УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ И ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫЙ РЕЗЕРВУАР, ВСТРОЕННЫЙ В НЕСУЩУЮ КОНСТРУКЦИЮ Российский патент 2013 года по МПК F17C3/02 

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному герметизированному и теплоизолированному резервуару, встраиваемому в несущую конструкцию.

Из патентов FR 2527544-A, FR 1376525-А, FR 1379651-A, FR 2724623-А и FR 2798902-А известен один из вариантов осуществления герметизированного теплоизолированного резервуара, встроенного в несущую конструкцию, в частности, транспортного судна, который состоит из двух последовательных уплотнительных барьеров: основного барьера, который контактирует с содержащимся в резервуаре продуктом, и вспомогательного барьера, который расположен между основным уплотнительным барьером и несущей конструкцией. Между этими двумя уплотнительными барьерами, с одной стороны, и вспомогательными уплотнительными барьерами, с другой стороны, расположен по меньшей мере один теплоизоляционный барьер. Как указано в упомянутых документах, основной уплотнительный барьер изготовлен из металла или композиционного материала, который может содержать металлическую сердцевину. Теплоизоляционные барьеры выполнены в виде сочлененных модулей или плит обычно многоугольной формы, толщина которых определяется необходимой изолирующей способностью. Эти модули имеют оболочку и основу, которые в любом случае называются плитой. Термин основной теплоизоляционный барьер означает барьер, на котором помещается основной уплотнительный барьер, а термин вспомогательный теплоизоляционный барьер означает барьер, на котором помещается вспомогательный уплотнительный барьер.

В процессе эксплуатации происходит износ основного уплотнительного барьера, изготовленного из металлических поясов, вызываемый в основном колебаниями поверхности жидкости, в особенности, в верхней части резервуаров или, в частности, в защищенной области над ней. Кроме того, износ основного теплоизоляционного барьера может происходить из-за износа жесткой плиты, которая служит его опорой.

Тем не менее, иногда происходит износ вспомогательного уплотнительного барьера и(или) вспомогательного теплоизоляционного барьера.

Соответственно в основу изобретения положена задача создания усовершенствованных герметизированных и теплоизолированных резервуаров, встроенных в несущую конструкцию, такую как внутренний корпус судна, с целью устранения или по меньшей мере ограничения описанного повреждения резервуара.

Другой задачей изобретения является обеспечение такого рода усовершенствования с минимально возможным количеством изменений в конструкции.

Одной из дополнительных задач такого усовершенствования является преимущественное сохранение стоимости резервуара.

Другой задачей изобретения является обеспечение приемлемой стоимости такого рода усовершенствованных герметизированных и теплоизолированных резервуаров, встроенных в несущую конструкцию.

Решение этих и других задач, которые раскрыты далее, обеспечивается за счет усовершенствованного герметизированного и теплоизолированного резервуара встроенного в несущую конструкцию с двойными стенками, который содержит два уплотнительных барьера, основной и вспомогательный и по меньшей мере один теплоизоляционный барьер, выполненный за одно целое с несущей конструкцией, в которой находится вспомогательный уплотнительный барьер и на которой установлен основной уплотнительный барьер, отличающегося тем, что предложенный в изобретении усовершенствованный резервуар имеет амортизирующее устройство, состоящее из слоя амортизирующего материала, помещающегося между двумя стенками.

Согласно первому варианту осуществления изобретения теплоизоляционный барьер состоит из модуля преимущественно в форме прямоугольного параллелепипеда, содержащего первую плиту, которая может быть изготовлена, в частности, из фанеры, покрытой первым теплоизоляционным слоем с расположенным поверх него уплотнительным барьером, соединенным со второй верхней вспомогательной изоляционной плитой, покрытой вторым теплоизоляционным слоем, на которую опирается вторая фанерная плита и на которой известным способом установлен основной уплотнительный барьер, состоящий из поясов или металлических плит, при этом под основным уплотнительным барьером находится амортизирующее устройство, состоящее из второй плиты, образованной двумя стенками, между которыми помещается слой амортизирующего материала.

Согласно второму варианту осуществления изобретения теплоизоляционный барьер состоит из модуля преимущественно в форме прямоугольного параллелепипеда, содержащего первую плиту, в частности, из фанеры, покрытую первым теплоизоляционным слоем с расположенным поверх него уплотнительным барьером, покрытым вторым теплоизоляционным слоем, на которую опирается вторая плита, в частности, из фанеры, на которой известным способом установлен основной уплотнительным барьер, состоящий из поясов или металлических плит, при этом под вспомогательным уплотнительным барьером расположено амортизирующее устройство.

