CN114261649B - 一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元 - Google Patents

Abstract

一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，通过转轴及伸缩性支撑架套组装配于罐车底盘上，由罐壳、囊状区域、回流单元以及转轴和伸缩性支撑架套组构成，整体呈近直翅目昆虫形态，分为五仓区域，各仓区域内部连通。调整罐壳角度，惯性作用下的罐壳内部液体由车尾向车头依次经腹仓、胸仓、喉仓区域后，或直接落入喉仓区域，或形成向罐壳底部俯冲并落向头仓区域的分流，再自流入腿仓区域的回流单元并返回至靠近罐车车尾的罐壳腹仓区域。过程中，朝向罐壳底部为主的冲力大大削减了液体直向车头的作用力，进而实现了罐壳装置的纵向防浪功能。罐壳装置各仓一体化成型连接并统一采用罐壳型材保证了其结构部位发挥纵向防浪功能的承压性及稳定性。

Description

一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元

技术领域

本发明涉及一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，属于储运工程装备设计制造与技术领域。

背景技术

罐车是车体呈罐形的运输车辆，用来装运各种液体、液化气体等，罐车在运输中占有很重要的地位。罐车防浪设施与配件单元，是液罐车设计中的重要部件。当罐车装运的介质粘度较小，而且充装量在20%～80%时，罐体内部必须采取防浪措施，尤其是纵向防浪，以减少罐体内部液体的波动和冲击，提高罐车行驶的稳定性。

目前，对于罐车防浪措施，多为在罐体内加装可拆卸防浪板，这就对防浪板材料的强度以及防浪板的固定安装配件及防脱性提出较高的要求。

发明内容

考虑现有防浪板的承压性以及现有技术中的防浪板无法稳定地固定在罐体内部，在使用过程中经常出现防浪板变形及脱落现象的问题，本发明提供一种近仿生形态的罐体装置单元，其一体化成型连接的同一材质壳体结构装置具有纵向防浪功能，规避了罐体内部装设防浪板的承压性及不稳定性问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：作为罐车罐体主体单元，一个或多个罐体装置单元通过转轴及伸缩性支撑架套组装配于罐车底盘上，罐体装置单元与罐车底盘之间通过控制伸缩性支撑架的长度和转轴方向来调整角度。其他常规罐体结构，如人孔、观察孔、封头、爬梯、附梁、平台、阀件等可以附加设计并安装于罐体装置单元。罐体装置单元整体呈近直翅目昆虫形态，由头仓、喉仓、胸仓、腹仓及腿仓组成，各仓区域内部连通。罐车运输充装量在20%～80%的易流动液体的过程中，当罐车处于减速或急停状态下，于罐体装置单元内部的液体受惯性作用力，由车尾向车头首先经过相对较长距离的向上坡度的腹仓形成减速浪涌，再经底部为凸起结构的胸仓强化减速达到喉仓的栅缝顶面，并在栅缝处淋落至喉仓以削减浪涌量；未淋落的液体随浪涌向前越过栅缝顶面的前缘线后，由于突然失去承托而向罐壳底部俯冲并落向头仓，朝向罐壳底部的冲力大大削减了直向车头的作用力；落入头仓的液体沿该区域底部上拱形罐壳面的两侧凹槽，以较快速度朝向车尾的下坡度方向经喉仓自流入腿仓的回流管入口并以下坡度方向沿回流管返回至靠近车尾的罐体装置单元的腹仓，使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了直向车头的作用力，实现罐体装置单元的纵向防浪功能。罐体装置单元各仓一体化成型连接并统一采用罐壳型材保证了其结构部位发挥纵向防浪功能的承压性及稳定性。

