Результат интеллектуальной деятельности: Низкотемпературный контейнер, низкотемпературный резервуар и автомобильная цистерна для перевозки низкотемпературной жидкости

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

[0001] Данная заявка является международной заявкой, переведенной на национальную фазу в России, № PCT/CN2014/089830, поданной 29 октября 2014 года, в основу которой положена и приоритет которой заявляется по китайской патентной заявке №201410265498.4, поданной 13 июня 2014 года, полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Данное изобретение относится к низкотемпературному контейнеру, низкотемпературному резервуару и автомобильной цистерне, которые предназначены для хранения и транспортировки жидкости при низкой температуре.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В настоящее время по всему миру оборудование для хранения и транспортировки низкотемпературной жидкости включает, главным образом, автомобильную цистерну, содержащую низкотемпературный резервуар, включающий низкотемпературный контейнер.

[0004] Обычный низкотемпературный контейнер в основном включает корпус и внутренний контейнер, располагаемый в указанном корпусе при помощи поддерживающей конструкции. Поддерживающая конструкция обычно предполагает конструкцию с восьмью точками опоры (то есть, включающую восемь стеклотекстолитовых опорных частей), опорную конструкцию с завязками, консольную конструкцию, строповую конструкцию и т.д. Соответственно, вышеперечисленные опорные конструкции имеют свои преимущества и недостатки, однако во внимание нужно принимать прочность, теплопроводность и термокомпенсацию. Что касается опорных конструкций для мобильного контейнера, помимо прочего нужно учитывать следующие вопросы: ударная нагрузка, усталостная нагрузка, сила инерции жидкости, находящейся во внутреннем контейнере и т.д.

[0005] Для низкотемпературного контейнера важными аспектами являются прочность и теплоизоляция. Главная цель изучения и обсуждения в данной области касается улучшения защиты окружающей среды и экономической эффективности оборудования для хранения и транспортировки при низких температурах, при условии обеспечения прочности и теплоизоляции в соответствии с требованиями безопасности и надежности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Для устранения недостатков низкотемпературного контейнера известного уровня техники, задача изобретения заключается в создании низкотемпературного контейнера, имеющего сбалансированные точки опоры и отличающегося высоким теплоизолирующим эффектом.

[0007] Другой задачей данного изобретения является создание низкотемпературного резервуара, содержащего низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению.

[0008] Следующая задача изобретения заключается в создании автомобильной цистерны, предназначенной для перевозки низкотемпературной жидкости и содержащей низкотемпературный резервуар согласно изобретению.

[0009] Для устранения указанных выше технических проблем в данном изобретении предложены следующие технические решения:

[0010] Согласно первому аспекту, низкотемпературный контейнер содержит корпус, включающий цилиндрическое тело и две наружные уплотнительные головки, расположенные, соответственно, на обоих концах тела корпуса, и внутренний контейнер, расположенный в корпусе посредством опорного узла и включающий цилиндрическое тело и две внутренние уплотнительные головки, расположенные, соответственно, на обоих концах указанного тела, причем опорный узел содержит две поперечные поддерживающие конструкции, соответствующим образом расположенные в промежутке между телом корпуса и телом внутреннего контейнера; и две продольные поддерживающие конструкции, соответствующим образом расположенные каждая между наружной и внутренней уплотнительными головками, расположенными на концах; при этом центральные линии двух продольных поддерживающих конструкций и центральная ось внутреннего контейнера являются коллинеарными, или центральные линии двух продольных поддерживающих конструкций параллельны центральной оси внутреннего контейнера, и продольные поддерживающие конструкции могут удлиняться и укорачиваться в продольном направлении указанного контейнера.

[0011] Согласно варианту выполнения изобретения, две поперечные поддерживающие конструкции расположены в низкотемпературном контейнере, соответственно, слева и справа или вверху и внизу.

[0012] Согласно варианту выполнения изобретения, две поперечные поддерживающие конструкции расположены в середине низкотемпературного контейнера или смещены от указанного среднего положения.