Согласно третьему варианту осуществления изобретения амортизирующее устройство расположено между вспомогательным уплотнительным барьером и вторым теплоизоляционным слоем.

Согласно четвертому варианту осуществления изобретения амортизирующее устройство расположено между первой плитой и первым теплоизоляционным слоем.

Преимущественно между первой и второй стенками расположено опускающееся отклоняющее устройство, проходящее через слой амортизирующего материала.

Опускающееся отклоняющее устройство предпочтительно вставлено в отверстия, выполненные в соответствующих двух стенках и образующие Т-образный профиль, при этом свободные концы вертикальной части Т-образного профиля обращены друг к другу, а в образованном ими пространстве расположен широкополочный двутавровый профиль.

Согласно одному из альтернативных вариантов осуществления изобретения опускающееся отклоняющее устройство вставлено в отверстия, выполненные в одной из стенок и во втором теплоизоляционном слое и образующие Т-образный профиль, при этом свободные концы вертикальной части Т-образного профиля обращены друг к другу, а в образованном ими пространстве расположен широкополочный двутавровый профиль.

Сочленения первых стенок преимущественно смещены относительно сочленений вторых стенок.

Это сочленение первых стенок предпочтительно идентично сочленению полос паркетного пола.

Вторая стенка преимущественно имеет по меньшей мере на 10 процентов меньший модуль упругости, чем у используемых материалов.

Обе стенки предпочтительно имеют толщину от 9 до 21 мм.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения обе стенки изготовлены из еловой фанеры или композиционного материала.

Первая плита преимущественно прикреплена к стенке несущей конструкции помещающимся между ними кордом мастики с модулем упругости не более 500 МПа при температуре -25°С и приблизительно 150 МПа при температуре 25°С.

Следующее далее описание, в любом случае не являющееся ограничительным, следует рассматривать со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показан вид в разрезе перпендикулярно стенке несущей конструкции, состоящей из двойных стенок или двойных поперечных переборок судна, и схематическое пространственное изображение сборки различных элементов резервуара согласно известному уровню техники в области резервуара на удалении от его угла,

на фиг.2 показан вид в разрезе перпендикулярно стенке несущей конструкции, состоящей из двойных стенок или двойной поперечной переборки судна, и схематическое пространственное изображение сборки различных элементов резервуара согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в области резервуара на удалении от его угла,

на фиг.3 показан один из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированного на фиг.2,

на фиг.4 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения,

на фиг.5 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения,

на фиг.6 показан четвертый вариант осуществления настоящего изобретения.

Одинаковые элементы обозначены на чертежах одинаковыми позициями.

Рассмотрим, в частности, фиг.1, на которой позицией 1 обозначена стенка двойного корпуса судна, на котором установлен резервуар согласно изобретению. Известно, что корпус судна также имеет поперечные переборки, делящие корпус на отсеки, и эти поперечные переборки также являются двойными; в настоящем описании термин "двойная стенка 1" означает как стенку двойного корпуса, так и упомянутые поперечные переборки, ограничивающие такой резервуар. Двойные стенки 1 образуют несущую конструкцию описанного резервуара.

Резервуар содержит два уплотнительных барьера, одним из которых является основной барьер 10, а другим вспомогательный барьер 5, и по меньшей мере один теплоизоляционный барьер, состоящий из модуля преимущественно в форме прямоугольного параллелепипеда, а также содержит третью плиту 3 из фанеры, покрытую первым теплоизоляционным слоем 6, на которую опирается вторая фанерная плита 7, на которой известным способом установлен основной уплотнительный барьер 10. Вспомогательный уплотнительный барьер 5 и основной уплотнительный барьер 10 состоят из поясов, предпочтительно из инвара или металлических плит, которые могут быть слоистыми. Первая плита 3 и первый теплоизоляционный слой 4 в сборе образуют вспомогательный теплоизоляционный барьерный модуль 2b, а вторая плита 7 и теплоизоляционный слой 6 в сборе образуют основной теплоизоляционный барьерный модуль 2а.

Специалисту в данной области техники ясно, что модули 2а и 2b имеют форму приблизительно прямоугольных параллелепипедов. На виде в плане модуль 2а имеет форму прямоугольника, стороны которого параллельны сторонам модуля 2b; на виде в плане оба модуля 2а и 2b имеют форму смещенных прямоугольников, рассчитанных на ограничение термических утечек и обеспечение лучшего распределения усилий.

