Цистерна для транспортировки жидкостей Советский патент 1990 года по МПК B60P3/22 B65D88/12 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для транспортировки жидкостей и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве при транспор- тировке жидких комплексных удобрений и других жидких средств химизации.

Целью изобретения является увеличение срока эксплуатации путем предотвращения деформации корпуса емкости от воздейст- вия динамических и тепловых нагрузок и снижение эксплуатационных затрат.

При испытаниях установлено, что вероятность деформации тонкостенного корпуса цистерны обусловлена треся основными видами факторов, имеющих относительно большие значения. При резком трогании с места или резком торможении автопоезда в узлах крепления возникает сила, направленная вертикально вверх. При жестко закрепленном на тонкостенном корпусе узле крепления и определенных обстоятельствах (ускорении и массе загруженной цистерны) это можгт привести к отрыву узла крепления.

Кроме того, эксплуатация цистерны для перевозки жидких комплексных удобрений осуществляется в сложных дорожных условиях, т. е. на дорогах с неровным профилем пути, а это обуславливает возникновение крутящего момента, действующего относительно продольной оси цистерны. При этом на различные части цистерны могут одновременно действовать моменты, противоположные по направлению. На практике кручение рамы (а вместе с ней и емкости, если она жестко закреплена относительно ее) может достигать 5-7°, что приводит к потере запаса прочности, устойчивости, цистерны и уменьшению срока службы корпуса.

При перевозке жидких комплексных удобрений возникают ситуации, когда температура рамы шасси и температура корпуса цистерны будут резко отличаться друг от друга. Эта разность температур может достигать 60°С и более. Так, например, при перевозке удобрений в осенне-зимний период при температуре окружающей среды - (20-30) °С такую же температуру прини- мает и рама шасси. Однако при этих температурах становятся невозможными операции слива - налива из-за высокой вязкости удобрений, достигающей 1000 сПа. Для осуществления операций слива - на- лива при этих условиях удобрения нагревают до температуры, обеспечивающей оптимальные условия слива - налива, т. е. до 40°С. Такую же температуру принимает и корпус цистерны, при этом происходит его удлинение. Несложные расчеты показывают, что для вышеуказанной цистерны при расстоянии между опорами 1,., 5500 мм и коэффициенте линейного расширения ,6 10 ьмм/мм°С для нер

Q

5 0

0 5 Q 5

5

жавеющей стали удлинение корпуса цистерны составляет около 8 мм. Очевидно, что при жестком креплении корпуса к раме в этих условиях деформация корпуса неизбежна.

Таким образом, на цистерны при транспортировке жидких комплексных удобрений действует ряд динамических и тепловых факторов, действие которых приводит к деформациям цистерны. Введение новых элементов и конструктивное исполнение последних и узла крепления бандажа к ложементам позволяет при эксплуатации создать условия, при которых исключаются деформации корпуса цистерны.

На фиг. 1 изображена цистерна для транспортировки жидкостей, общий вид; на фиг. 2 - то же, аксонометрия; на фиг. 3 - вид А на фиг. ; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4.

Цистерна для транспортировки жидкостей содержит емкость 1 в виде цилиндрического корпуса из тонкостенного материала, обечайка 2 которого снабжена передним 3 и задним 4 кольцевыми бандажами, опирающимися на передний 5 и задний 6 ложементы рамы 7 шасси 8. Передняя часть 9 корпуса 1 цистерны установлена передним бандажом 3 в ложементе 5 с возможностью вращения вокруг продольной оси относительно ложемента 5 и продольного смещения вдоль продольной оси также относительно ложемента 5. Задний ложемент б жестко связан с кольцевым бандажом 4 с помощью болтового соединения 10. Задний ложемент 6 в продольном и поперечном внутренних сечениях повторяет наружный профиль кольцевого бандажа 4. Кроме того, ложемент 5 для размещения переднего бандажа снабжен упорным элементом 11, выполненным в виде продольной реборды, установленной с зазором 12, образованным ребордой и передней торцовой поверхностью 13 кольцевого бандажа 3. Зазор 12 обеспечивает возможность смещения бандажа 3 по ложементу 5 в направлении продольной оси корпуса цистерны. Реборда И предназначена для ограничения перемещения цистерны в критических ситуациях, т. е. резких торможениях, а также для защиты поверхности 14 скольжения от загрязнений.

