ЦИСТЕРНА-КОНТЕЙНЕР Российский патент 2004 года по МПК B65D88/00 B65D88/12 

Изобретение относится к области контейнеризации транспортных перевозок и хранения жидкостей, сжиженных газов и сыпучих неслеживающихся материалов и может быть использовано для перевозки смешанными видами транспорта (железнодорожного, автомобильного, воздушного и водного) углеводородных жидкостей, сжиженных природных газов, кислот и щелочей, жидких и зерновых сельскохозяйственных продуктов, гранулированных химикатов и многих других подобных грузов, в частности, на предприятия и отдаленные поселения, не имеющие обустроенных подъездных путей, а также в труднодоступные районы крайнего Севера, Сибири, в страны ближнего и дальнего зарубежья.

Известна конструкция контейнера-цистерны для жидких грузов, содержащая наливную цистерну, заключенную внутри закрытого корпуса-контейнера, выполненного в форме параллелепипеда в габаритах универсальных контейнеров ИСО, длиной 2991, 6058, 9200 и 12192 мм [1], основным достоинством которой является полное соответствие международной транспортной системе контейнерных перевозок серии 1 ИСО крупнотоннажных контейнеров-цистерн.

К недостаткам известной конструкции относится ее большая масса, сложность устройства и эксплуатации, особенно при отсутствии подъездных путей и специализированной погрузочно-разгрузочной техники, неприспособленность для перевозки и хранения сухогрузов, относительно низкая эффективность использования складских помещений и площадок.

Известен также контейнер-цистерна, принятый за прототип, включающий резервуар-цистерну, расположенную между двумя торцевыми рамами с основанием для установки на транспортном средстве и при складировании [2].

К недостаткам известного контейнера-цистерны относятся: сложность конструкции, трудоемкость и сложность изготовления, эксплуатации и складирования, значительная масса торцевых рам с основанием, низкая эффективность использования складских помещений и площадок из-за горизонтальной схемы складирования, сложность и высокая трудоемкость погрузочно-разгрузочных работ в пунктах доставки, не оборудованных подъездными путями и не имеющих мощной специализированной погрузочно-разгрузочной техники, узкая специализация на транспортировку только жидких грузов.

Изобретение направлено на расширение ассортимента контейнеров-цистерн, на совершенствование их конструкции, снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей погрузочно-разгрузочных операций, складирования и транспортирования комбинированными видами транспорта жидких и твердых сыпучих грузов.

Указанные недостатки известной конструкции устраняются тем, что цистерна-контейнер для транспортирования и хранения жидкостей, сжиженных газов и сыпучих материалов содержит резервуар коконообразной формы, располагаемый горизонтально на транспортном средстве, который имеет герметично закрытые крышками два полюсных отверстия и жесткие износостойкие установочные элементы, многократно используемые для установки и крепления на транспортном средстве, при погрузке, разгрузке и складировании цистерны, а также заливочные и сливные устройства и аппаратуру контроля за состоянием груза.

Установочные элементы, используемые для установки и крепления на транспортном средстве, для погрузки, разгрузки, складирования и штабелирования цистерны в горизонтальном положении, выполнены в виде по крайней мере двух кольцевых бандажных ободов с ребордами, приспособленных для перекатывания цистерны по лагам, а установочный элемент, используемый для установки на транспортное плавающее средство и для складирования цистерны-контейнера в вертикальном положении, выполнен в виде цилиндрической юбки с опорным износостойким торцевым фланцем, по крайней мере со стороны одного из днищ коконообразного резервуара-цистерны, располагаемого внизу. При этом верхнее полюсное отверстие резервуара задраивается крышкой, на которой смонтирован комплекс заливочных устройств и аппаратуры контроля за состоянием груза, а нижнее полюсное отверстие задраивается крышкой, на которой смонтирован комплекс запорных, сливных устройств и дублирующей аппаратуры контроля за состоянием груза.

