Результат интеллектуальной деятельности: КОНТЕЙНЕР ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относятся к области машиностроения, к оболочкам из слоистых полимерных композиционных материалов, в частности к цилиндрическим контейнерам, предназначенным для хранения и транспортирования длинномерных изделий специального назначения.

Известен контейнер по патенту RU 2369831 от 23.07.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по патенту RU 2365871 от 29.08.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен способ изготовления контейнера и контейнер по патенту US 4055247 А от 25.10.19777, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по заявке RU 2007144253/02, 28.11.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по патенту RU 2011149 от 05.11.91, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен способ изготовления контейнера и контейнер по патенту RU 2237861 от 02.10.2002, МКП⁷ F42B 39/00.

В общем известном уровне техники наиболее распространенными являются контейнеры из слоистых полимерных композиционных материалов, изготовленные методом тканевой намотки на цилиндрической оправке, трехслойный корпус которых выполнен из наружной и внутренней стеклопластиковых оболочек и расположенного между ними пенопластового наполнителя. С целью повышения прочности и жесткости конструкции корпус снабжен намотанными заодно с внутренней оболочкой кольцами, разделяющими пенопластовый наполнитель на секции. Кольца могут быть усилены наружными стеклопластиковыми шпангоутами. К шпангоутам, как правило, крепятся опорные и такелажно-строповочные элементы. По торцам контейнер снабжен торцевыми крышками аналогичной трехслойной структуры.

С целью повышения удобства загрузки, укладки и закрепления изделий на ложементах, которые, как правило, скреплены с внутренними кольцами, а также извлечения изделий, контейнер выполнен из основания и съемной части с горизонтальной плоскостью разъема по продольной плоскости симметрии цилиндра, при этом опорные элементы крепятся к полушпангоутам основания, а такелажно-строповочные элементы - к полушпангоутам съемной части.

Основание и съемная часть скрепляются рычажно-накидными замками.

Известные контейнеры определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемым решением устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатком общего известного уровня техники является низкая надежность работы контейнера при его транспортировании с жестким закреплением на (преимущественно автомобильной) грузовой платформе, подверженной деформациям кручения, из-за низкой прочности контейнера, а также изделия, на кручение вдоль продольной оси. В известном уровне техники стеклопластиковые контейнеры, изготовленные методом тканевой намотки, работают преимущественно на изгиб (сжатие и растяжение материала), однако при продольном кручении, особенно разомкнутого сечения (полукольца), прочность корпуса основания в условиях эксплуатационных деформаций явно недостаточна, кроме того, при жестком закреплении изделия, на него также действует продольный крутящий момент, и для некоторых его отсеков деформация кручения превышает допустимые. Также недостатком является низкая надежность двухопорного закрепления контейнера при действии на транспортное средство аварийных нагрузок, а в случае использования дополнительной опоры недостатком является сложность прочностного расчета и подбора прочностных характеристик сечений основания из-за статической неопределимости системы. Кроме того, недостатком является низкая жесткость системы, работающей на кручение, недостаточная для полного возврата системы в нейтральное положение при выравнивании платформы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка высоконадежной конструкции контейнера, исключающей указанные недостатки.

Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении надежности работы контейнера при транспортных, в том числе аварийных нагрузках за счет введения дополнительной опоры, за счет компенсации перекоса грузовой платформы транспортного средства, со значительным снижением продольного крутящего момента, действующего с превышением допустимых значений на некоторые отсеки изделия и на основание, момент сопротивления которого ослаблен полукольцевым сечением, а также за счет повышения надежности крепления коробов опор, кроме того, технический результат заключается в повышении надежности работы контейнера за счет упрощения расчетной схемы, принятия допущения о замене трехопорной схемы закрепления на двухопорную (статически определимую) при оптимальном сближении передней и промежуточной опоры с сохранением количества точек закрепления, и расположении расчетной опоры в экспериментально определенной точке (практически на равном удалении от передней и от промежуточной опоры).