[0013] Согласно варианту выполнения изобретения, поперечная поддерживающая конструкция включает часть для опоры корпуса, прикрепленную к внутренней стенке тела корпуса; часть для опоры внутреннего контейнера, прикрепленную к наружной стенке тела внутреннего контейнера и в соответствии с частью для опоры корпуса; опорное кольцо, прикрепленное на одном конце к части для опоры корпуса и проходящее к части для опоры внутреннего контейнера на другом конце; и теплозащитный экран, расположенный между частью для опоры внутреннего контейнера и опорным кольцом.

[0014] Согласно варианту выполнения изобретения, теплозащитный экран образован из стеклотекстолита или углеродного волокна.

[0015] Согласно варианту выполнения изобретения, часть для опоры корпуса включает фиксирующее кольцо, прикрепленное к телу корпуса, и опорную пластину, прикрепленную к внутренней стенке фиксирующего кольца.

[0016] Согласно варианту выполнения изобретения, фиксирующее кольцо части для опоры корпуса имеет форму скошенного цилиндра.

[0017] Согласно варианту выполнения данного изобретения, опорная пластина имеет плоскую круглую форму или плоскую прямоугольную форму, и в центре опорной пластины выполнено сквозное отверстие.

[0018] Согласно варианту выполнения изобретения, часть для опоры внутреннего контейнера включает чашеобразную фиксирующую пластину, имеющую нижнюю стенку и боковую стенку, которая, изгибаясь, отходит от нижней стенки к одной стороне; боковая стенка фиксирующей пластины прикреплена к телу внутреннего контейнера, а нижняя стенка встроена во внутренний контейнер; нижняя и боковая стенки сходятся, образуя приемное пространство, в которое, расширяясь, входит опорное кольцо; и между опорным кольцом и нижней стенкой фиксирующей пластины образован зазор.

[0019] Согласно варианту выполнения изобретения, боковая стенка фиксирующей пластины представляет собой цилиндр, при этом внутренний диаметр указанной стенки составляет 10%-30% от внутреннего диаметра цилиндрического тела внутреннего контейнера.

[0020] Согласно варианту выполнения изобретения, боковая стенка фиксирующей пластины имеет выемку, предназначенную для крепления теплозащитного экрана.

[0021] Согласно варианту выполнения изобретения, продольная поддерживающая конструкция включает первую поддерживающую конструкцию, прикрепленную к наружной уплотнительной головке, и вторую поддерживающую конструкцию, прикрепленную к внутренней уплотнительной головке и выполненную с возможностью осевого перемещения относительно первой указанной конструкции.

[0022] Согласно варианту выполнения изобретения, первая поддерживающая конструкция включает соединительный цилиндр наружной уплотнительной головки и теплоизолирующее кольцо, при этом на одном конце указанный цилиндр прикреплен к внутренней стенке наружной уплотнительной головки, а на другом конце проходит к внутренней уплотнительной головке, и между другим концом соединительного цилиндра наружной уплотнительной головки и внутренней уплотнительной головкой образован зазор.

[0023] Согласно варианту выполнения изобретения, вторая поддерживающая конструкция включает соединительный цилиндр внутренней уплотнительной головки, который на одном конце прикреплен к наружной стенке внутренней уплотнительной головки в соответствии с соединительным цилиндром наружной уплотнительной головки, а на другом конце проходит к наружной уплотнительной головке, и между другим концом соединительного цилиндра внутренней уплотнительной головки и наружной уплотнительной головкой образован зазор, причем наружная стенка теплоизолирующего кольца прикреплена к соединительному цилиндру наружной уплотнительной головки, а внутренняя стенка указанного кольца контактирует и подогнана к наружной стенке соединительного цилиндра внутренней уплотнительной головки.

[0024] Согласно варианту выполнения изобретения, внутренняя стенка соединительного цилиндра наружной уплотнительной головки имеет кольцеобразную выемку, предназначенную для установки изолирующего кольца.

[0025] Согласно варианту выполнения изобретения, на конце соединительного цилиндра наружной уплотнительной головки образовано заграждающее кольцо, препятствующее выпадению теплоизолирующего кольца.

[0026] Согласно варианту выполнения изобретения, изолирующее кольцо образовано из стеклотекстолита или углеродного волокна.