Кольцевые бандажные ободы с ребордами расположены на цилиндрической части резервуара симметрично по обе стороны от центра масс загруженной цистерны и прочно скреплены с его силовой оболочкой. В плоскости поперечного сечения резервуара, проходящей через центр масс загруженной цистерны, смонтирован дополнительный кольцевой бандажный обод с ребордами, используемый в качестве шкива, через который перекидывается тянущий гибкий буксир, например канат из высокопрочных арамидных волокон. Резервуар имеет на наружной поверхности по крайней мере два опорных базовых шпангоута, каждый из которых имеет в диаметральной плоскости горизонтального сечения резервуара по два диаметрально противоположных кулачка, используемых для крепления цистерны на транспортном средстве и для кантования ее в вертикальное положение при перегрузке и складировании с помощью кранового оборудования. Цилиндрическая юбка с опорным фланцем опоясывает часть наружной цилиндрической поверхности резервуара и упирается в торец базового шпангоута резервуара. Цилиндрическая юбка может упираться также внутренним кольцевым уступом в овалоидное днище резервуара, опоясывая при этом телескопически часть его наружной цилиндрической поверхности.

На втором (верхнем) конце коконообразного резервуара может быть смонтирована цилиндрическая юбка с опорным фланцем для пристыковки другой цистерны-контейнера, штабелируемой вертикально во втором ярусе.

Каждая цилиндрическая юбка с опорным фланцем может быть прочно скреплена с силовой оболочкой резервуара, например, клеевым соединением, или по крайней мере одна из них может быть выполнена съемной, имеющей телескопическое соединение с цилиндрической поверхностью коконообразного резервуара.

Наружная цилиндрическая поверхность резервуара между базовыми шпангоутами и кольцевыми бандажными ободами с ребордами может быть покрыта теплоизолирующим огнезащитным слоем, поверхность которого не должна выступать за диаметры внешних поверхностей базовых шпангоутов и бандажных ободов.

Цилиндрическая юбка с опорным фланцем может иметь по кольцевому периметру смотровые окна, снижающие ее массу и облегчающие обслуживание заливочных, сливных устройств и аппаратуры контроля за состоянием груза.

Внутриюбочная полость может быть заполнена порошковым антипиреном в водонепроницаемой укупорке, например, из термопластичной или эластомерной пленки, а торцевое отверстие юбки может быть задраено непроницаемой крышкой.

Коконообразный резервуар и/или цилиндрическая юбка могут быть выполнены из композиционного материала, резервуар - предпочтительно из стеклопластика, а цилиндрическая юбка может быть выполнена из композиционного материала, предпочтительно из стеклотекстолита.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, выражается в расширении арсенала технических средств контейнеризации, транспортирования и хранения жидких, газообразных и сыпучих материалов, расширении технологических возможностей и способов выполнения погрузочно-разгрузочных операций и складирования цистерн-контейнеров.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена цистерна-контейнер с демонтированными съемными цилиндрическими юбками, установленная на раме транспортного средства; на фиг.2 изображена концевая часть цистерны-контейнера с установленной на ней цилиндрической юбкой с опорным фланцем; на фиг.3 показана концевая часть цистерны-контейнера с несъемной цилиндрической юбкой, полость которой заполнена порошковым пламегасящим антипиреном; на фиг.4 проиллюстрирован вариант погрузочно-разгрузочной операции цистерны-контейнера посредством перекатывания цистерны по лаговой раме; на фиг.5 показан вариант вертикального складирования цистерны-контейнера.

Позиции на чертеже обозначают: 1 - коконообразный резервуар цистерны-контейнера; 2 - запорные крышки, оснащенные заливочными или сливными устройствами и аппаратурой контроля за состоянием груза; 3 - опорные базовые шпангоуты резервуара; 4 - кулачки; 5 - рама транспортного средства; 6 - базирующие ложементы рамы транспортного средства; 7 - скобы; 8 - кольцевые бандажные ободы с ребордами; 9 - замковые ложементы рамы транспортного средства; 10 - цилиндрическая юбка с опорным фланцем; 11 - упругий стакан-амортизатор; 12 - пламегасящая порошковая набивка; 13 - влагозащитная упаковка; 14 - крышка; 15 - лаговая рама; 16 - двутавровые лаги; 17 - буксирный канат.

