Зернохранилище Советский патент 1993 года по МПК E04H7/22 

Изобретение относится к строительству сельскохозяйственных объектов и может быть использовано Для хранения сыпучих материалов, в частности зерна непосредственно на месте уборки урожая.

Известно зернохранилище, включающее стенку из установленных друг над другом металлических конических оболочек с одинаковой конусностью, прикрепленный к стенке каркас и днище.

Целью изобретения является упрощение монтажа и демонтажа зернохранилища в полевых условиях.

Эта цель достигнута благодаря новой конструкции, обеспечивающей непрерывность перехода стенки в крышу, применение грунта как подручного средства и высокопрочной пленки лолизтилентерефта- лата.

На фиг.1 изображено зернохранилище, общий вид в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.З; на фиг.5 - схема сооружения фундамента; на фиг.6 - дополнительный пояс; на фиг.7 - вид Г на фиг.6; на фиг.8-10 - последовательные положения оболочки в процессе сборки стенки; на фиг. 11 - вид Д на фиг. 10.

Зернохранилище включает стенку 1, опирающуюся на каркас 2. Стенка выполнена с переменным по ее высоте овальным в плане сечением 3, имеющим большую 4 и малую 5 оси симметрии. С высотой большая ось симметрии увеличивается в вертикальной плоскости 6, а малая ось симметрии уменьшается в вертикальной плоскости 7. Каркас выполнен из двух стержней 8 и 9, размещенных внутри стенки симметрично

XI Ю СП О О

относительно малой оси симметрии. Нижние концы 10,11 стержней закреплены.

Боковая поверхность 12, 13 стержней касается внутренней стороны 14 стенки. Стержни выполнены из труб и соединены между собой одной или несколькими распорками 15,16,17, которые могут быть установлены или сняты по отдельности.

Стенка образована установленными друг над другом коническими оболочками

18 ,19, одинаковой конусностью. Оболочки выполнены из гибкого материала с возможностью принять без складок форму кругового усеченного конуса. Конусность оболочек меньше удвоенного коэффициента трения скольжения зерна по внутренней поверхности ободочки. Противоположные стороны 21, 22 верхней оболочки 20 соединены верхними кромками 23 в области 24, которая ограничена дугой 25 окружности. Дуга 25 стягивает угол, пропорциональный конусности оболочки.

В нижнюю оболочку 18 засыпан с,лой 26 грунта 27, извлеченного из верхнего слоя почвы 28. Грунт засыпан др уровня 29, расположенного выше уровня 30 поля. Засыпка грунта выполнена без специальной трамбовки. На грунте 27 размещено днище 31 с отогнутыми краями 32, примыкающими к стенке. Оболочки 18 и 19 полностью перекрываются и образуют составную нижнюю оболочку 33, сложенную из двух слоев 34,35 пленки. .. - ; . . ..- .: ...:-. ..

Выполнение нижней части стенки допускает варианты (см. фиг.5, б, 7). Коническая оболочка 36 может быть свободно установлена на фундаменте 37, в котором слой 38 грунта ограничен по периметру 39 другой конической оболочкой 40. На оболочки 18,

19 может быть снаружи одета дополнительная оболочка в форме пояса 41, включающего ряд стерж ней 42, 43, 44, которые ориентированы вдоль образующей оболочки и соединены гибкими кольцами 45,46.

Под днищем 31 расположен ориентированный вдоль малой оси 5 тройник 47 с поршнем 48, закрывающим снизу вертикальный патрубок 49, вставленный в отверстие 50 центральной части 51 днища с возможностью перемещения поршня в линейной части 52 тройник-а. Эластичные концы 53, 54 тройника.выведены из-под выгнутого вверх участка 55 нижнего края 56 стенки через насыпной скат 57 и закрыты заглушками 58, 59. Тройник с поршнем служат для выгрузки зерна, засыпаемого в оболочки стенки до уровня 60.

При сборке зернохранилища устанавливают на поле тройник 47, стержни 8, 9 с распорками 15. 16,.17, затем нижнюю оболочку 18 либо 40, которую фиксируют изнутри грунтом, заготовленным заранее либо засыпаемым сверху, формируют слой грунта, укладывают на него днище 31; На установленную оболочку последовательно одевают другие оболочки стенки. Для этого предварительно сплющивают оболочку до получения линейного размера, превышающего габарит пары стержней 8, 9 в их верхней

0 части. Засыпку зерна можно производить одновременно со сборкой, до уровня верхней кромки одетых оболочек. Последней, после окончания засыпки зерна, одевают верхнюю оболочку 20, выполняющую функ5 цию крыши. Нижняя оболочка 18 может быть заменена рядом одетых друг на друга и более коротких промежуточных оболочек, последовательно засыпаемых зерном, что снижает трудоемкость засыпки зерна, так

0 как заполнение более низких поясов требует подъема груза на меньшую высоту.