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что контейнер из полимерных композиционных материалов для транспортирования длинномерных изделий, включающий выполненные методом тканевой намотки корпус основания и корпус крышки, состоящие из внутренней оболочки, пенопластового слоя и наружной оболочки с плоскостью разъема по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, при этом корпуса снабжены расположенными между оболочками опорными и промежуточными полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку полушпангоутами, на которых на крышке закреплены строповочные элементы, а на основании на переднем опорном и промежуточном полушпангоутах прилегающими пластинами закреплены наружные опоры контейнера, выполненные коробчатыми за счет приварки к пластинам вертикальных поперечных и боковых стенок, кроме того, коробчатой, но без пластины, выполнена качающаяся часть задней опоры, а между ее поперечными стенками по центру качания вставлена продольная ось, на которую надета втулка, вваренная в серповидные ребра задней опоры, приваренные «втавр» к прилегающей пластине заднего полушпангоута, причем на опорных полукольцах основания совместно с наружными опорами радиальными болтами закреплены внутренние ложементы, на которых расположено и зафиксировано изделие, вместе с тем передняя и промежуточная опоры и качающаяся часть задней опоры снабжены поворотными скобами для установки растяжек, закрепленных на грузовой платформе транспортного средства.

Ось втулки серповидных ребер выполнена плавающей, с охватом поперечных стенок короба с одной стороны кольцевой ступенькой, с другой - упорной шайбой, скрепленной с осью.

Опоры и качающаяся часть снабжены двумя продольными опорно-пружинными балками, соединенными с планками, приваренными к нижним кромкам боковых стенок коробов и снабженных пазами, в которых, а также в ребрах балок, размещены распорные втулки, а в них с охватом планок и ребер балок - затянутые гайками сквозные болты, при этом балки в средней части скреплены между собой двумя-четырьмя поперечными стяжками.

При расстоянии между передней и задней опорами

L=(3,5-3,8)D, где:

L - расстояние между передней и задней опорами, мм;

D - внутренний диаметр контейнера, мм, расстояние между передней и промежуточной опорой составляет:

l=(0,09-0,12)L, где l - расстояние между передней и промежуточной опорой, мм.

Отличительными признаками являются следующие признаки:

- на основании на переднем опорном и промежуточном полушпангоутах прилегающими пластинами закреплены наружные опоры контейнера, выполненные коробчатыми за счет приварки к пластинам вертикальных поперечных и боковых стенок - признаки существенные, предусматривают новое взаимное расположение элементов, новую форму элементов и новое исполнение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы контейнера при транспортных, в том числе аварийных нагрузках за счет введения дополнительной опоры;

- коробчатой, но без пластины, выполнена и качающаяся часть задней опоры, а между ее поперечными стенками по центру качания вставлена продольная ось, на которую надета втулка, вваренная в серповидные ребра задней опоры, приваренные «втавр» к прилегающей пластине заднего полушпангоута, причем на опорных полукольцах основания совместно с наружными опорами радиальными болтами закреплены внутренние ложементы, на которых расположено и зафиксировано изделие, вместе с тем передняя и промежуточная опоры и качающаяся часть задней опоры снабжены поворотными скобами для установки растяжек, закрепленных на грузовой платформе транспортного средства - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, новую форму элементов и новое исполнение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы контейнера при транспортных, в том числе аварийных нагрузках за счет компенсации перекоса грузовой платформы транспортного средства, со значительным снижением продольного крутящего момента, действующего с превышением допустимых значений на некоторые отсеки изделия и на основание, момент сопротивления которого ослаблен полукольцевым сечением, а также за счет повышения надежности крепления коробов опор;

- ось втулки серповидных ребер выполнена плавающей, с охватом поперечных стенок короба с одной стороны кольцевой ступенькой, с другой - упорной шайбой, скрепленной с осью - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, новую форму элементов и новое исполнение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы контейнера, за счет повышения надежности компенсации перекоса грузовой платформы;

- опоры и качающаяся часть снабжены двумя продольными опорно-пружинными балками, соединенными с планками, приваренными к нижним кромкам боковых стенок коробов и снабженных пазами, в которых, а также в ребрах балок, размещены распорные втулки, а в них с охватом планок и ребер балок - затянутые гайками сквозные болты, при этом балки в средней части скреплены между собой двумя-четырьмя поперечными стяжками - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, новую форму элементов, новую взаимосвязь элементов и новое исполнение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы контейнера, за счет оптимизации (подобранной проведенными исследованиями) крутильной жесткости системы, при значительном снижении деформаций растяжения и изгиба дополнительных пружинных балок, а также за счет возможности полноценного возврата системы в нейтральное положение;

- при расстоянии между передней и задней опорами

L=(3,5-3,8)D, где:

L - расстояние между передней и задней опорами, мм;

D - внутренний диаметр контейнера, мм, расстояние между передней и промежуточной опорой составляет:

l=(0,09-0,12)L, где l - расстояние между передней и промежуточной опорой, мм;

- признаки существенные, предусматривают новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы контейнера за счет упрощения расчетной схемы, принятия допущения о замене трехопорной схемы закрепления на двухопорную (статически определимую) при оптимальном сближении передней и промежуточной опоры с сохранением количества точек закрепления, и расположении расчетной опоры в экспериментально определенной точке (практически на равном удалении от передней и от промежуточной опоры).