Цистерна-контейнер для транспортирования и хранения жидкостей, сжиженных газов и сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2 и фиг.3) содержит высокопрочный жесткий резервуар 1 коконообразной формы, имеющий два полюсных отверстия, задраенные крышками 2, на одной из которых смонтированы заливочные устройства и аппаратура контроля за состоянием груза, а на другой - запорно-сливные устройства и аппаратура дублирующего контроля за состоянием груза. Силовая оболочка резервуара 1 имеет на цилиндрическом участке два опорных базовых шпангоута 3, симметрично расположенных относительно центра масс резервуара. На каждом шпангоуте имеется по два кулачка 4, предназначенных для крепления резервуара на раме 5 транспортного средства, а также для транспортировки грузоподъемными кранами и для кантования цистерны из горизонтального в вертикальное положение. Резервуар 1 своими опорными базовыми шпангоутами 3 укладывается на базирующие ложементы 6 рамы 5 транспортного средства и прикрепляется за кулачки 4 к ней скобами 7. На цилиндрической части резервуара 1 симметрично относительно центра масс загруженной цистерны смонтированы два кольцевых бандажных обода 8 с ребордами, прочно скрепленные с силовой стенкой резервуара, выполненные из твердого износостойкого материала, в частности из стали. Эти бандажные ободы обеспечивают требуемую диаметральную жесткость резервуара и используются в качестве катков при перекатывании цистерны по лагам (фиг.4). Кольцевые бандажные ободы 8 размещаются в пазах замковых элементов 9 рамы транспортного средства и жестко фиксируют ее положение на раме 5, предотвращая ее продольное смещение при транспортировке цистерны-контейнера.

Хотя бы на одном конце резервуара 1, по крайней мере со стороны сливного отверстия смонтирована телескопически съемная цилиндрическая юбка 10 с опорным фланцем (фиг.2), используемая для вертикального складирования цистерны-контейнера (фиг.5), которая может иметь смотровые и/или облегчающие окна по круговому периметру юбки. Юбка 10 упирается своим торцевым срезом в торец шпангоута 3 и фиксируется на резервуаре с помощью специальных накидных петель или скоб, накладываемых на кулачки 4.

Цилиндрическая юбка 10 может быть прочно скреплена с силовой оболочкой резервуара 1 клеевым соединением или сваркой. Для амортизации продольных динамических нагрузок, действующих на цистерну-контейнер при транспортировке, а также для компенсации термоупругих, действующих на днище резервуара со стороны, скрепленной с ним цилиндрической юбкой, между опорным фланцем юбки и днищем резервуара предусмотрен амортизирующий компенсационный упругий стакан 11, например из резины, приклеенный к стенке опорной юбки 10 (фиг.3).

Внутренняя полость цилиндрической юбки 10 может быть заполнена пламегасящим порошковым веществом 12, расфасованным во влагонепроницаемые, например, пленочные пакеты, или тороидальную оболочку 13 из термопластичного полимера или эластомерного материала. Для защиты аппаратуры контроля за состоянием груза, а также пламегасящей порошковой набивки от атмосферной влаги и других негативных воздействий может быть использована водонепроницаемая крышка 14 (фиг.3).

Для снижения сухой массы конструкции цистерны-контейнера, повышения технологичности ее изготовления и эксплуатации, а также увеличения ее долговечности резервуар 1 и/или цилиндрические юбки 10 могут быть выполнены из композиционных материалов. В частности, резервуар цистерны для транспортирования сжиженных газов и нефти наиболее рационально выполнять из высокопрочных намоточных стеклопластиков. Резервуары цистерн, предназначенных для транспортирования и хранения сжиженных газов, скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов, а также жидкостей в условиях низких зимних или высоких летних температур должен иметь наружную или/и внутреннюю теплоизоляцию. При этом наружное теплоизоляцинное покрытие наносится на цилиндрические участки внешней поверхности резервуара цистерны-контейнера, расположенные между опорными базовыми шпангоутами 3 и кольцевыми бандажными ободами 8, и оно не должно выступать за внешние диаметральные обводы шпангоутов и бандажных ободов.