本发明所述罐体装置单元是半环柱体和半中空瓶体的体组合，环柱体和中空瓶体的壁厚相等。其中，中空瓶体由瓶身和瓶颈构成，瓶身由上部中空球冠和下部环柱体组合而成；中空瓶体的瓶颈内部中空，呈缺结构的倒锥台状，倒锥台的小口端端面呈椭圆形；忽略缺结构的情况下，倒锥台的大口端端面呈椭圆形或圆形。罐体装置单元的半环柱体所对应的环柱体半径与中空瓶体瓶身下部环柱体的半径相等，此半径值亦与中空瓶体瓶颈大口端的椭圆形的长轴半径或圆形半径相等；半中空瓶体的瓶颈小口端与半中空瓶体的瓶身上部半球冠相交呈椭环面的局部对称段，其椭环面的长轴半径等于或小于罐体装置单元的半环柱体所对应的环柱体半径。沿罐体装置单元半中空瓶体的瓶身上部中空球冠的弧面，使该弧面以抛物面形态继续向半环柱体与半中空瓶体形成的体组合内部延伸，抛物面朝向瓶颈大口端一侧的端线是一条由该抛物面与罐体装置单元半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面产生的相交线，即该抛物面与半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面围合形成一个开口面平行于半环柱体端面或半中空瓶体瓶颈大口端端面的囊状区域，该囊状区域于半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面上形成的垂直投影区及该投影区沿半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面向瓶颈大口端的延伸区是一个拱向囊状区域抛物面的带状弧面，该带状弧面即中空瓶体的瓶颈倒锥台状的缺结构部分。由于带状弧面的存在正如一个倒锥台的壁面沿母线方向存在一条带状弧面的凹陷，使得缺结构部分在不能忽略的情况下，中空瓶体的瓶颈倒锥台的大口端端面呈带有一段月牙形缺口的椭圆形或圆形。罐体装置单元靠近罐车车尾和车头的两个端面是平面或弧面，但其投影面分别是一个圆平面与一个由半圆面和带有一段月牙状缺口的半椭圆面或半圆形面组成的异形且对称的平面。组成罐体装置单元的半环柱体、半中空瓶体以及其内部的抛物面之间均为一体化成型连接，且使用相同型材以保证罐体装置单元的承压性和稳定性。

进一步地，本发明所述腹仓，呈圆筒状，内部中空。沿罐车纵向，腹仓的横截断面为等径圆环，该区域是由半中空瓶体的瓶身下部及与其向对应的半环柱体部分所构成的罐体装置单元靠近罐车车尾的区段。腹仓通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上。罐车车尾一侧的腹仓端面为平面或弧面，即罐体装置单元靠近罐车车尾的端面，其纵向投影为圆平面，端面与腹仓圆筒形侧壁面一体化成型连接。腹仓顶面侧壁处设有两个孔口，与腿仓回流管出口一体化成型连接。在转轴和伸缩支撑架套组作用下，当以腹仓转轴作为角点，罐体装置单元与罐车底盘形成一定角度时，即使罐体装置单元内部的液体在惯性作用下，产生由车尾流向车头的浪涌，也会因相对较长距离的向上坡度的腹仓侧壁面被减速。

进一步地，本发明所述胸仓为异形体，内部中空，两端分别与腹仓朝向罐车车头的一端及喉仓朝向罐车车尾的一端一体化成型连接，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上。该区域是从罐体装置单元囊状区域的抛物面上的最凸拱线所在横截断面到罐体装置单元半中空瓶体的瓶身上部和下部横截断面的分界面处，横截断面从面积由小到大的月牙环状转为面积由小到大的月缺环状，最后变为半径与腹仓横截断面具有等径的圆环，胸仓与喉仓的分界面包括罐体装置单元内部囊状区域的抛物面。即使罐体装置单元平行于罐车底盘，罐体装置单元内部的液体在惯性作用下产生由车尾流向车头的浪涌，在胸仓半中空瓶体的瓶身上部的半中空球冠内壁的坡起罐体装置单元部位（即罐体装置单元胸仓底部的凸起结构处）以及到达囊状区域的抛物面最凸拱线前的坡起过程中，也会被显著降速，而在转轴和伸缩支撑架套组作用下，当以腹仓转轴作为角点，罐体装置单元与罐车底盘形成一定角度时，浪涌在此区域的坡起过程中，降速作用则更加明显。