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности и надежности работы композитных контейнеров без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствию критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид контейнера, на фиг. 2 - продольный разрез контейнера, на фиг. 3 - поперечный разрез по передней опоре; на фиг. 4 - поперечный разрез по промежуточной опоре; на фиг. 5 - поперечное сечение по задней опоре; на фиг. 6 - сечение по оси качания задней опоры; на фиг. 7 - сечение по элементам крепления продольных балок.

Контейнер 1 из полимерных композиционных материалов для транспортирования длинномерных изделий, включающий выполненные методом тканевой намотки корпус основания 2 и корпус крышки 3, состоящие из внутренней оболочки 4, пенопластового слоя 5 и наружной оболочки 6 с плоскостью разъема 7 по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, при этом корпуса снабжены расположенными между оболочками опорными 8 и промежуточными 9 полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку полушпангоутами 10, на которых на крышке 3 закреплены строповочные элементы 11, а на основании 2 на переднем опорном 12 и промежуточном 13 полушпангоутах прилегающими пластинами 14 закреплены наружные опоры 15 контейнера, выполненные коробчатыми за счет приварки к пластинам 14 вертикальных поперечных 16 и боковых 17 стенок, кроме того, коробчатой, но без пластины, выполнена качающаяся часть 18 задней опоры 19, а между ее поперечными стенками 20 по центру 21 качания вставлена продольная ось 22, на которую надета втулка 23, вваренная в серповидные ребра 24 задней опоры 19, приваренные «втавр» к прилегающей пластине 25 заднего полушпангоута 26, причем на опорных полукольцах основания совместно с наружными опорами радиальными болтами 27 закреплены внутренние ложементы 28, на которых расположено и зафиксировано изделие, вместе с тем передняя и промежуточная опоры и качающаяся часть задней опоры снабжены поворотными скобами 29 для установки растяжек 30, закрепленных на грузовой платформе 31 транспортного средства.

Ось 22 втулки 23 серповидных ребер 24 выполнена плавающей, с охватом поперечных стенок 20 короба с одной стороны кольцевой ступенькой 32, с другой - упорной шайбой 33, скрепленной с осью 22.

Опоры 15 и качающаяся часть 18 снабжены двумя продольными опорно-пружинными балками 34, соединенными с планками 35, приваренными к нижним кромкам боковых стенок 17 коробов и снабженных пазами 36, в которых, а также в ребрах балок 34, размещены распорные втулки 37, а в них с охватом планок и ребер балок - затянутые гайками сквозные болты 38, при этом балки в средней части скреплены между собой двумя-четырьмя поперечными стяжками 39.

При расстоянии между передней и задней опорами

L=(3,5-3,8)D, где:

L - расстояние между передней и задней опорами, мм;

D - внутренний диаметр контейнера, мм, расстояние между передней и промежуточной опорой составляет:

l=(0,09-0,12)L, где l - расстояние между передней и промежуточной опорой, мм.

Пример конкретного исполнения контейнера 1 заключается в том, что изделие 40 закреплено с помощью устройства 41 закрепления на площадках 42 ложементов 28, инерционные осевые нагрузки воспринимаются силовым штырем 43 заднего ложемента 28.

Работает контейнер 1 следующим образом. При транспортировке контейнера 1 с изделием 40 вертикальные и боковые инерционные нагрузки воспринимаются ложементами 28 основания 2. Аварийные осевые нагрузки воспринимаются через штырь 43 заднего ложемента 28, оболочки 4, 6 корпуса основания 2 опоры 15 растяжками 30, закрепленными на грузовой платформе 31. Благодаря наличию дополнительной опоры промежуточного 13 полушпангоута надежность работы растяжек 30, за счет увеличения их количества, и всего контейнера значительно повышена. При транспортировке по неровной опорной поверхности (грунтовые дороги) с перекосом грузовой платформы 31 эти перекосы полностью или частично компенсируются качающейся частью задней опоры 19 со значительным снижением деформаций кручения корпуса основания 2 и изделия 40 и повышением тем самым надежности работы контейнера 1.

Использование изобретения позволит создать контейнер с повышенной надежностью работы, что подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний контейнеров из полимерных композиционных материалов, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим, новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.