Результат интеллектуальной деятельности: КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА

Изобретение относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей и может быть использовано на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.

Известен грузовой контейнер для хранения и транспортирования жидкостей, включающий горизонтальную цистерну с днищами, две торцовые рамы и опорные узлы между ними, связанные посредством сварного соединения с днищами и двумя торцовыми рамами (SU, патент, 1237077, B 65 D 88/12, 1983).

Каждый опорный узел цистерны содержит переходную обечайку - торцовое кольцо, опорное кольцо L-образного профиля, кольцеобразную седловину образного профиля и опорное усиливающее кольцо L-образного профиля.

Выполнение элементов опорного узла из такой разнообразной номенклатуры профилей трудоемко, так как требует, помимо их изготовления, проведения подгоночных и сварочных работ для каждого элемента, что следует отнести к недостатку названного устройства.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является контейнер-цистерна для хранения и транспортирования жидкостей на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте (RU, патент 2072956, B 65 D 88/12, 1995).

Контейнер-цистерна включает цистерну с днищами, две прямоугольные торцовые рамы, через центры которых проходит продольная ось контейнера, не совпадающая с продольной осью цистерны, имеющие верхние и нижние поперечины, вертикальные стойки с закрепленными по углам грузозахватными элементами и верхние и нижние диагональные распорки, соединяющие вертикальные стойки с поперечинами, переходные обечайки, связанные посредством сварного соединения с днищами и прямоугольными торцовыми рамами, и попарно расположенные с каждой стороны цистерны четыре опорные балки, закрепленные на нижних углах торцовых рам и цистерне.

Каждый опорный узел цистерны выполнен из переходной обечайки в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к днищу, а большим диаметром закрепленного на торцовой раме, причем между соседними верхними диагональными распорками рамы обечайка имеет глубокий образный вырез.

Верхняя и нижняя поперечины, диагональные распорки и вертикальные стойки рамы находятся в одной плоскости, не совпадающей с плоскостью боковых поверхностей грузозахватных элементов, обращенных к цистерне.

Выполнение переходной обечайки в виде усеченного конуса технологически трудоемко, так как требует вырезки криволинейной заготовки на автомате для огнерезных работ с программным управлением. При этом возникает перерасход металла за счет криволинейности заготовки в сравнении с прямоугольной заготовкой для цилиндрической переходной обечайки.

Выполнение опорных узлов из цельных переходных обечаек требует высокой точности изготовления сопрягаемых элементов и значительных объемов подгоночных токарно-карусельных и ручных работ при обработке торцов переходных обечаек для обеспечения стандартной длины контейнера-цистерны по грузозахватным элементам. Это обуславливает высокую трудоемкость изготовления и снижает технологичность конструкции в целом.

Выполнение в переходных обечайках со стороны торцовых рам глубоких образных вырезов на длине дуги между верхними диагональными распорками снижает жесткость опорного узла, что при транспортировании загруженных контейнеров-цистерн в условиях штабелирования до 6 рядов приводит к повышенным изгибным напряжениям в опорах и элементах торцовых рам.

Несовпадение плоскостей элементов рамы и боковых поверхностей грузозахватных элементов, обращенных к цистерне, увеличивает трудоемкость изготовления торцовой рамы из-за необходимости дополнительной установки по размеру грузозахватных элементов относительно рамы в сборе перед сваркой.

Задачей, решаемой изобретением, является создание конструкции контейнера-цистерны, технологичной в изготовлении и недорогой по затратам.

Это достигается тем, что в контейнере-цистерне, содержащем цилиндрическую цистерну с днищами, две прямоугольные торцовые рамы, через центры которых проходит продольная ось контейнера, не совпадающая с продольной осью цистерны, имеющие верхние и нижние поперечины, вертикальные стойки с закрепленными по углам грузозахватными элементами и верхние и нижние диагональные распорки, соединяющие вертикальные стойки с поперечинами, переходные обечайки, связанные посредством сварного соединения с днищами и прямоугольными торцовыми рамами, попарно расположенные с каждой стороны цистерны четыре опорные балки, закрепленные на нижних углах торцовых рам и цистерне, одна из переходных обечаек выполнена цельной, а другая - составной, при этом наружный диаметр цельной переходной обечайки и внутренний диаметр части составной переходной обечайки совпадают с внутренним диаметром цилиндрической обечайки цистерны, верхняя и нижняя поперечины, диагональные распорки и вертикальные стойки каждой торцовой рамы смещены относительной центров грузозахватных элементов внутрь контейнера до совмещения в одну плоскость с боковыми поверхностями грузозахватных элементов, обращенных к цистерне.