Согласно первому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.2 и 3, под основным уплотнительным барьером 10 расположено амортизирующее устройство, состоящее из второй плиты 7, на которой установлен основной уплотнительный барьер 10, при этом вторая плита 7 имеет многослойную структуру, содержащую:

первую стенку 8, которая состоит из фанеры и(или) композиционного материала и на которую опирается основной уплотнительный барьер,

слой 11 амортизирующего материала и

вторую стенку 9, которая состоит из фанеры и расположена поверх теплоизоляционного слоя 6.

Фанера, из которой состоит первая стенка 8 и вторая стенка 9, имеет толщину от 9 до 21 мм. Вторая стенка 9 имеет модуль упругости при изгибе в холодном состоянии от 10000 до 13000 МПа. В настоящем изобретении, в частности, применима еловая фанера или композиционный материал. Вторая стенка 9 имеет, по меньшей мере, на 10 меньший модуль упругости, чем модуль упругости используемых материалов стенок.

Слой изоляционного материала 11, расположенного между стенками 8 и 9, имеет толщину от 2 до 15 мм, в частности, 8 мм; эту толщину выбирают таким образом, чтобы под действием ударов, материал амортизировал, и при этом не разрушался при сминании. Этим материалом может являться войлок, имеющий тканую основу, необязательно наполненную изоляционным материалом, таким как, в частности, аэрогель; это сочетание склеивают или компонуют механическим путем.

Согласно второму варианту осуществления изобретения амортизирующее устройство расположено под вспомогательным уплотнительным барьером 5. Оно образовано описанными ранее стенками 8' и 9', между которыми помещается слой 11 амортизирующего материала. В этом случае одна из стенок, в этом случае обозначенная позицией 9', установлена на первом изоляционном слое 4, а другая стенка 8' покрыта вспомогательным уплотнительным барьером 5.

Сочленения первых стенок 8 или 8' смещены относительно сочленений вторых стенок 9 или 9' с целью обеспечения лучшей механической целостности изоляционного блока. Это сочленение первых стенок 8 или 8', в частности, идентично сочленению полос паркетного пола.

Согласно одному из альтернативных вариантов осуществления изобретения между первой стенкой 8 и второй стенкой 9 помещается опускающееся отклоняющее устройство, которое проходит через слой 11 амортизирующего материала. В этом стандартном варианте осуществления в слое 11 выполнены два отверстия 12а и 12b, образующих Т-образный профиль и соединенных вертикальной частью Т-образного профиля, при этом в образованном ими пространстве расположен широкополочный двутавровый профиль 13.

Согласно одному из альтернативных вариантов осуществления изобретения, показанному на фиг.3, отверстие 12b выполнено не во второй стенке 9, а во втором теплоизоляционном слое 6 модуля 2а, образующего основной теплоизоляционный барьер.

Такая же конструкция может использоваться, когда амортизирующее устройство согласно изобретению расположено под вспомогательным уплотнительным барьером 5.

Как показано на фиг.5, на которой проиллюстрирован третий вариант осуществления, амортизирующее устройство 7 расположено над вторым уплотнительным барьером 5 и соответственно под вторым теплоизоляционным слоем 6.

Согласно четвертому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.6, амортизирующее устройство 7 расположено между первой плитой 3 вспомогательного теплоизоляционного барьера 2b и первым теплоизоляционным слоем 4 модуля 2b.

Для улучшения амортизации ударов первая плита 3 прикреплена к стенке 1 несущей конструкции помещающимся между ними кордом мастики 14, имеющей модуль упругости не более 500 МПа при температуре -25°С и приблизительно 150 МПа при температуре 25°С.

За счет достигаемого тем самым эффекта амортизация усовершенствованного резервуара согласно настоящему изобретению по меньшей мере в три раза превышает амортизацию известных конструкций.