[0027] Согласно другому аспекту, низкотемпературный резервуар содержит раму и низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению, прикрепленный к указанной раме.

[0028] Согласно следующему аспекту, автомобильная цистерна для перевозки низкотемпературной жидкости включает ходовой механизм и низкотемпературный резервуар согласно п. 18 формулы изобретения, расположенный на указанном механизме.

[0029] Исходя из вышеописанного технического решения понятно, что данное изобретение имеет по меньшей мере следующие положительные эффекты и преимущества:

[0030] В низкотемпературном контейнере согласно данному изобретению опорный узел включает две поперечные поддерживающие конструкции, расположенные, соответственно, между телом корпуса и телом внутреннего контейнера, и две продольные поддерживающие конструкции, расположенные между соответствующими наружными и внутренними уплотнительными головками. Низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению имеет меньшее количество точек опоры, а именно, четыре точки, обеспечивая при этом прочность опорной конструкции между телом корпуса и телом внутреннего контейнера, так что теплопередача от внутреннего контейнера к корпусу может быть уменьшена. В частности, теплоизолирующие конструкции выполнены как в продольных поддерживающих конструкциях, так и в поперечных поддерживающих конструкциях, что может дополнительно снизить теплопередачу. Таким образом, низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению имеет высокую эффективность теплоизоляции.

[0031] Если внутренний контейнер резко сжимается в результате заливки низкотемпературной жидкости или резко расширяется после ее выливания, продольная поддерживающая конструкция, соответствующим образом присоединенная между внутренней и наружной уплотнительными головками, может расширяться и сжиматься в продольном направлении указанного контейнера, тем самым, компенсируя изменение размера внутреннего контейнера, обусловленное расширением или сжатием под воздействием нагревания или охлаждения. В частности, две продольные поддерживающие конструкции расположены, соответственно, на обоих концах низкотемпературного контейнера и обеспечивают свободное удлинение и укорачивание внутреннего контейнера относительно корпуса на обоих концах, что исключает повреждение внутреннего контейнера и корпуса в результате расширения или сжатия под воздействием, соответственно, нагревания или охлаждения, таким образом, продлевая срок службы устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0032] Фиг. 1А изображает схематический вид низкотемпературного контейнера согласно первому варианту выполнения данного изобретения;

[0033] Фиг. 1В изображает разрез по линии А-А Фиг. 1А;

[0034] Фиг. 2 изображает поперечную поддерживающую конструкцию низкотемпературного контейнера, в увеличенном разрезе, согласно первому варианту выполнения данного изобретения;

[0035] Фиг. 3 изображает схематический вид круглой опорной пластины поперечной поддерживающей конструкции низкотемпературного контейнера, согласно первому варианту выполнения данного изобретения;

[0036] Фиг. 4 изображает схематический вид прямоугольной опорной пластины поперечной поддерживающей конструкции низкотемпературного контейнера, согласно первому варианту выполнения данного изобретения;

[0037] Фиг. 5 изображает продольную поддерживающую конструкцию низкотемпературного контейнера, в увеличенном разрезе, согласно первому варианту выполнения данного изобретения;

[0038] Фиг. 6 изображает схематический вид низкотемпературного контейнера согласно второму варианту выполнения данного изобретения;

[0039] Фиг. 7 изображает разрез по линии В-В Фиг. 6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0040] В описании конкретные варианты выполнения проиллюстрированы в качестве примера на прилагаемых чертежах и подробно описаны далее. Чертежи и описание никоим образом не ограничивают объем изобретения. Точнее, чертежи и описание приведены с целью разъяснения идей изобретения специалистам со ссылкой на конкретные варианты выполнения.

[0041] Первый вариант выполнения низкотемпературного контейнера

[0042] Как изображено на Фиг. 1А и Фиг. 1В, низкотемпературный контейнер согласно первому варианту выполнения данного изобретения включает корпус 1 и внутренний контейнер 2, расположенный коаксиально внутри указанного корпуса посредством опорного узла.

[0043] Корпус 1 включает цилиндрическое тело 11 и две наружные уплотнительные головки 12, расположенные, соответственно, на обоих концах указанного корпуса. Внутренний контейнер 2 включает цилиндрическое тело 21 и две внутренние уплотнительные головки 22, расположенные, соответственно, на обоих концах указанного тела 21.