进一步地，本发明所述喉仓为异形体，两端分别与胸仓朝向罐车车头的一端及头仓朝向罐车车尾的一端一体化成型连接，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上。该区域是从罐体装置单元囊状区域的抛物面上的最凸拱线到罐体装置单元内部抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线所对应的两个罐体装置单元半环柱体侧的横截断面之间的区域以及罐体装置单元的囊状区域。在抛物面与罐体装置单元半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面产生的相交线与抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线之间，抛物面上的最凸拱线到罐体装置单元内部抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线之间的弧面与半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面围合形成的区域面上分布有横向或纵向或纵横交错的栅缝，该区域面即罐体装置单元的栅缝顶面，囊状区域以抛物面和栅缝顶面作为分界面分为囊外区域和囊内区域，且栅缝顶面纵向朝喉仓底部侧壁弯曲。当罐体装置单元内部的液体在惯性作用下产生由车尾流向车头的浪涌在经过栅缝顶面时，液体在重力作用下将从囊外区域沿栅缝下落至囊内区域，从而使继续向前运行的浪涌量得以减少；朝喉仓底部侧壁弯曲的栅缝顶面纵向能够将浪涌前行方向的冲击力较大程度地向喉仓底部侧壁方向分流，而非直接朝向罐车车头的方向。

进一步地，本发明所述头仓为异形体，内部中空，一端与喉仓朝向罐车车头的一端一体化成型连接，罐车车头一侧的头仓端面为平面或弧面，即罐体装置单元靠近罐车车头的端面，其纵向投影为带有月牙形缺口的椭圆或圆平面，端面与头仓侧壁面一体化成型连接。带有月牙形缺口的端面投影是基于与喉仓栅缝顶面的凹面侧相对的头仓侧壁面，是向罐壳内凸的弧面，即头仓拱向罐体装置单元囊状区域抛物面的带状弧面。头仓通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上。在转轴和伸缩支撑架套组作用下，当以腹仓转轴作为角点，罐体装置单元与罐车底盘形成一定角度时，越过栅缝顶面的前缘线后的浪涌在脱离栅缝顶面承托作用下，俯冲落向头仓底部，这使得浪涌作用于罐车车头的作用力大大减小。在头仓内凸弧面上，于罐体装置单元内部抛物面和罐体装置单元半环柱体壁面和半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面产生的相交线处形成两个交点，并在头仓侧壁母线方向形成两个头仓壳面的侧凹槽，即带状弧面的两侧凹槽。而俯冲落向头仓底部的液体在带状弧面的分散作用下，沿两侧凹槽汇集并沿坡下方向自流至两个交点的孔口，即腿仓回流单元的回流管入口。汇集于孔口处的液体通过回流管返回至靠近罐车车尾的罐体装置单元的腹仓，使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了直向车头的作用力，实现罐体装置单元的纵向防浪功能。

进一步地，本发明所述腿仓由回流管管头和L型回流管组成，两者一体化成型连接，横截断面为圆环，数量两个，位于罐体装置单元各仓的外部，连接于头仓和腹仓之间。回流管管头和L型回流管的端头分别为头仓内凸弧面相交线上的两个交点处的回流管入口以及腹仓顶面侧壁的回流管出口。在转轴和伸缩支撑架套组作用下，当以腹仓转轴作为角点，罐体装置单元与罐车底盘形成一定角度时，俯冲落向头仓底部的液体在沿两个头仓壳面的侧凹槽通过回流管入口进入到腿仓回流管中，沿坡下方向快速自流并经回流管出口流出返回至腹仓，使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了液体直向车头的作用力，实现罐体装置单元的纵向防浪功能。