Изобретение может быть применено в судостроении. Герметизированный и теплоизолированный резервуар, встроенный в несущую конструкцию (1) с двойными стенками, содержит теплоизоляционный барьер, выполненный за одно целое с несущей конструкцией (1), вспомогательный уплотнительный барьер (5), расположенный внутри теплоизоляционного барьера, и основной уплотнительный барьер (10), опирающийся на теплоизоляционный барьер. Теплоизоляционный барьер содержит вспомогательный теплоизоляционный барьер, поверх которого находится вспомогательный уплотнительный барьер (5), и основной теплоизоляционный барьер, находящийся на вспомогательном уплотнительном барьере (5). Основной и вспомогательный теплоизоляционные барьеры состоят из сочлененных модулей, каждый модуль вспомогательного теплоизоляционного барьера представляет собой прямоугольный параллелепипед и содержит первую фанерную плиту (3), покрытую первым теплоизоляционным слоем (4). Каждый модуль основного теплоизоляционного барьера представляет собой прямоугольный параллелепипед и содержит второй теплоизоляционный слой (6), на который опирается вторая фанерная плита (7, 9). Первая фанерная плита (3) прикреплена к двойной стенке несущей конструкции (1) находящимся между ними кордом мастики (14), образующим амортизирующее устройство. Использование изобретения позволит уменьшить износ теплоизоляции резервуара. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Герметизированный и теплоизолированный резервуар, встроенный в несущую конструкцию (1) с двойными стенками, который содержит:
теплоизоляционный барьер, выполненный за одно целое с несущей конструкцией (1),
вспомогательный уплотнительный барьер (5), расположенный внутри теплоизоляционного барьера, и
основной уплотнительный барьер (10), опирающийся на теплоизоляционный барьер,
при этом теплоизоляционный барьер содержит вспомогательный теплоизоляционный барьер, поверх которого находится вспомогательный уплотнительный барьер (5), и основной теплоизоляционный барьер, находящийся на вспомогательном уплотнительном барьере (5),
основной уплотнительный барьер (10) состоит из поясов или металлических плит, опирающихся на основной теплоизоляционный барьер,
основной теплоизоляционный барьер и вспомогательный теплоизоляционный барьер состоят из сочлененных модулей, каждый модуль вспомогательного теплоизоляционного барьера представляет собой прямоугольный параллелепипед и содержит первую фанерную плиту (3), покрытую первым теплоизоляционным слоем (4), каждый модуль основного теплоизоляционного барьера представляет собой прямоугольный параллелепипед и содержит второй теплоизоляционный слой (6), на который опирается вторая фанерная плита (7, 9),
первая фанерная плита (3) прикреплена к двойной стенке несущей конструкции (1) находящимся между ними кордом мастики (14),
отличающийся тем, что резервуар содержит амортизирующее устройство, состоящее из слоя амортизирующего материала, находящегося между двумя стенками, а корд мастики (14), помещающийся между первой фанерной плитой (3) и двойной стенкой несущей конструкции, имеет модуль упругости приблизительно 150 МПа при температуре 25°С и образует амортизирующее устройство.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он также содержит второе амортизирующее устройство, расположенное под основным уплотнительным барьером (10) и состоящее из второй, фанерной плиты (9), третьей фанерной плиты (8), находящейся между второй фанерной плитой (9) и основным уплотнительным барьером (10), и слоя (11) амортизирующего материала, расположенного между второй фанерной плитой (9) и третьей фанерной плитой (8).

3. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он также содержит второе амортизирующее устройство, расположенное под вспомогательным уплотнительным барьером (5).

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он также содержит второе амортизирующее устройство, расположенное между вспомогательным уплотнительным барьером (5) и вторым теплоизоляционным слоем (6).

5. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он также содержит второе амортизирующее устройство, расположенное между первой плитой (3) и первым теплоизоляционным слоем (4).

6. Резервуар по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что между третьей фанерной плитой (8, 8') и второй фанерной плитой (9, 9') второго амортизирующего устройства расположено опускающееся отклоняющее устройство, которое проходит через слой (11, 11') амортизирующего материала второго амортизирующего устройства.

7. Резервуар по п.6, отличающийся тем, что опускающееся отклоняющее устройство имеет отверстия (12а, 12b), выполненные соответственно во второй и третьей фанерных плитах (8, 8'; 9, 9') второго амортизирующего устройства и образующие Т-образный профиль, при этом свободные концы вертикальной части Т-образного профиля обращены друг к другу, а в образованном ими пространстве расположен широкополочный двутавровый профиль (13), вставленный в отверстия.

8. Резервуар по п.6, отличающийся тем, что опускающееся отклоняющее устройство имеет отверстия (12а, 12b), выполненные соответственно в третьей фанерной плите (8, 8') и во втором теплоизоляционном слое (6) и образующие Т-образный профиль, при этом свободные концы вертикальной части Т-образного профиля обращены друг к другу, а в образованном ими пространстве расположен широкополочный двутавровый профиль (13), вставленный в отверстия.

9. Резервуар по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что сочленения третьих фанерных плит (8, 8') второго амортизирующего устройства смещены относительно сочленений вторых фанерных плит (9, 9') второго амортизирующего устройства.

10. Резервуар по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что вторые и третьи фанерные плиты (8, 8'; 9, 9') второго амортизирующего устройства имеют толщину от 9 до 21 мм.

11. Резервуар по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что вторые и третьи фанерные плиты (8, 8'; 9, 9') второго амортизирующего устройства изготовлены из еловой фанеры или композиционного материала.

12. Резервуар по п.1, в котором корд мастики имеет модуль упругости максимально 500 МПа при температуре -25°С.