Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а более конкретно к устройствам для транспортирования жидких продуктов с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды: вязких жидкостей, например мазута, слив которых сопряжен с трудностями из-за повышения их вязкости при снижении температуры по сравнению с температурой заливки, охлажденных жидких пищевых продуктов, сжиженных газов.
Известен контейнер-цистерна для затвердевающих жидкостей (патент 2036122, МКИ 5 В 65 D 88/74, прототип), содержащий емкость-котел с теплоизоляцией, защитный кожух, электрические и паровые нагреватели, охватывающие наружную поверхность котла в нижней его части. Корпус котла через стальные шпангоуты и пилоны соединен с передней и задней торцевыми рамами.
Одним из недостатков цистерны являются большие тепловые потери как через поверхность теплоизоляции, так и через силовые элементы, связывающие емкость с торцевыми рамами и другими наружными элементами конструкции.
Так, после транспортирования мазута в цистерне в течение 24 часов при температуре окружающей среды минус 40oС температура мазута опускается от плюс 70oС при заливке до плюс 35oС и для того, чтобы осуществить слив, необходимо нагреть мазут до плюс 55oС, что требует работы электронагревателя в течение 11,5 часов. Лишь при температуре окружающей среды плюс 40oС транспортирование мазута в цистерне и его слив можно осуществлять в течение 24 часов, не прибегая к использованию нагревателя.
В случае транспортирования охлажденных продуктов из-за теплопередачи происходит приток тепла внутрь цистерны, что приводит к нагреву продуктов и к сокращению допустимого времени их транспортирования.
Другим недостатком цистерны является использование для изготовления ее емкости толстолистовой нержавеющей стали, получаемой горячей прокаткой, вследствие чего на ее поверхности в состоянии поставки имеются многочисленные дефекты, забоины, риски, раскатные отпечатки, раковины и т. п. Такие дефекты недопустимы для внутренней поверхности емкости, что приводит к необходимости весьма трудоемкой и дорогостоящей механической обработки внутренней поверхности емкости площадью около 50 м2.
Общим недостатком цистерн, в которых перевозятся пожароопасные и экологически вредные продукты, является повышенный риск для населения и окружающей среды в случае дорожно-транспортных происшествий с разрушением емкости и вытеканием продукта.
Технический результат изобретения заключается в снижении тепловых потерь цистерны, повышении технологичности изготовления емкости путем существенного уменьшения объема механической обработки ее поверхности, повышении надежности и экологической безопасности при эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что емкость охвачена дополнительной трехслойной силовой оболочкой, например, из стеклосотопласта, связанной с торцевыми рамами, элементы крепления которой к емкости выполнены из неметаллического материала, например из стеклопластика, при этом в полости, образованной между емкостью и дополнительной трехслойной силовой оболочкой, размещены элементы тепловой изоляции, например, в виде двух слоев теплоизоляционных плиток, например, заключенных в тонкую герметичную оболочку, и отвакуумированных плиток, один слой из которых жестко закреплен на наружной поверхности емкости, а в зоне размещения нагревателей - над наружной поверхностью нагревателей, другой слой жестко закреплен на внутренней поверхности дополнительной трехслойной силовой оболочки, при этом теплоизоляционные плитки закреплены со смещением стыков относительно стыков теплоизоляционных плиток в другом слое, а полость с теплоизоляционными плитками заполнена эластичным теплоизоляционным материалом, например стекловолокнистым теплоизоляционным материалом, на внутренних поверхностях стенок полости нанесены отражающие покрытия, например, в виде фольги с заданными оптическими характеристиками поверхности, заправочная горловина герметичной емкости закрыта теплоизоляционным кожухом.
На фиг. 1,2 изображен общий вид цистерны-термоса;
на фиг. 3 изображена цистерна-термос в сечении А-А;
на фиг. 4 изображена многослойная теплоизоляция цистерны-термоса.
Цистерна-термос состоит из емкости 1, например, из нержавеющей стали, дополнительной трехслойной силовой оболочки 2, например, из стеклосотопласта, торцевых рам 3, соединительных шпангоутов 4 из неметаллического материала, например из стеклопластика, нагревателей 5 и многослойной теплоизоляции, состоящей из двух слоев теплоизоляционных плиток, например, заключенных в тонкую герметичную оболочку и отвакуумированных плиток 6, эластичного теплоизоляционного материала 7, например стекловолокнистого, и отражающих покрытий 8, например, из фольги. Заправочная горловина 9 емкости 1 закрыта теплозащитным кожухом 10.
Цистерна-термос эксплуатируется по известной технологии. Специальная многослойная теплоизоляция позволяет существенно снизить теплообмен между продуктом, находящимся в емкости, и внешней средой, что позволяет сохранять в допустимых пределах температуру как нагретых, так и охлажденных продуктов более длительное время и тем самым повысить эксплуатационные качества цистерны.
Высокий теплоизолирующий эффект достигается за счет следующих особенностей теплоизоляции:
а) теплоизоляционные плитки в слоях расположены так, чтобы плитки в одном из слоев перекрывали стыки плиток в другом слое, поскольку из-за возможных зазоров зоны стыков плиток обладают повышенной теплопроводностью по сравнению со срединной частью плиток; это мероприятие уменьшает теплообмен и возникновение локальных зон с отличающейся температурой поверхности емкости;
б) зазоры между плитками в слоях, а также зазоры между слоями плиток и поверхностями емкости и дополнительной трехслойной силовой оболочки заполнены эластичным теплоизоляционным материалом; это мероприятие уменьшает конвекционный и лучистый теплообмен;
в)наличие двух отражающих слоев покрытий, охватывающих теплоизоляцию снаружи и изнутри, создает своеобразный тепловой замок и эффективно ограничивает передачу тепла путем излучения.