进一步地，本发明所述转轴及伸缩性支撑架套组，由数量相等的转轴和伸缩性支撑架一对一套组而成，套组数量至少两个，分别装设于罐壳底部侧壁。转轴用于调整伸缩性支撑架的支撑角度，伸缩性支撑架用以改变罐体装置单元各仓被支撑的高度。使用过程中，应保证所有转轴共线，且伸缩性支撑架对转轴及罐体装置单元形成有效支撑；当罐体装置单元内部液体充装量无需采取防浪措施时，调整转轴及伸缩性支撑架保持罐体装置单元与罐车底盘平行；当罐体装置单元内部液体充装量需要采取防浪措施时，调整转轴及伸缩性支撑架以罐体装置单元的腹仓转轴作为角点，使罐体装置单元与罐车底盘呈角度以保证罐体装置单元内部液体的充分降速、产生的浪涌向车头方向冲力的削减以及落入罐体装置单元头仓底部的液体在自流作用下快速经腿仓回流至腹仓；罐体装置单元与罐车底盘所呈角度过大或罐车罐体体长过大时，采用多个罐体装置单元以多单元组配装设于罐车底盘上。

与现有技术相比，本发明采用呈近直翅目昆虫形态的罐体装置单元作为罐车罐体主体单元，一个或多个罐体装置单元通过转轴及伸缩性支撑架套组装配于罐车底盘上，充分利用转轴和伸缩性支撑架来调整罐体装置单元与罐车底盘之间的角度，借助罐体装置单元腹仓、胸仓、喉仓、头仓及腿仓的特有结构，实现对罐体装置单元内部液体浪涌冲击速度的递进式降低以及浪涌对罐车车头方位的冲击和浪涌体量的减少。在保证了罐体装置单元各仓结构具有纵向防浪功能的同时，其各仓一体化成型连接，且使用相同型材，规避了罐体内部装设防浪板的承压性及不稳定性问题。该装置制造加工简单、操作简单易行、实施效果明显，具有较强的工程实际应用性。

附图说明

图1是带有一定角度的罐体装置单元结构轴侧图。

图2是零角度的罐体装置单元结构轴侧图。

图3是零角度的无腿仓罐体装置单元结构轴侧图及装置靠近罐车车头的端面透视图。

图4是无腿仓罐体装置单元结构纵剖示意图。

图5是罐体装置单元囊状区域结构轴侧图和侧视图。

图6是罐体装置单元腿仓结构示意图。

图7是带有一定角度的罐体装置单元底部侧壁和液体流线示意图及液体流线示意图。

图中：1.罐壳，2.囊状区域，3.回流单元，4.转轴，5.伸缩性支撑架，11.喉仓孔口，12.腹仓孔口，13.腹仓底部侧壁，14.胸仓底部侧壁，15.喉仓底部侧壁，16.头仓底部侧壁，17.罐壳靠车头端面，18.罐壳顶部侧壁，19.罐壳靠车尾端面，21.抛物面，22.抛物面与罐壳底部侧壁分界线，23.栅缝，24.栅缝顶面，25.栅缝顶面与头仓底部侧壁的交点，26.抛物面最凸拱线，31.回流管入口端，32.回流管出口端，33.回流管管头，34.L型回流管，I.腹仓，II.胸仓，III.喉仓，IV.头仓，V.腿仓，a.腹仓流线，b.胸仓流线，c.胸-喉仓流线，d. 胸-头仓流线，e.喉仓头仓流线，f.腿仓流线，g.腿-腹仓流线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如附图4所示，本发明实施例中，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其整体呈近直翅目昆虫形态，是一个由半环柱体和半中空瓶体构成的体组合，环柱体和中空瓶体的壁厚相等。中空瓶体由瓶身和瓶颈构成，瓶身由上部中空球冠和下部环柱体组合而成；中空瓶体的瓶颈为中空的缺结构的倒锥台状，倒锥台的小口端端面呈椭圆形，倒锥台的大口端端面呈带有一段月牙形缺口的椭圆形或圆形。罐体装置单元的半环柱体所对应的环柱体半径与中空瓶体瓶身下部环柱体的半径相等，此半径值亦与中空瓶体瓶颈大口端的椭圆形的长轴半径或圆形半径相等；半中空瓶体的瓶颈小口端与半中空瓶体的瓶身上部半球冠相交呈椭环面的局部对称段，其椭环面的长轴半径等于或小于罐体装置单元的半环柱体所对应的环柱体半径。罐体装置单元的两个端面是平面或弧面，端面的纵向投影面分别是一个圆平面和一个由半圆面和带有一段月牙状缺口的半椭圆面或半圆形面组成的异形且对称的平面。组成罐体装置单元的半环柱体、半中空瓶体以及其内部的抛物面之间均为一体化成型连接，且使用相同型材以保证罐体装置单元的承压性和稳定性。