Способ одевания оболочки 61 на нижнюю часть стенки 62, полученной деформацией усеченного конуса 63, иллюстрирован

5 схемой (см. фиг.8-11). Стрелки указывают движение оболочки и перемещения точек 64, 65, 67,69 конуса в точки 66,68,70 стенки. Для выгрузки зерна отгибают книзу эластичные концы 53, 54 линейной части 52

0 тройника, снимают заглушки 58, 59 выводят поршень 48 из-под патрубка 49 к одному из концов 53,54, после чего зерно под напором собственного веса ссыпается из другого, открытого конца в подведенную емкость. Для

5 перемещения поршня могут быть использо ваны шток, вводимый в тройник через один

мз концов 53, 54, либо трос, пропущенный

по оси поршня и постоянно скрепленный с

ним (не показан). При необходимости, на0 пример, при образовании комков зерна,

поршень может быть использован для про талкивания зерна. Тройник позволяет также

применить отсос зерна либо воздействие на

зерно сжатого воздуха, например, для суш-.

5 ки зерна либо выгрузки.

Оболочки 18,19, 20 выполнены из пленки полимера - полиэтилентерефталата (лавсана) толщиной 0,2-0,3 мм и шириной 1-3 м. Оболочки в форме рукавов могут быть получе0 ны в процессе изготовления пленки либо склеиванием полосы пленки. Требуемая конусность оболочки может быть обеспечена скруглением полосы либо стыковкой ее кон- . цов под углом. Приемлема конусность 0,2 и

5 менее при коэффициенте трения пары зерно - пленка 0,15-0,3 в статическом режиме, т.е. при экстраполяции к нулевой относительной скорости. Диаметр зернохранилища в основании составляет 2-3 м, полная высота 3-5 м, масса хранимого зерна 5-10 т , расход пленки - менее 2 кг на тонну зерна при более, чем двухкратном, запасе прочности.

Область 24 смыкания оболочки 20 получена путем соединения кромок контактной сваркой либо водостойким клеем. Полые стержни 8, 9, распорки 15, 16, 17, поршень 48 выполнены из полимера либо сплава алюминия. Днище 31, тройник 47, заглушки 58, 59 изготовлены из эластомера типа резины,

Днище 31 может быть дублировано подстилкой из пленки полиэтилентерефталата для лучшей защиты от грызунов, которые, как показывает опыт, не в состоянии повредить эту пленку. Для упрощения транспор- тиробки стержни и распорки могут быть составлены из более коротких труб. Для выгрузки зерна могут быть использованы дополнительные средства - подъем оболочки с образованием щели между смежными оболочками либо вырубка отверстия в одной из оболочек.

Связь между конусностью оболочки и коэффициентом трения обусловлена тем, что равнодействующая давления зерна на оболочку, полученную деформацией конуса (см.фиг.8,10), направлена вверх, Она облегчает подъем оболочки при отделении ее от остальной ча сти стенки, а при конусности, большей удвоенного коэффициента трения, способна вызвать такое отделение сама. В последнем случае оболочки должны быть скреплены между собой и с грунтом, например, с помощью строп, допускающих быстрый демонтаж зернохранилища.

При монтаже зернохранилища отпадает необходимость в сооружении крыши, специального фундамента, помоста для расположения зерна выше уровня поля. Роль крыши выполняет верхняя оболочка, допу- екающая, как и остальные оболочки, сверты- вание в рулон, а роль фундамента - насыпной грунт, удерживаемый от расползания нижней оболочкой. Коническая геометрия упрощает монтаж стенки из отдельных оболочек и снижает трудоемкость загрузки зернохранилища.

Изготовление оболочек из пленки полиэтилентерефталата (лавсана) значительно - в несколько раз - снижает вес и стоимость зернохранилища по сравнению, например, с алюминиевым и, кроме того, создает качественно новые преимущества: обладая прочностью на разрыв (120-140 МПа), близкой к прочности алюминия, а модулем упру- гости (3520 МПа), в 20 раз меньшим, чем у алюминия, лавсановая пленка при двухкратном запасе прочности допускает упругое удлинение 2.%, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки между двумя и более слоями оболочки, полученной наложением однослойных рукавов. Сплющивание сечения зернохранилища с высотой компенсируется спадом давления зерна на стенку.

Создание запаса прочности у крупного зернохранилища требует утолщения стенки - до 0.6 мм для 20 т зерна. В данной конструкции это достигается соединением двух оболочек с толщиной пленки по 0,3 мм. Монолитная пленка толщиной 0,6 мм и более была бы неприемлема из-за утери гибкости, что затрудняет ее транспортировку, монтаж и демонтаж зернохранилища. Более того, увеличение толщины пленки сопровождается снижением ее удельной прочности.