Дополнительная трехслойная силовая оболочка цистерны-термоса служит снижению нагрузок, ее силовые элементы воспринимают сосредоточенные нагрузки при такелажных работах, при транспортировании и передают их на емкость через соединительные элементы из стеклопластика в виде распределенных усилий с существенным снижением их эффективных величин вследствие демпфирования вибрационных и ударных воздействий. Это позволяет идти на уменьшение толщины стенки емкости по сравнению с прототипом без снижения прочности и надежности конструкции и применять холоднокатаный лист с полированной поверхностью, не требующий сплошной поверхностной механической обработки, что существенно повышает качество и снижает затраты на изготовление.
Наличие дополнительной трехслойной силовой оболочки повышает живучесть и надежность силовой конструкции в ситуациях дорожно-транспортных аварий, поскольку подобная многослойная конструкция способна эффективно поглощать и рассеивать энергию удара и тем самым предохранять от разрушения емкость с продуктом, что особенно важно при транспортировании пожароопасных и экологически вредных жидкостей.
Кроме того, внешняя оболочка из стеклопластика позволяет осуществить самые разнообразные решения в части дизайна, что также немаловажно в условиях рынка.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЖИДКИХ КРИОПРОДУКТОВ | 2001 |
|
RU2208568C2 |
ЦИСТЕРНА ДЛЯ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ | 2005 |
|
RU2294479C1 |
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МНОГОРАЗОВОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ ИЗ ЕМКОСТИ | 2001 |
|
RU2208192C2 |
АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ - ТЕРМОС | 1998 |
|
RU2155916C2 |
АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ | 1996 |
|
RU2128315C1 |
АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ | 1997 |
|
RU2121631C1 |
АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ | 1996 |
|
RU2121630C1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ | 1994 |
|
RU2128606C1 |
УСТРОЙСТВО НАДУВНОЙ ПАССИВНОЙ СИСТЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ ПОСЛЕДНЕЙ СТУПЕНИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ | 2000 |
|
RU2199474C2 |
СВЕТОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА | 1997 |
|
RU2128134C1 |
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а более конкретно к устройствам для транспортирования жидких продуктов с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды: вязких жидкостей, например мазута, слив которых сопряжен с трудностями из-за повышения их вязкости при снижении температуры по сравнению с температурой заливки, охлажденных жидких пищевых продуктов, сжиженных газов. Цистерна-термос содержит емкость 1 из холоднокатаного листа с полированной поверхностью из нержавеющей стали, дополнительную трехслойную силовую оболочку 2 из стеклосотопласта, торцевые рамы 3, соединительные шпангоуты из неметаллического материала и многослойную теплоизоляцию. В нижней части размещены нагреватели 5. Заправочная горловина 9 емкости 1 закрыта теплозащитным кожухом 10. Многослойная теплоизоляция состоит из двух слоев теплоизоляционных плиток 6, эластичного теплоизоляционного материала и отражающих покрытий. Изобретение обеспечивает снижение тепловых потерь цистерны, повышение технологичности изготовления и повышение надежности и экологической безопасности при эксплуатации. 4 ил.
Цистерна-термос для транспортирования жидких грузов с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды, включающая в себя емкость, многослойную теплоизоляцию, нагреватель, расположенный между емкостью и теплоизоляцией, отличающаяся тем, что емкость изготовлена из холоднокатаного листа стали с полированной поверхностью, охвачена дополнительной трехслойной силовой оболочкой, например, из стеклосотопласта, связанной с торцевыми рамами, элементы крепления которой к емкости выполнены из неметаллического материала, при этом в полости, образованной между емкостью и дополнительной трехслойной силовой оболочкой, размещены элементы тепловой изоляции, например, в виде двух слоев теплоизоляционных плиток, например, заключенных в тонкую герметичную оболочку и отвакуумированных, один слой из которых жестко закреплен на наружной поверхности емкости, а в зоне размещения нагревателей - над наружной поверхностью нагревателей, другой слой жестко закреплен на внутренней поверхности дополнительной трехслойной силовой оболочки, при этом теплоизоляционные плитки одного слоя закреплены со смещением стыков относительно стыков теплоизоляционных плиток в другом слое, а полость с теплоизоляционными плитками заполнена эластичным теплоизоляционным материалом, например стекловолокнистым теплоизоляционным материалом, на внутренних поверхностях стенок полости нанесены отражающие покрытия, например, в виде фольги с заданными оптическими характеристиками поверхности, заправочная горловина герметичной емкости закрыта теплоизоляционным кожухом.
КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ | 1991 |
|
RU2036122C1 |
ЕМКОСТЬ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТЕЙ | 1991 |
|
RU2016824C1 |
DE 3908973 A1, 21.09.1990 | |||
DE 3411358 A, 24.10.1985 | |||
DE 3404355 A, 08.08.1985 | |||
US 25508648 A, 26.06.1951 | |||
EP 0760345 A2, 05.03.1997 | |||
Катализатор для получения изопрена и способ его приготовления | 1977 |
|
SU860379A1 |
Авторы
Даты
2002-01-10—Публикация
2000-05-11—Подача