如附图4所示，本发明实施例中，沿罐车纵向，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元的腹仓区域呈圆筒状，内部中空。靠罐车车尾一侧腹仓区域的端面为平面或弧面，即罐体装置单元靠近罐车车尾的端面，其纵向投影为圆平面。腹仓区域的横截断面为等径圆环，该区域是由半中空瓶体的瓶身下部及与其向对应的半环柱体部分所构成的罐体装置单元靠近罐车车尾的区段。腹仓设有回流孔口，孔口数量与腿仓区域的回流单元的数量一致。

如附图4所示，本发明实施例中，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元的胸仓区域为异形体，是从罐体装置单元囊状区域的抛物面上的最凸拱线所在横截断面到罐体装置单元半中空瓶体的瓶身上部和下部横截断面的分界面处，横截断面从面积由小到大的月牙环状转为积由小到大的月缺环状，最后变为半径与腹仓横截断面具有等径的圆环。

如附图4所示，本发明实施例中，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元的头仓区域为异形体，内部中空，靠罐车车头一侧的头仓端面为平面或弧面，即罐体装置单元靠近罐车车头的端面，其纵向投影为带有月牙形缺口的椭圆或圆平面。带有月牙形缺口的端面投影是基于与喉仓栅缝顶面的凹面侧相对的头仓侧壁面，是向罐壳内凸的弧面，即头仓拱向罐体装置单元囊状区域抛物面的带状弧面。

如附图4所示，本发明实施例中，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元的腿仓区域的横截断面为圆环，腿仓区域的回流单元数量为两个。

如附图1和附图3-6所示，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元作为罐车罐体主体单元由罐壳（1）、囊状区域（2）、回流单元（3）以及转轴（4）和伸缩性支撑架（5）套组构成，外形呈近直翅目昆虫形态。罐壳（1）由侧壁和两个端面一体化成型连接，侧壁包括腹仓底部侧壁（13）、胸仓底部侧壁（14）、喉仓底部侧壁（15）、头仓底部侧壁（16）以及罐壳顶部侧壁（18）；端面包括罐壳靠车头端面（17）和罐壳靠车尾端面（19）。罐壳单元按区域划分共有腹仓（I）、胸仓（II）、喉仓（III）、头仓（IV）、腿仓（V）以及囊状区域（2）六个区域，各仓区域内部连通；罐壳（1）沿罐车罐体纵向从靠近罐体车尾端到靠近车头端依次被划分为腹仓（I）、胸仓（II）、喉仓（III）和头仓（IV）四个区域；腿仓（V）区域跨越腹仓（I）、胸仓（II）和喉仓（III）三个区域；囊状区域（2）位于胸仓（II）和喉仓（III）区域中。罐壳（1）通过转轴（4）及伸缩性支撑架（5）套组装配于罐车底盘上，罐体装置单元与罐车底盘之间通过控制伸缩性支撑架（5）的长度和转轴（4）方向来调整角度。其他常规罐体结构，如人孔、观察孔、封头、爬梯、附梁、平台、阀件等可以附加设计并安装于罐体装置单元。

腿仓(V) 区域即回流单元（3），从喉仓（II）区域到腹仓（I）区域，顺次由回流管管头（33）和L型回流管（34）一体化成型连接构成，其靠回流管管头（33）一侧的端头即回流管入口端（31），与位于栅缝顶面与头仓底部侧壁的交点（25）一体化成型连接；其靠L型回流管（34）一侧的端头即回流管出口端（32），与腹仓孔口（12）一体化成型连接。

