Автоцистерна Советский патент 1982 года по МПК B65D88/12 B60P3/22 

(54) АВТОЦИСТЕРНА

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для транспортирования жидкостей.

Известны автоцистерны для транспортирования жидкостей, содержащие автошасси, емкость, приспособления для налива и слива жидкости и другое вспомогательное оборудование. Внутри емкости для уменьшения гидравлических ударов транспортируемой жидкости на дниш,а, возникаюш,их при резком изменении скорости движения автоцистерны (например, при трогании с места или торможении), вертикально установлены волнорезы в виде поперечных и, в необходимых случаях, продольных перфорированных перегородок из листового металла, деляш.ие емкость на сообшающиеся отсеки 1 и 2.

Известны транспортные средства в виде прицеп-цистерн, многосекционных автоцистерн и железнодорожных цистерн, предназначенных для перевозки жидкостей и мелкозернистых материалов (например, угольной пыли), которые содержат шасси, приспособления для налива и сливаразличных

конфигураций, устройства для гашения гидравлических ударов внутри емкости , 4 и 5.

Известна автоцистерна для транспортирования жидкостей, содержащая шасси тя гача, цистерну сложной конфигурации, балку в виде решетчатой фермы внутри, люк-лаз. В автоцистерне балка в виде решетчатой фермы, является опорной и волнорезом для гашения гидравлических ударов жидкости 10 в емкости 6.

Конструкция такой цистерны является сложной и трудоемкой для изготовления, а балка в поперечном направлении волну жидкости гасить не может, так как волны жидкости проходят свободно между брусьями фермы и ударяются о стенки цистерны, создавая разрушающие усилия.

Известна автоцистерна для транспортирования жидкостей, содержащая корпус, размещенные в нем наклонные поперечные 20 перегородки с отверстиями, которые предназначены для гашения продольных и поперечных колебаний волн 7.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является автоцистерна, включающая цилиндрическую емкость, укрепленные в ней волнорезы и сливо-лаливные приспособления. Волнорезы установлены в полусферических днищах над подрамниками. Подрамники имеют опорные листы на внутренних концах для крепления цилиндрической цистерны, а внутри цистерны укреплены в вертикальном положений эластичные перегородки с плечом 8.

Недостатком цистерны является то, что перфорированные перегородки-волнорезы с плечом, укрепленные в вертикальном положении и делящие цистерну на секции, не придают жесткости корпусу цистерны, необходимой для придания дополнительной прочности ему, когда корпус цистерны испытывает ударную нагрузку, получающуюся от гидравлических ударов при резком торможении или при движении цистерны. Отсутствие центральных отверстий в волнорезах лишает возможности доступ.а к внутренним полостям цистерны с целью осмотра и ремонта ее без демонтажа их. Наличие в перегородках множества отверстий усложняет их изготовление и является трудоемкой работой. При перемещении цистерны и резком ее торможении или повороте, гидравлические удары жидкости гасятся, ударяясь в лобовую с перегородками путем дросселирования через многочисленные отверстия, однако лотовые гидравлические удары жидкости и перерородки могут создать разрушающее динамическое усилие как на корпус цистерны, так и на узлы ее крепления, так как нет плавности гашения гидравлических ударов жидкости в цистерне.

Цель изобретения - уменьшение гидравлических ударов на стенку емкости.

Поставленна,я цель достигается тем, что в автоцистерне, включающей цилиндрическую емкость, укрепленные в ней волнорезы и сливо-наливные приспособления, каждый волнорез выполнен из размещенных коаксиально конусообразных обечаек с углом конусности поверхности, равным 90° и плоских колец с прорезями, одно из которых размещено между стенкой емкости и наружной обечайкой, а другое - между меньшим основанием наружной обечайки и большим основанием внутренней, при этом волнорезы расположены в емкости один относительно другого в зеркальном отображении.

На фиг. 1 представлена автоцистерна, общий вид; на фиг. 2 - схема емкости автоцистерны с волнорезами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Автоцистерна содержит автошасси 1, на котором установлена цилиндрическая емкость 2 с волнорезами 3 и 4, наливным 5 и сливным 6 приспособлениями.

Волнорезы 3 и 4 выполнены из размещенных коаксиально наружных и внутренних конусообразных обечаек с углом конусности поверхности равным 90° и плоских колес,

одно из которых, с прорезями а, размещено между стенкой емкости 2 и наружной обечайкой, а другое - с прорезями б, между меньшим основанием наружной обечайки и большим основанием внутренней, при этом волнорезы 3 и 4 расположены в емкости 2 один относительно другого в зеркальном отображении. Емкость 2 волнорезами 3 и 4 разделена на три секции Б,. В, Г. Секции Б, В, Г сообщены между собой дополнительными центральными отверстиями е и нижними отверстиями Ж, имеющимися в волнорезах 3 и 4. Центральные отверстия е можно использовать для передвижения обслуживающего персонала при осмотре и ремонте внутренних поверхностей емкости 2, рекомендуемый диаметр которых 450,500 мм, в зависимости от диаметра емкости 2.

Отверстие ж в волнорезах 3 и 4 служит для полного слива и очистки емкости 2 от жидкости. Рекомендуемые соотношения диаметров колец с прорезями б и емкости 2 равно 0,6-0,75, а ширину прорезей в кольцах с Прорезями б к а рекомендуется принимать равным 20-100 мм в зависимости от диаметра емкости 2.

Наливное приспособление 5 представляет собой заливную горловину, а сливное приспособление 6 - сливной патрубок с запорной арматурой.

Автоцистерна работает следующим образом.