Варианты эксплуатации цистерны-контейнера, характеризующие ее технологические возможности, следующие.

Эксплуатация цистерны-контейнера предполагает ее заполнение транспортируемым грузом (жидкостью или сыпучим неслеживающимся материалом); перемещение и установку на транспортное средство (автомобильное, железнодорожное, авиационное или плавающее водное); транспортирование до пункта назначения (на предприятие-потребитель либо на площадку временного складирования: железнодорожную станцию, речной или морской порт); разгрузку цистерны-контейнера и временное складирование: перегрузку на другой вид транспорта и доставку потребителю груза; опорожнение цистерны-контейнера (экстракция груза) или использование ее для хранения доставленного груза до полной его реализации потребителем.

Заполнение цистерны-контейнера может производиться на специализированных эстакадах герметичным или открытым способом при вертикальном положении резервуара (фиг.5). Заполненную цистерну с помощью кранового оборудования или специального приспособления - кантователя кантуют в горизонтальное положение, укладывая на ложементы или лаги кольцевыми бандажными ободами, а затем переносят ее с помощью специальных погрузчиков или перекатыванием по лагам на транспортное средство, устанавливают и закрепляют на нем в горизонтальном положении и затем транспортируют к пункту назначения. При транспортировании крупнотоннажных цистерн-контейнеров воздушным или автомобильным транспортом рационально использовать съемные цилиндрические юбки, которые можно демонтировать и не транспортировать их на место доставки груза, где можно иметь при необходимости местный комплект таких опорных юбок. В пунктах назначения доставленная цистерна-контейнер снимается с транспортного средства с помощью специализированной погрузочно-разгрузочной техники и складируется в складском помещении или на открытой площадке в вертикальном положении (фиг.5) или в горизонтальном. При отсутствии подъездных путей или специализированной погрузочно-разгрузочной техники разгрузка цистерны-контейнера, доставка на площадку временного хранения или перегрузка на другой вид транспорта может осуществляться путем перекатывания цистерн по лаговым рамам 15, состоящим, например, из двух параллельных двутавровых лаг 16, скрепленных между собой поперечными шпалами (фиг.4). При этом используется гибкий буксир 17 в виде каната или резинокордной ленты, один конец которого закрепляют, а второй тянут с помощью лебедки, трактора, автомобиля или гужевой упряжки. Кантование цистерны-контейнера может быть выполнено с помощью подъемного крана, тали или лебедки.

Вертикальное складирование цистерн-контейнеров на площадках временного хранения, в складских помещениях и в трюмах транспортных плавсредств позволяет более эффективно использовать их площади и объемы. Вертикальное положение цистерны на эстакаде предприятия-потребителя позволяет существенно упростить и сократить время слива жидких грузов и разгрузки сыпучих грузов, используя наименее энергозатратный способ открытого бункерного способа опорожнения резервуара цистерны-контейнера.

Источники информации

1. Контейнерная транспортная система. Л.А.Коган, Ю.Т.Козлов, М.Д.Ситник и др. Под ред. Л.А.Когана. 2-ое издание, перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991. - 254 с. (см. с. 92).