囊状区域（2）由抛物面（21）、栅缝顶面（24）以及头仓底部侧壁（16）一体化成型连接, 抛物面（21）和栅缝顶面（24）将囊状区域（2）分为囊外区域和囊内区域，栅缝顶面（24）沿纵向朝喉仓底部侧壁（15）弯曲。罐壳（1）横截断面被抛物面最凸拱线(26)分割且拱线凸起一侧的部分横截断面与不包含栅缝顶面（24）的抛物面（21）的面区域共同构成即胸仓（II）和喉仓（III）两个区域的分界面，囊内区域隶属于罐体装置单元的喉仓（III）区域。囊状区域（2）的抛物面（21）是顺势于喉仓（III）的喉仓底部侧壁（15），与喉仓底部侧壁（15）一体化成型连接并向罐壳（1）喉仓（III）区域内部延伸的结构，喉仓底部侧壁（15）与抛物面（21）相交于抛物面与罐壳底部侧壁分界线（22）；囊状区域（2）的栅缝顶面（24）分布有横向或纵向或纵横交错的栅缝（23）。

如附图2和附图7所示，新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元的转轴（4）及伸缩性支撑架（5）组成一对一的套组，至少两个套组分别设于罐壳（1）的腹仓底部侧壁（13）和头仓底部侧壁（16）上，伸缩性支撑架（5）固定于罐车底盘之上，保证所有转轴（4）共线，且伸缩性支撑架（5）对转轴（4）及罐壳（1）形成有效支撑。当罐壳（1）内部液体充装量无需采取防浪措施时，调整转轴（4）及伸缩性支撑架（5）保持罐体装置单元与罐车底盘平行；当罐壳（1）内部液体充装量需要采取防浪措施时，调整转轴（4）及伸缩性支撑架（5）以罐壳（1）腹仓（I）区域的转轴作为角点，使罐壳（1）与罐车底盘呈角度以保证罐壳（1）内部液体在惯性作用下，由车尾向车头首先经过相对较长距离的向上坡度的腹仓（I）区域形成减速浪涌，此时形成腹仓流线（a），再经罐壳（1）底部凸起结构的胸仓（II）区域形成胸仓流线（b）强化减速到达喉仓（III）区域的栅缝顶面（24），并于此处产生两路分流，一路分流在栅缝（23）处淋落至喉仓（III）区域底部形成胸-喉仓流线（c）以削减流向罐车车头方向的浪涌量，另一路即未能从栅缝（23）淋落的液体将随浪涌向前越过栅缝顶面（24）的前缘线后，产生向罐壳（1）底部俯冲并落向头仓（IV）区域的分流，形成胸-头仓流线（d），两路分流均形成朝向罐壳底部为主的冲力，因此大大削减了液体直向车头的作用力；落入头仓（IV）区域的液体沿该区域的带状弧面形成喉仓头仓流线（e），并汇集在带状弧面于头仓底部侧壁（16）处形成的两侧凹槽中，以较快速度朝向罐车车尾的下坡度方向经囊状区域（2）自流入腿仓（V）区域，即经回流管入口（31）并以下坡度方向依次沿回流单元（3）的回流管管头（33）、L型回流管（34），形成腿仓流线（f）,最后从回流管出口端（32）流出返回至靠近罐车车尾的罐壳腹仓（I）区域，形成腿-腹仓流线（g），使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了罐壳内部液体直向车头的作用力，实现罐体装置单元的纵向防浪功能。同时，罐体装置单元各仓一体化成型连接并统一采用罐壳型材保证了其结构部位发挥纵向防浪功能的承压性及稳定性。

Claims (8)

