличающаяся тем, что оболочка каждой из трех частей емкости выполнена из целого листа со сгибами заготовки в местах предполагаемых сопряжений между собой составных элементов в виде трех- и четырехугольников с образованием форм.