2. SU, патент 2036121, B 65 D 88/12. Контейнер-цистерна (прототип).

Изобретение относится к области контейнеризации транспортных перевозок и хранения жидкостей, сжиженных газов и сыпучих неслеживающихся материалов. Цистерна-контейнер содержит резервуар коконообразной формы с двумя полюсными люками для заполнения и извлечения грузов, по крайней мере два кольцевых бандажных обода с ребордами на цилиндрической части резервуара и опорную цилиндрическую юбку для вертикального складирования контейнера-цистерны. Изобретение позволяет усовершенствовать конструкцию контейнеров-цистерн, снизить трудоемкость и расширить технологические возможности погрузочно-разгрузочных операций, складирования и транспортирования комбинированными видами транспорта жидких и твердых сыпучих грузов. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Цистерна-контейнер для транспортирования и хранения жидкостей, сжиженных газов и сыпучих материалов, содержащая резервуар коконообразной формы, расположенный горизонтально на транспортном средстве, имеющий герметично закрытые крышками два полюсных отверстия и жесткие износостойкие установочные элементы, многократно используемые для установки и крепления на транспортном средстве, при погрузке, разгрузке и складировании цистерны, а также заливочные и сливные устройства и аппаратуру контроля за состоянием груза, отличающаяся тем, что установочные элементы, используемые для установки и крепления на транспортном средстве, для погрузки, разгрузки, складирования и штабелирования цистерны в горизонтальном положении, выполнены в виде, по крайней мере, двух кольцевых бандажных обода с ребордами, приспособленных для перекатывания цистерны по лагам, а установочный элемент, используемый для установки на транспортное плавающее средство и для складирования цистерны-контейнера в вертикальном положении, выполнен в виде цилиндрической юбки с опорным износостойким торцевым фланцем, по крайней мере, со стороны одного из днищ коконообразного резервуара цистерны; при этом верхнее полюсное отверстие резервуара задраивается крышкой, на которой смонтирован комплекс заливочных устройств и аппаратуры контроля за состоянием груза, а нижнее полюсное отверстие задраивается крышкой, на которой смонтирован комплекс запорных и сливных устройств и дублирующей аппаратуры контроля за состоянием груза.2. Цистерна-контейнер по п.1, отличающаяся тем, что кольцевые бандажные ободы с ребордами расположены на цилиндрической части резервуара симметрично по обе стороны от центра масс загруженной цистерны и прочно скреплены с силовой оболочкой коконообразного резервуара цистерны.3. Цистерна-контейнер по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в плоскости поперечного сечения резервуара, проходящей через центр масс загруженной цистерны, смонтирован дополнительный кольцевой бандажный обод с ребордами, используемый в качестве шкива, через который перекидывается тянущий гибкий буксир, например, канат из высокопрочных арамидных волокон.4. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что резервуар имеет на наружной цилиндрической поверхности, по крайней мере, два опорных базовых шпангоута с двумя диаметрально противоположными кулачками, используемыми для установки и крепления цистерны на транспортном средстве, а также для транспортировки ее и кантования в вертикальное положение при перегрузке и складировании с помощью кранового оборудования.5. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что цилиндрическая юбка с износостойким торцевым фланцем упирается в торец базового шпангоута резервуара.6. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем упирается внутренним кольцевым уступом в овалоидное днище резервуара и опоясывает часть его наружной цилиндрической поверхности.7. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что на верхнем конце коконообразного резервуара смонтирована цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем для пристыковки цистерны-контейнера штабелируемого вертикально второго яруса.8. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что каждая цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем прочно скреплена с силовой оболочкой коконообразного резервуара, например, клеевым соединением.9. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем выполнена съемной и имеет телескопическое соединение с цилиндрической поверхностью коконообразного резервуара.10. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что наружная цилиндрическая поверхность коконообразного резервуара между базовыми шпангоутами и кольцевыми бандажными ободами с ребордами покрыта теплоизолирующим огнезащитным слоем, поверхность которого не выступает за диаметры внешних поверхностей базовых шпангоутов и бандажных ободов.11. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем имеет по кольцевому периметру смотровые окна, снижающие массу юбки и облегчающие обслуживание заливочных и сливных устройств и аппаратуры контроля за состоянием груза.12. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что внутриюбочная полость заполнена порошковым антипиреном в водонепроницаемой, например, эластомерной или термопластичной, укупорке, а торцевое отверстие юбки задраено влагонепроницаемой крышкой.13. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что коконообразный резервуар выполнен из композиционного материала, предпочтительно стеклопластика.14. Цистерна-контейнер по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что цилиндрическая юбка с опорным износостойким торцевым фланцем выполнена из композиционного материала, предпочтительно из стеклотекстолита.