В процессе транспортировки жидкости автоцистерна часто меняет скорость передвижения (например, при резком торможении, при трогании с места и др.). При этом, согласно закону инерции, возникают гидравлические удары транспортируемой жидкости на днища емкости 2 и волнорезы 3 и 4. Особенно большие гидравлические удары получаются при движении автоцистерны с частично заполненной емкостью 2, что часто бывает при перевозке жидкостей несколькил потребителям, например воды, топлива, масла и т.д. В связи с тем, что масса перевозимой жидкости разделена волнорезами 3 и 4, на них и приходится основная нагрузка от гидравлических ударов.

При резком торможении автоцистерны с емкостью 2, которая частично заполнена жидкостью, в секции Б,жидкость, ударяясь о плоское кольцо с прорезями б волнореза 4, разбивается на две массы - периферийную и внутреннюю. Периферийная масса жидкости под углом конусности 45° направляется по конической поверхности наружной обечайки, где за счет трения и дросселирования через прорези б и а наружных и внутренних плоских колец, соответственно, теряет часть энергии гидравлического удара. Внутренняя масса жидкости направляется под углом конусности 45° по внутренней.,конической поверхности внутренней обечайки, теряя энергию гидравлического удаpa за счет трения, фокусирования и дросселирования массы жидкости под углом конусности 90° центральное отверстие е. Ослабленная сила гидравлического удара от сфокусированной массы жидкости направляется через центральное отверстие е волнореза 4 в секцию В. Волнорезом 4 воспринимается минимальная нагрузка ослабленного гидравлического удара и изгибающий момент относительно сварных стыков крепления волнореза 4 к обечайке емкости 2 является минимальным, что обуславливает его прочность. Масса жидкости в секции В, ударяясь о волнорез 3, теряет энергию гидравлического удара за счет трения жидкости о коничес кие поверхности наружных и внутренних конусообразных обечаек и дросселирования массы жидкости через прорези б и а и центральное отверстие е. Прочность волнореза 3 и в этом случае обеспечивается тем, что в связи с напра лением гидравлического удара по конусообразным поверхностям коаксиально размещенных наружных и внутренних обечаек, т.е. ближе к месту приварки волнореза 3 к обечайке емкости 2, изгибающий момент, действующий на волнорез 3, минимальный. Сила гидравлического удара массы жидкости в секции Г направлена на днище автоцистерны, но в связи с тем, что в секции Г заключена лишь часть всей массы жидкости, сила гидравлического удара имеет значительно меньщую величину и практически безопасна для днища, которое, как правило, имеет большую толщину, чем стенка обечайки емкости 2. Действие массы жидкости на волнорезы 3 и 4 при резком ускорении и трогании с места автоцистерны происходит Аналогично описанному, но в обратном направлении, поскольку волнорезы 3 и 4 расположены зеркально. За счет дросселирования жидкости через прорези б и а и центральное отверстие е не происходит резкого смешения центра тяжести автоцистерны, что обеспечивает устойчивость автоцистерны при резком изменении скорости движения. Использование изобретения существенно пгозволяет повысить надежность и долговечность автоцистерн за счет уменьшения изгибающих моментов на волнорезы при гидроударах перевозимой жидкости, что в свою очередь, позволит уменьщить число разрушений волнорезов и сварных швов в местах крепления волнорезов к обечайке емкости автоцистерны, а также использовать .эффект гашения энергии гидроударов путем дросселирования жидкости в момент гидроударов через концентрично расположенные щели в волнорезах, в которые фокусируются локализованные массы перевозимой жидкости. Эффект гашения части гидроударов в волнорезах обеспечивает создание условий, при которых нагрузка от гидроударов на днища и волнорезы предлаг аемой конструкции будет меньше чем суммарная нагрузка в известных автоцистернах, а это позволит уменьшить нагрузки на устройствадля крепления емкости к щасси. Уменьшение гидравлических ударов на стенку емкости позволит уменьшить опрокидывающий момент автоцистерны на крутых поворотах, при спусках и подъемах. Увеличение надежности и долговечности волнорезов, емкости и устройство для крепления емкости к шасси обеспечивает увелии надежности авточение долговечности цистерны в целом. Формула изобретения Автоцистерна, включающая цилиндрическую емкость, укрепленные в ней волнорезы и сливо-наливные приспособления, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения гидравлических ударов на стенку емкости, каждый волнорез состоит из размещенных коаксиально конусообразных обечаек с углом конусности поверхности равным 90° и плоских колец с прорезями, одно из которых размещено между стенкой емкости и наружной обечайкой, а другое - между меньшим основанием наружной обечайки и большим основанием внутренней, при этом волнорезы расположены в емкости один относительно другого в зеркальном отображении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бувайло И. А. Бухаленко Г. И., Мутин Ф. И., Кудрин С. Я., Красновекин В. Н. Автоцистерны, применяемые в нефтяной промышленности. М., ЦИНТИхимнефтемаш, 1975. 2.Рыбаков К. В., Алпатов А. С. Рожков А. Ф. Заправка самолетов горюче-смазочными материалами. М., «Транспорт, 1975, с. 41, рис. 11. 3.Патент США № 2036607, кл. 280-5, 1936. 4.Патент США № 2006669, кл. 280-5, 1935. 5.Патент ФРГ № 903309, кл. 63с, 43/07, 1954. 6.Патент ФРГ № 930214, кл. 20с, 9, 1965: 7.Авторское свидетельство СССР № 793836, кл. В 60 Р 3/22, 1977. 8.Патент США № 2724597, кл. 280-5, 1955 (прототип).

Направление движения автоцистерны

Фиг.1