[0044] Опорный узел включает две поперечные поддерживающие конструкции 3 и две продольные поддерживающие конструкции 4.

[0045] Поперечная поддерживающая конструкция 3 расположена в промежутке между телом 11 корпуса и телом 21 внутреннего контейнера. Усилие, воздействующее на внутренний контейнер 2 со всех направлений, передается к корпусу 1 посредством поперечной поддерживающей конструкции 3. Поперечная конструкция 3 может удлиняться и укорачиваться, регулируя радиальный размер внутреннего контейнера 2, изменяемый в результате расширения и сжатия под воздействием нагревания и охлаждения, происходящего при заливе жидкости, имеющей низкую температуру. В случае, если объем низкотемпературного контейнера сравнительно небольшой, длина поперечной поддерживающей конструкции 3 может быть нерегулируемой. Две поперечные поддерживающие конструкции расположены, соответственно, слева и справа в середине низкотемпературного контейнера. Две поперечные поддерживающие конструкции могут обеспечивать опору для внутреннего контейнера 2 и выдерживают продольное усилие, образуемое указанным контейнером в процессе движения (например, усилие, образуемое при аварийном торможении), и могут предотвращать взаимный поворот между корпусом 1 и внутренним контейнером 2. Радиальные нагрузки двух поперечных поддерживающих конструкций 3, а именно, расположенных, соответственно, слева и справа, по существу являются одинаковыми, то есть, силы опоры, оказываемые на внутренний контейнер 2 двумя поперечными поддерживающими конструкциями 3, распределены равномерно.

[0046] Как изображено на Фиг. 2, поперечная поддерживающая конструкция 3 включает часть для опоры корпуса, часть для опоры внутреннего контейнера, опорное кольцо 30 и теплозащитный экран 31.

[0047] Часть для опоры корпуса прикреплена к телу 11 корпуса и имеет конструкцию, включающую, например, фиксирующее кольцо 32, приваренное к указанному телу, а также опорную пластину 33, приваренную к внутренней стенке данного кольца 32.

[0048] Фиксирующее кольцо 32 выполнено в виде скошенного цилиндра, с целью максимального увеличения зоны сварки к телу 11 корпуса, что может повысить прочность соединения между указанным кольцом и телом 11. Разумеется, форма кольца 32 не ограничена указанной выше формой, и может быть приемлема другая форма, например, в виде прямого цилиндра.

[0049] Как изображено на Фиг. 3 и Фиг. 4, опорная пластина 33 имеет плоскую круглую форму, при этом может иметь место и другая форма, например, плоская прямоугольная форма. Согласно данному изобретению, в центре опорной пластины 33 образовано сквозное отверстие 330, через которое может быть залит теплоизоляционный материал, с целью повышения эффективности теплоизоляции.

[0050] Согласно первому варианту выполнения данного изобретения, часть для опоры корпуса может обеспечивать увеличение теплопроводности и уменьшение тепловых потерь. Как изображено на Фиг. 2, часть для опоры внутреннего контейнера включает чашеобразную фиксирующую пластину 34. Фиксирующая пластина 34 имеет нижнюю стенку 341 и боковую стенку 342, которая, изгибаясь, отходит от указанной нижней стенки к одной стороне. Внутренний диаметр боковой стенки 342 составляет 20% от внутреннего диаметра цилиндрического тела 21 внутреннего контейнера, но, не ограничиваясь указанным значением; допустимо, чтобы внутренний диаметр боковой стенки 342 составлял 10%-30% от внутреннего диаметра цилиндрического тела 21 внутреннего контейнера. Боковая стенка 342 фиксирующей пластины 34 приварена к телу 21 внутреннего контейнера, а нижняя стенка 341 указанной пластины встроена во внутренний контейнер 2. Таким образом, поддерживающие конструкции 3 могут быть выполнены при сравнительно небольшом объеме, при этом обеспечивая высокую прочность соединения. В частности, в поддерживающей конструкции 3 расстояние от нижней стенки 341 фиксирующей пластины 34 до места соединения между фиксирующим кольцом 32 и телом 11 корпуса сравнительно невелико, следовательно, объем внутреннего контейнера 2 может быть максимально увеличен при условии, что объем корпуса 1 соответствует стандарту.

