Металлический предварительно напряженный резервуар (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК E04H7/04 

Изобретение относится к области резер- вуаростроения, в частности к металлическим цилиндрическим резервуарам.

Целью изобретения является снижение материалоемкости и трудоемкости возведения.

На фиг. 1 показан резервуар, общий вид; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - 7 - узел I на фиг. 2 при различных вариантах выполнения элементов жесткости; на фиг. 8 и 9 - узел I на фиг. 2 при выпол е- нии резервуара с гофрированными пластинами для различных вариантов выполнения элементов жесткости; на фиг. 10 и И - узел I на фиг. 2 при варианте выполнения стенки резервуара составной из отдельных элементов.

Металлический цилиндрический резервуар включает днище 1, стенку 2, крыщу 3.

На внешней поверхности стенки 4 резервуара расположена высокопрочная обмотка из проволоки или ленты. Вдоль образующей стенки с заданным шагом расположены гофры 5, усиленные элементами жесткости 6 или гофрами 7, направленными выпуклостью наружу, и элементом заполнения 8. Для данного технического решения между гофрами 5 и 7 и элементом заполнения 8 имеется пространство, величина которого устанавливается расчетом для фиксирования упругой податливости гофр в кольцевом направлении.

Стенки 4 резервуаров больших объемов собирают методом рулонирования из 6-8 рулонов. Для таких конструкций может быть предложен вариант, включающий гладкие стенки-рулоны и отдельные вставки, устанавливаемые в процессе монтажа при разворачивании стенки между отдельными рулонами. Такая вставка имеет разрезные элементы стенки 9 с отверстиями под болты, толщина которых может быть больше стенки рулона, накладки из плоских пластин 10 с овальными пазами заданных размеров, позволяющими получать ограниченные линейные перемещения, болты 11 и гофры 7. Соединения вставок со стенкой рулона может быть как встык, так и внахлестку.

Геометрическая форма гофр, их шаг и количество являются функцией механических характеристик материалов стенки и обмотки, параметров резервуара, усилия предварительного напряжения и для каждого резервуара определяется однозначно.

Количество гофр или вставок, определяется по формуле:

IZ.CS

„ я.

П-др,

где п - количество, вставок или гофр;

8о- величина кольцевых упругих деформаций вставок или гофр, выраженная в относительных единицах;

D.- диаметр резервуара;

А1- величина изгибных упругих деформаций гофры или заданная величина овального зазора во вставке, Задаваясь параметрами гофр, можно получить их требуемое количество или по заданному количеству гофр устанавливают их геометрию.

Для уменьшения величины напряжений от краевого эффекта в зоне сопряжения стенки с днищем в последнем в местах рас- положеные окраек также могут быть выполнены кольцевые и радиальные гофры.

Высокопрочные ленты соединены на монтажной площадке кольцами с помощью замковых устройств 12, конструкция которых может быть типа «фаркопф с использованием высокопрочных болтов или типа «щеколды.

Такое решение резервуара позволяет регулировать величину внещней нагрузки, вос- принимаемой высокопрочной проволокой или лентой и дает возможность получить стенку резервуара во всех случаях достаточно тонкой, пригодной для монтажа резервуара методом рулонирования. Это позволяет в значительной мере сократить трудозатраты на воз- ведение резервуара на монтаже по сравнению с полистовым методом, кроме того, разворачивать рулон с тонкой стенкой легче. Толщина цилиндрического кольца, загруженного внутренним давлением, i и рас- пределенная толщина высокопрочной ленты б2 могут быть определены по формулам:

п.оу

Оо

k-mHlf + )

Ri (i)()-m-f2-,

где 61, 62- соответственно толщины стенок и высокопрочной ленты;

14.00 13.02 },11

-, т Д|t:

«f.OO

RiR2 - расчетные сопротивления стенки и

высокопрочной ленты;

Ei,E2-модули упругости материалов напряжения в стенке; Р-величина давления от продукта; OTfli - величина предварительного напряжения в стенке; г - радиус цилиндра; 6о- величина кольцевых упругих деформаций гофр, выраженная в относительных единицах;

- величина кольцевых относительных деформаций в стенке при напряжениях, достигающих предела текучести.

Формулы для определения толщины стенки без гофр имеют аналогичный вид, прИ; нимая 8о 0.

Изменяя параметры гофр, величины механических характеристик материалов стенки и высокопрочной проволоки или ленты, усилие предварительного напряжения позволяет

уменьшить массу резервуара. Применение метода рулонирования при монтаже резервуаров больших объемов вместо полистового метода, отказ от применения специальных намоточных машин дает возможность снизить удельную трудоемкость изготовления и монтажа.

12

X

1

(

Фие.5

.X

(pus. 6

4 7

сриг.9

10 7/

фи&П

1. Металлический предварительно напряженный резервуар, включающий днище, установленное на основании, крышу и стенку с высокопрочной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и трудоемкости возведения, стенка выполнена с вертикальными гофрами, направленными выпуклостью внутрь, причем в полости гофр с зазором размещены продольные элементы жесткости. 2.Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен гофрированными пластинами, прикрепленными к стенке и размещенными снаружи в местах ее гофр, причем гофры пластин обращены выпуклостью наружу. 3.Металлический предварительно напряженный резервуар, включающий днище, устано1вленное на основание, крыщу и стенку с высокопрочной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью снижения матери.ало- емкости и трудоемкости возведения, стенка резервуара выполнена составной из соединенных между собой плоскими пластинами элементов, установленных с возможностью § ограниченных линейных перемещений, и снаб- жена дополнительными гофрированными /Л пластинами, прикрепленными к стенке в мес- тах стыков ее элементов с внутренней или наружной стороны. 3 1С СО 00 оо