1.一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，由罐壳、囊状区域、回流单元以及转轴和伸缩性支撑架套组构成，按区域划分共有腹仓、胸仓、喉仓、头仓以及腿仓五个区域，各仓区域内部连通；整体呈近直翅目昆虫形态，是一个由半环柱体和半中空瓶体构成的体组合，环柱体和中空瓶体的壁厚相等，中空瓶体由瓶身和瓶颈构成，瓶身由上部中空球冠和下部环柱体组成；罐壳由侧壁和两个端面一体化成型连接，沿罐车罐体纵向从靠近罐体车尾端到靠近车头端依次被划分为腹仓、胸仓、喉仓和头仓四个区域，腿仓区域跨越腹仓、胸仓和喉仓三个区域，罐壳通过转轴及伸缩性支撑架套组装配于罐车底盘上，罐体装置单元与罐车底盘之间通过控制伸缩性支撑架的长度和转轴来调整角度；罐体装置单元的两个端面是平面或弧面，端面的纵向投影面分别是一个圆平面和一个由半圆面和带有一段月牙状缺口的半椭圆面或半圆形面组成的异形且对称的平面；囊状区域分为囊外区域和囊内区域，位于胸仓和喉仓区域中；当罐壳内部液体充装量无需采取防浪措施时，保持罐壳装置与罐车底盘平行；囊状区域抛物面与装置单元半环柱体壁面及半中空瓶体壁面围合形成的区域面上分布有横向或纵向或纵横交错的栅缝，当罐体装置单元内部的液体在惯性作用下产生由车尾流向车头的浪涌，罐壳内部液体充装量需要采取防浪措施时，罐壳腹仓区域的转轴作为角点使罐壳与罐车底盘呈以角度，浪涌液体在惯性作用下，由车尾向车头首先经过相对较长距离的向上坡度的腹仓区域形成减速浪涌，再经罐壳底部凸起结构的胸仓区域强化减速达到喉仓区域的栅缝顶面，并于此处产生两路分流，一路分流在栅缝处淋落至喉仓区域以削减流向罐车车头方向的浪涌量，另一路即未能从栅缝淋落的液体将随浪涌向前越过栅缝顶面的前缘线后，产生向罐壳底部俯冲并落向头仓区域的分流，使得朝向罐壳底部为主的冲力大大削减了液体直向车头的作用力，而落入头仓及喉仓区域的液体沿向下坡度经囊状区域自流入腿仓区域，并沿回流单元返回至靠近罐车车尾的罐壳腹仓区域，使头仓底部区域及囊状区域保持较低液体存留量及液体较小的直向车头作用力，两路分流均形成朝向罐壳底部为主的冲力，进而实现了罐壳装置的纵向防浪功能，同时罐壳装置各仓一体化成型连接并统一采用罐壳型材保证了其结构部位发挥纵向防浪功能的承压性及稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的罐壳，由半中空瓶体镜像而成的中空瓶体的瓶颈，为中空的缺结构的倒锥台状，倒锥台的小口端端面呈椭圆形，倒锥台的大口端端面呈带有一段月牙形缺口的椭圆形或圆形；由半环柱体镜像而成的环柱体，其半径与中空瓶体瓶身下部环柱体的半径相等，此半径值亦与中空瓶体瓶颈大口端的椭圆形的长轴半径或圆形半径相等；半中空瓶体的瓶颈小口端与半中空瓶体的瓶身上部半球冠相交呈椭环面的局部对称段，其椭环面的长轴半径等于或小于罐壳装置的半环柱体所对应的环柱体半径。

3.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的腹仓区域呈圆筒状，内部中空，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上；罐壳装置靠近罐车车尾的端面，即靠罐车车尾一侧腹仓区域的端面，为平面或弧面，其纵向投影为圆平面；腹仓区域的横截断面为等径圆环，该区域是由半中空瓶体的瓶身下部及与其相对应的半环柱体部分所构成的罐壳装置靠近罐车车尾的区段；腹仓设有回流孔口，孔口数量与腿仓区域的回流单元的数量一致。

4.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的胸仓区域为异形体，是从罐壳装置囊状区域的抛物面上的最凸拱线所在横截断面到罐壳装置半个中空瓶体的瓶身上部和下部横截断面的分界面处之间的区域，其横截断面从面积由小到大的月牙环状转为面积由小到大的月缺环状，最后变为半径与腹仓横截断面具有等径的圆环；胸仓两端分别与腹仓朝向罐车车头的一端及喉仓朝向罐车车尾的一端一体化成型连接，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上；胸仓包括罐壳装置半中空瓶体的瓶身上部的半个中空球冠内壁的坡起部位，即罐壳装置的胸仓底部的凸起结构，当罐壳装置内部的液体在惯性作用下产生由车尾流向车头的浪涌，由于此处的突起结构，浪涌会被显著降速。