Ложемент 5 связан с передним коль- уевым бандажом 3 посредством подвижного замкового соединения, выполненного в виде Г-образной пластины 15, образующего с опорной поверхностью ложемента 5 паз 16, в котором с возможностью скольжения установлен дугообразный пластинчатый выступ 17, выполненный на задней торцовой поверхности 18 переднего кольцевого бандажа 3. Г-образная пластина 15 закреплена на ложементе 5 со стороны, противоположной размещению реборды, с помощью болтового соединения 19. Зазор 20 между Г-образной пластиной 15 и пластинчатым выступом 17 обеспечивает возможность вра- щения переднего кольцевого бандажа 3 вместе с корпусом емкости относительно продольной оси. Корпус емкости цистерны благодаря пазу 16 имеет возможность смещаться по ложементу 5 вдоль продольной оси.

Резиновая прокладка 21 предотвращает попадание загрязнений в полость зазора 12, а отверстие 22 предназначено для сообщения полости зазора 12 с внешней ере- дои. Через масленку 23 на поверхность 14 скольжения подается смазочный материал.

Ложементы для размещения переднего 5 и заднего 6 бандажей имеют длину опорной поверхности, не превышающую полови- ну длины окружности кольцевых бандажей 3 и 4. Такая длина опорной поверхности ложементов обеспечивает максимальную устойчивость корпуса цистерны при опрокидывании и одновременно легкий монтаж и демонтаж корпуса. Кроме того, ложементы, имеющие длину опорной поверхности не более половины длины окружности кольцевых бандажей при поворотах, наклонах и особенно при неполностью заполненной цистерне, воспринимают значительную часть динамических нагрузок (опрокидывающего момента), причем усилие распределяется по большей площади кольцевого бандажа.

Цистерна эксплуатируется следующим образом.

При эксплуатации цистерн для транспортировки ЖКУ возникают температурные деформации корпуса емкости 1 и рамы 7 шасси 8, при этом передний кольцевой бандаж 3 цистерны может перемещаться по ложементу 5 вдоль продольной оси в пределах зазора 12 и паза 16.

При ускоренном движении цистерны вперед или резком торможении возникают силы, которые могут привести к отрыву цистерны от ложементов. Этому препятствуют Г- образная пластига 15 и болтовые соединения 10 и 19. Кроме того, так как ложемент 6 для размещения заднего бандажа в продольном и поперечном внутренних сечения повторяет наружный профиль заднего бандажа 4, то при возник- новении усилий в продольном направлении работают торцовые поверхности ложемента 6 и бандажа 4, что уменьшает износ и вероятность деформации элементов крепления цистерны.

При возникновении в период эксплуатации к-рутящих моментов вокруг продольной оси, действующих на раму 7, корпус емкости 1 цистерны к кольцевой задний

5

бандаж 4, жестко связанный с ложементом 6, вращаются вместе с рамой 7 а передний бандаж 3 вместе с корпусом емкости 1 цистерны скользит аналогично подшипнику скольжения в ложементе 5, т. е. происходит вращение цистерны вокруг продольной оси без скручивания корпуса.

Таким образом, при возникновении крутящих моментов на раму 7 действует крутящий момент и она работает на скручивание, а на корпусе емкости 1 цистерны, имеющей меньшую механическую прочность, крутящий момент не действует и на скручивание, корпус не работает, так как цистерна в передней части 9 закреплена скользящей посадкой, т. е. не оказывает сопротивление деформации. При повороте заднего бандажа 4 и корпуса емкости 1 вокруг продольной оси на любой угол передний бандаж 3 и корпус 1 емкости I поворачиваются на тот же угол.