Выполнение переходной обечайки цилиндрической обеспечивает простоту конструкции опорного узла и требует минимальной номенклатуры его элементов, причем с целью обеспечения технологичности конструкции контейнера-цистерны при сборке одна цилиндрическая переходная обечайка выполнена составной.

Взаимное расположение цилиндрических обечаек опорных узлов, при котором наружный диаметр цельной переходной обечайки и внутренний диаметр части составной переходной обечайки совпадают с внутренним диаметром цилиндрической обечайки цистерны, обеспечивает передачу продольных инерционных усилий на цилиндрическую обечайку цистерны, разгружая днище в сравнении с конструкциями опорных узлов в приведенных аналогах.

Совмещение плоскостей боковых поверхностей грузозахватных элементов и элементов рамы, обращенных к цистерне, снижает трудоемкость изготовления, позволяя производить сборку торцовой рамы с грузозахватными элементами с одной установки на разметочной плите.

На фиг.1 - представлен контейнер-цистерна, общий вид;
на фиг.2 - контейнер-цистерна, вид сбоку (вид А);
на фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.1;
на фиг.4 - выносной элемент В на фиг.1;
на фиг.5 - выносной элемент Г на фиг.1;
на фиг.6 - выносной элемент Д на фиг.2;
на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.2.

Контейиер-цистерна содержит цилиндрическую цистерну 1 с двумя днищами 2, две прямоугольные торцовые рамы 3, через центры которых проходит продольная ось контейнера, не совпадающая с продольной осью цистерны 1, переходные цилиндрические обечайки 4 и 5, связанные посредством сварного соединения с днищами 2 и прямоугольными торцовыми рамами 3, попарно расположенные с каждой стороны цистерны 1 четыре опорные балки 6, закрепленные на нижних углах торцовых рам 3 и цистерне 1. Переходные обечайки выполнены цилиндрическими. Одна из переходных обечаек выполнена цельной 4, а другая - составной, при этом наружный диаметр цельной переходной обечайки и внутренний диаметр части составной переходной обечайки 5 совпадают с внутренним диаметром цилиндрической обечайки 7 цистерны.

Дальнейшее увеличение наружного диаметра цельной переходной обечайки 4 нецелесообразно, так как ведет к снижению качества сварного шва.

Выполнение одной переходной обечайки составной из двух частей 8 и 5 обеспечивает свободную подгонку сопрягаемых элементов для обеспечения стандартной длины контейнера-цистерны по грузозахватным элементам, что обеспечивает технологичность изготовления контейнера-цистерны в целом. Вдоль верхней образующей переходной обечайки выполнен U-образный вырез 9, а на внутренней поверхности обечайки размещен Г-образный элемент 10, установленный горизонтальной полкой к цистерне, причем один конец элемента 10 размещен у U-образного выреза 9 в оболочке. Г-образный элемент 10 и вырез в оболочке 9 предназначены для размещения и вывода кабеля 11 к системе измерения уровня жидкости в цистерне.

Каждая прямоугольная торцовая рама 3 содержит верхнюю и нижнюю поперечины 12 и 13, две вертикальные стойки 14 и 15, закрепленные по углам грузозахватные элементы 16 и верхние и нижние диагональные распорки 17 и 18, соответственно.

Верхняя и нижняя поперечины 12 и 13, вертикальные стойки 14, 15 и диагональные распорки 17 и 18 каждой торцовой рамы смещены относительно центров грузозахватных элементов внутрь контейнера до совмещения в одну плоскость с боковыми поверхностями грузозахватных элементов 16, обращенных к цистерне, что обеспечивает технологичность сборки торцовой рамы.

При сборке контейнера-цистерны переходные обечайки 4 и 8 вначале привариваются к днищам 2. Законченные таким образом днища привариваются к предварительно изготовленной обечайке 7 цистерны 1. Затем цистерна 1 и торцовые рамы 3 выставляются по стандартному размеру относительно грузозахватных элементов 16 и производится приварка цельной переходной обечайки 4 к торцовой раме и наружной части 5 составной обечайки к другой торцовой раме 3 и к части 8 составной обечайки, приваренной к днищу 2 цистерны 1 (фиг.1-7).

Техническая документация на контейнер-цистерну одобрена Главным Управлением Российского Морского Регистра Судоходства.

Испытания опытного образца проведены на специализированных стендах, признанных Морским Регистром. Результаты испытаний положительные.

Таким образом, новое техническое решение позволяет снизить трудоемкость изготовления контейнера и повысить технологичность его изготовления в целом, снизив затраты на его производство, что подтверждает целесообразность и эффективность его промышленного применения.