5.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的囊状区域形成于罐壳装置半中空瓶体瓶身上部的中空球冠的弧面，使该弧面以抛物面形态继续向半个环柱体与半个中空瓶体形成的体组合内部延伸，该抛物面与半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面围合，即是一个开口面平行于半个环柱体端面或半中空瓶体瓶颈大口端端面的囊状区域；抛物面朝向瓶颈大口端一侧的端线是一条由该抛物面与罐壳装置半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面产生的相交线；囊状区域抛物面与喉仓区域底部侧壁和保持头仓区域底部的带状弧面继续向喉仓区域底部的延伸面产生的两个交点处，设有与腿仓区域回流管入口一体化连接的孔口，并朝罐车车头方向与带状弧面形成的两侧凹槽相对。

6.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的喉仓区域为异形体，是从罐壳装置囊状区域的抛物面上的最凸拱线到罐壳装置内部抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线所对应的两个罐壳装置半环柱体侧的横截断面之间的区域以及罐壳装置囊状区域；喉仓两端分别与胸仓朝向罐车车头的一端及头仓朝向罐车车尾的一端一体化成型连接，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上；在抛物面与罐壳装置半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面产生的相交线与抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线之间，抛物面上的最凸拱线到罐壳装置内部抛物面朝向半中空瓶体瓶颈大口端一侧的端线之间的弧面与半环柱体壁面及半中空瓶体倒锥台状瓶颈壁面围合形成的区域面上，分布有横向或纵向或纵横交错的栅缝，该区域面即罐壳装置的栅缝顶面；抛物面和栅缝顶面作为分界面，将喉仓区域中的囊状区域分为囊外区域和囊内区域，且栅缝顶面纵向朝喉仓底部侧壁弯曲；当罐壳装置内部的液体在惯性作用下产生由车尾流向车头的浪涌经过栅缝顶面时，液体在重力作用下将从囊外区域沿栅缝下落至囊内区域，从而使继续向前运行的浪涌量得以减少，朝喉仓底部侧壁弯曲的栅缝顶面纵向能够将浪涌前行方向的冲击力较大程度地向喉仓底部侧壁方向分流，而非直接朝向罐车车头的方向。

7.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的头仓区域为异形体，内部中空，通过一个或若干个转轴和伸缩支撑架套组装配于位于靠近罐车车尾的罐车底盘上；头仓一端与喉仓朝向罐车车头的一端一体化成型连接，靠罐车车头一侧的头仓端面为平面或弧面，即罐壳装置靠近罐车车头的端面，其纵向投影为带有月牙形缺口的椭圆或圆平面，端面与头仓侧壁面一体化成型连接；头仓区域底部是拱向罐壳装置囊状区域抛物面的带状弧面；经喉仓区域栅缝顶面俯冲落向头仓底部的液体在带状弧面的分散作用下，沿带状弧面两侧凹槽汇集并沿坡下方向自流至与囊状区域孔口一体化成型连接的腿仓区域的回流单元的回流管入口，并通过回流单元返回至靠近罐车车尾的罐壳装置的腹仓，使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了直向车头的作用力，实现罐壳装置的纵向防浪功能。

8.根据权利要求1所述的一种新型具有纵向防浪功能的罐车罐体装置单元，其特征是：所述的腿仓区域即回流单元，由回流管管头和L型回流管组成，两者一体化成型连接；腿仓横截断面为圆环，数量两个，位于罐壳装置各仓的外部，连接于头仓和腹仓之间；回流管管头和L型回流管的端头分别为头仓内凸弧面相交线上的两个交点处的回流管入口以及腹仓顶面侧壁的回流管出口；在转轴和伸缩支撑架套组作用下，当以腹仓转轴作为角点，罐壳装置与罐车底盘形成一定角度时，俯冲落向头仓底部的液体在沿两个头仓壳面的侧凹槽通过回流管入口进入到腿仓回流管中，沿坡下方向快速自流并经回流管出口流出返回至腹仓，使得本应在靠近车头的罐体内部形成的浪涌体量迅速减少，进一步削减了直向车头的作用力，实现罐壳装置的纵向防浪功能。