Предложенное техническое решение позволяет предотвратить деформации корпуса цистерны при воздействии динамических нагрузок (кручения) и тепловом расширении - сжатии, снизить износ узлов крепления цистерны, и в конечном итоге повысить срок эксплуатации цистерны. Кроме того, данная конструкция крепления обеспечивает цистерне в критических ситуациях устойчивость, т. е. оставаться в ложементах и при аварийном обрыве болтовых соединений 10 и 19.

Изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

конструкция крепления корпуса цистерны универсальна и может быть использована практически для любых типов горизонтальных цилиндрических цистерн;

увеличен срок службы цистерны за счет снижения вероятности разрушения цистерны;

узлы крепления цистерны просты по конструкции, надежны в эксплуатации и имеют практически неограниченный срок службы:

предлагаемое крепление обеспечивает возможность изготовления цистерн из прогрессивных нетрадиционных материалов.

Формула изобретения

1. Цистерна для транспортировки жидкости, включающая установленную на раме с ложементами емкость с передним и задним кольцевыми бандажами, узлы крепления бандажей к ложементам, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации путем предотвращения деформаций корпуса емкости от воздействия динамических и тепловых нагрузок и снижения эксплуатационных затрат, она снабжена упорным элементом, выполненным в виде продольной реборды, установленным на ложементе с образованием зазора между ребордой и торцовой поверхностью переднего кольцевого бандажа, причем последний имеет изогнутый пластинчатый выступ для взаимодействия с узлом крепления, а в качестве узла крепления переднего бандажа к ложементу использовано подвижное замко- вое соединение, при этом ложементы выполнены так, что длина опорной площадки каждого из них не превышает половину длины торцовой поверхности кольцевого бандажа, а профиль ложемента для разме- щения заднего бандажа в продольном и

поперечном сечениях соответствует наружному профилю заднего-бандажа.

2. Цистерна по п. 1, отличающаяся тем, что подвижное замковое соединение представляет собой установленную на ложементе со стороны, противоположной размещению реборды Г-образную пластину размещенную, так, что изогнутый пластинчатый выступ расположен под длинным плечом Г-образной пластины с возможностью смещения.

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в производстве цистерн для транспортировки жидких комплексных удобрений и других жидкостей. Целью изобретения является увеличение срока эксплуатации путем предотвращения деформации корпуса емкости от воздействия динамических и тепловых нагрузок, и снижения эксплуатационных затрат. Для того, чтобы предотвратить деформации корпуса при воздействии динамических нагрузок и тепловом расширении-сжатии материала корпуса емкости 1, передняя часть 9 корпуса установлена с возможностью вращения и продольного смещения относительно ложемента 5, причем ложемент 6, жестко связанный с задним кольцевым бандажом 4, в продольном и поперечном внутренних сечениях повторяет наружный профиль кольцевого бандажа 4, а ложемент 5 снабжен упорным элементом 11, выполненным в виде продольной реборды, установленной с зазором со стороны передней торцовой поверхности переднего кольцевого банда 3. Ложемент 5 связан с передним кольцевым бандажом 3 посредством подвижного замкового соединения, выполненного, например, в виде Г-образной пластины 15, образующей с опорной поверхностью ложемента 5 паз, в котором с возможностью скольжения установлен дугообразный пластинчатый выступ 17, выполненный на задней торцовой поверхности переднего кольцевого бандажа 3. Ложементы 5 и 6 имеют длину опорной поверхности, составляющую не более половины длины окружности кольцевых бандажей 3 и 4. 1 з.п. 6 ил.

3

19 V

23

/

Фие.З

8

фиг. 2

Фие.%

..ч.у.«.«ч.Т«.

// /

22 П 23 3 5 17

Подвижное замкоЗое фиг. 5

Г Г повернуто

{ 6 Ю Фиг. 6