[0051] Нижняя стенка 341 и боковая стенка 342 чашеобразной фиксирующей пластины 34 сходятся, образуя приемное пространство, в которое, расширяясь, входит опорное кольцо 30. Между опорным кольцом 30 и нижней стенкой 341 фиксирующей пластины 34 образован зазор. Таким образом, можно исключить прямой перенос тепла между фиксирующей пластиной 34 и фиксирующим кольцом 32, то есть прямой перенос тепла между опорной частью для внутреннего контейнера, прикрепленного к внутреннему контейнеру 2, и частью для опоры корпуса, прикрепленной к корпусу 1, тем самым, способствуя улучшению теплоизоляционной характеристики низкотемпературного контейнера. В боковой стенке 342 чашеобразной фиксирующей пластины 34 выполнена выемка, в которую вставляют и фиксируют теплозащитный экран 31.

[0052] Теплозащитный экран 31 может быть образован из материала, обладающего хорошими теплоизолирующими свойствами, такого как стеклотекстолит или углеродное волокно. Теплозащитный экран 31 имеет форму кольца, окружает и подогнан к периферической поверхности опорного кольца 30. Кроме того, теплозащитный экран 31 может иметь другую форму, например, форму полукольца, соответствующего нижней части периферической поверхности опорного кольца 30.

[0053] Как изображено на Фиг. 5, продольная поддерживающая конструкция 4 включает первую и вторую поддерживающие конструкции.

[0054] Первая поддерживающая конструкция включает соединительный цилиндр 41 наружной уплотнительной головки и теплоизолирующее кольцо 42. Цилиндр 41 на одном конце прикреплен к внутренней стенке наружной уплотнительной головки 12, а на другом конце проходит к внутренней уплотнительной головке 22. Между другим концом соединительного цилиндра 41 наружной уплотнительной головки и внутренней уплотнительной головкой 22 образован зазор, чтобы исключить прямой перенос тепла между внутренней уплотнительной головкой 22 и наружной уплотнительной головкой 12 и, тем самым, способствовать улучшению теплоизоляционных свойств низкотемпературного контейнера.

[0055] Вторая поддерживающая конструкция включает соединительный цилиндр 43 внутренней уплотнительной головки. Цилиндр 43 на одном конце прикреплен к наружной стенке внутренней уплотнительной головки 22, в соответствии с соединительным цилиндром 41 наружной уплотнительной головки, а на другом конце проходит к наружной уплотнительной головке 12. Между другим концом соединительного цилиндра 43 внутренней уплотнительной головки и наружной уплотнительной головкой 12 образован зазор, чтобы исключить прямой перенос тепла между внутренней уплотнительной головкой 22 и наружной уплотнительной головкой 12. В одном варианте выполнения диаметр соединительного цилиндра 43 внутренней уплотнительной головки меньше диаметра соединительного цилиндра 41 наружной уплотнительной головки, так что цилиндр 43 входит в цилиндр 41. В других вариантах выполнения диаметр соединительного цилиндра 43 внутренней уплотнительной головки может превышать диаметр соединительного цилиндра 41 наружной уплотнительной головки. Теплоизолирующее кольцо 42 может быть образовано из материала, отличающегося хорошей теплоизолирующей способностью, такого как стеклотекстолит или углеродное волокно. Наружная стенка теплоизолирующего кольца 42 установлена в соединительном цилиндре 41 наружной уплотнительной головки, а его внутренняя стенка контактирует и подогнана к наружной стенке соединительного цилиндра 43 внутренней уплотнительной головки, при этом указанное кольцо 42 имеет возможность перемещения относительно указанного цилиндра 43.

[0056] Во внутренней стенке соединительного цилиндра 41 наружной уплотнительной головки выполнена кольцеобразная выемка, в которую вставляют и фиксируют теплоизолирующее кольцо 42. Более того, на конце соединительного цилиндра 41 наружной уплотнительной головки может быть образовано заградительное кольцо 44, препятствующее выпадению теплоизолирующего кольца 42.