Резервом дальнейшего снижения собственного веса зернохранилища является в .данной конструкции возможность армировать оболочки волокнами, ориентированными вдоль периметра, например, путем намотки на стадии изготовления рукава. Могут быть применены жесткоцепные арамид- ные волокна с прочностью на разрыв 2,8 ГПа и модулем упругости 83 ГПа, что позволяет увеличить прочность оболочки на разрыв более, чем в 10 раз. В этом случае исходная коническая форма оболочек, обеспечивающая их плотное прилегание друг к другу при свободной посадке, снижает требования к точности изготовления оболочек. Такой эффект не может быть получен в случае цилиндрических оболочек, так как вклад упругой деформации в компенсацию неточностей мал из-за высокого модуля упругости волокон. Возможен вариант зернохранилища, в котором армированная оболочка покрывает снаружи неармированные, способные к значительной упругой деформации в процессе загрузки зерна.

Плотность прилегания насыпного грунта к внутренней поверхности нижней оболочки обеспечивается автоматически, за счет постепенной усадки грунта под давлением зерна. Слой 26 грунта может быть выполнен с ядром из более плотного и вязкого материала, например, глины, и периферией из более сыпучего материала, например, песка или подсушенного верхнего слоя почвы, чем упрощается придание нижней оболочке 40 симметричной формы. Для упрощения такой конструкции фундамента 37 ядро может быть заключено в бандаж из лавсановой пленки, расположенный внутри нижней оболочки и отделенный от нее зазором, который заполнен сыпучим материалом.

Лавсановые оболочки химически инертны по отношению к зерну, не подвержены, в отличие от алюминия, коррозии в контакте с землёй. При повышенных требованиях к

хранению других сыпучих материалов лавсановые оболочки могут быть выполнены с полиэтиленовым покрытием. Зернохранилище стойко к действию мороза до -50°С. Грызуны и птицы не могут повредить его благодаря прочности лавсановых оболочек и подстилки, а также благодаря гладкой и обтекаемой сверху до низу форме оболочки.

В нерабочем состоянии лавсановые оболочки свернуты в рулоны, куда во избежание складок вставлены составные части разборных стержней и распорок каркаса.

В отличие от известного описанное зернохранилище в несколько раз легче и дешевле, его легко собрать в любом месте поля в течение часа, разобрать и перенести.

Использование: в строительстве сельскохозяйственных объектов. Зернохранилище имеет вид гибкой оболочки, опирающейся на каркас. Оболочка выполнена с переменным по высоте сечением, имеющим большую и малую оси симметрии, которые монотонно меняются по длине с высотой в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем малая ось с высотой уменьшается, каркас включает два стержня, которые расположены внутри оболочки симметрично относительно вертикальной плоскости малой оси и касаются своей боковой поверхностью внутренней стороны оболочки, между стержнями внутрь оболочки вставлена одна или несколько распорок в форме перекладин, оболочки имеют одинаковую конусность и овальные в плане. В нижнюю оболочку засыпан слой балласта, извлеченный из грунта, до уровня, расположенного выше уровня поля, на слое балласта установлена диафрагма с отогнутыми краями, примыкающими к оболочке. Конусность оболочки меньше удвоенного коэффи- циента трения скольжения зерна по внутренней поверхности оболочки. Оболочки выполнены из пленки полиэтилентереф- талата. 4 з.п. ф-лы, 11 ил. ё

Формуле изобретения 1. Зернохранилище, включающее стенку из установленных друг над другом конических оболочек с одинаковой конусностью, прикрепленный к стенке каркас и днище, отличающееся тем, что, с целью упрощения монтажа и демонтажа, стенка выполнена с овальным в плане сечением, длина большей оси симметрии которого увеличивается, а длина малой оси симметрии уменьшается по высоте стенки, каркас выполнен из двух стрежней, размещенных внутри стенки симметрично относительно малой оси симметрии и соединенных между собой одной или несколькими распорками, а оболочки - из гибкого материала, причем верхние кромки верхней оболочки соедине12

1

8 34

т в

5

0

5

ны между собой, а нижняя оболочка засыпана грунтом, на котором размещено днище.

/3-18

16

/7

НJ/ Si 4728 27

1Л1

30

Фиг.1

, : . ;---:- --; ---vV:.. ; {.;; ..: .;:.. .- ....: . ..- .; .,. ч-,:-.;. . :- . .. -. .....:. ,. -..

, ,.: .- . .- .-....----. -:: ,;. --Ч ,- - -. .

. / .,. . ; ... .. -: -:.;-: -у - ;:; .-;.;..;- -v .

.-;-:-:: :;Ж%;

..-.-.;:: -X; --:-%: v . V ....

.....

. v .. , (. )y.

----- - ; --.-...-.:,:.:.-. -.-- 4V- . ----- .г

.-

-:-:: :;Ж

Фи г. №

ВидЛ