[0057] В других вариантах выполнения форма продольной поддерживающей конструкции 4 не ограничена указанной формой и может от нее отличаться, при этом для осуществления изобретения подходит любая другая форма, которая может обеспечить удлинение и укорачивание низкотемпературного контейнера в продольном (то есть, осевом) направлении. Как правило, поскольку продольный размер низкотемпературного контейнера гораздо больше его поперечного размера, в результате расширения при нагревании и сжатия под воздействием охлаждения при заливке низкотемпературной жидкости продольный размер изменяется в большей степени по сравнению с поперечным размером. Поэтому продольная поддерживающая конструкция 4 может быть выполнена таким образом, что изменение ее размера превышает изменение размера поперечной поддерживающей конструкции 3.

[0058] В первом варианте выполнения две поперечные поддерживающие конструкции симметричны относительно центральной продольной плоскости низкотемпературного контейнера, а две продольные поддерживающие конструкции симметричны относительно центральной поперечной плоскости указанного контейнера. Таким образом, в низкотемпературном контейнере существует четыре точки опоры между корпусом и внутренним контейнером, что может обеспечивать сбалансированную опору, при этом на корпус и внутренний контейнер усилие оказывается равномерным образом, что способствует увеличению срока службы устройства.

[0059] Второй вариант выполнения низкотемпературного контейнера

[0060] Обратимся к Фиг. 6 и Фиг. 7, на которых изображен низкотемпературный контейнер согласно второму варианту выполнения изобретения, который отличается от первого, вышеописанного варианта выполнения тем, что:

[0061] Две поперечные несущие поддерживающие конструкции расположены, соответственно, вверху и внизу и в положении, смещенном от середины низкотемпературного контейнера.

[0062] Другие части низкотемпературного контейнера согласно второму варианту выполнения такие же, что и в первом вышеописанном варианте выполнения, и в данном документе подробно не обсуждаются.

[0063] Низкотемпературный резервуар

[0064] Низкотемпературный резервуар согласно данному изобретению включает раму и низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению, прикрепленный к указанной раме.

[0065] Автомобильная цистерна для перевозки низкотемпературной жидкости

[0066] Автомобильная цистерна согласно данному изобретению, предназначенная для перевозки низкотемпературной жидкости, включает ходовой механизм и низкотемпературный резервуар согласно данному изобретению, расположенный на указанном механизме.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0067] В низкотемпературном контейнере согласно данному изобретению опорный узел включает две поперечные поддерживающие конструкции, расположенные, соответственно, между телом корпуса и телом внутреннего контейнера, а также две продольные поддерживающие конструкции, расположенные между соответствующими наружной и внутренней уплотнительными головками. Низкотемпературный контейнер согласно данному изобретению имеет меньшее количество точек опоры, а именно, четыре точки, обеспечивая при этом прочность опорной конструкции между телом корпуса и телом внутреннего контейнера, так что теплопередача от внутреннего контейнера к корпусу может быть уменьшена. В частности, теплоизолирующие конструкции выполнены как в продольных поддерживающих конструкциях, так и в поперечных поддерживающих конструкциях, что может дополнительно снизить теплопередачу. Таким образом, предложенный низкотемпературный контейнер имеет высокую эффективность теплоизоляции. Согласно изобретению, две продольные поддерживающие конструкции расположены, соответственно, на обоих концах низкотемпературного контейнера и обеспечивают свободное удлинение и укорачивание внутреннего контейнера относительно корпуса на обоих концах, что исключает повреждение внутреннего контейнера и корпуса в результате расширения или сжатия под воздействием нагревания или охлаждения, таким образом, продлевая срок службы устройства.

[0068] Следует отметить, что вышеописанные варианты выполнения не являются ограничивающими, а приведены исключительно с целью иллюстрации описания технического решения изобретения, и хотя варианты выполнения подробно описаны путем ссылки на вышеизложенные варианты выполнения, специалистам следует понимать, что эти варианты выполнения могут быть видоизменены, и элементы соответствующих им технических признаков могут быть заменены эквивалентными, не выходящими за рамки сущности и объема вариантов выполнения изобретения.