CN1286704C - 架装式frp运输罐及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种架装式FRP运输罐，包括罐体封头、罐体筒身、鞍座、连结在罐体内壁带有人孔的防波板、进液孔和排液孔，所述罐体各个部分的材料都是FRP，鞍座与罐体之间采用FRP粘结成为一体。制造方法包括如下步骤：(1)在一端朝外呈凸形封头状、另一端呈开放状的略圆筒式模具表面上，糊成一个整体的FRP耐腐蚀层；(2)成形FRP加强层和FRP表面层，使整体固化后，得到两个略圆式筒体；(3)在两个略圆式筒体内部粘结防波板；(4)将这两个略圆式筒体敞开端用FRP粘合对接而制造出一个完整的罐体。(5)在罐体的外部装设检修孔及各种阀门；(6)将上述完成的罐体与鞍座、补强筋及加强板使用FRP粘合成运输罐整体。

Description

架装式FRP运输罐及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种罐体，尤其涉及一种架装在槽车、挂车及其他车辆用的FRP(FRP为英文Fiber Reinforced Plastics的缩写，中文；玻璃钢，以下均简称：FRP)运输罐及其制造方法。

背景技术

现有的运输化学液体特别是运输有腐蚀性液体的FRP运输罐，结构通常包括FRP罐本体，用来连结罐体与车辆底盘的鞍座以及固定在罐体内壁上带有人孔及通气孔的防波板。这种罐体的制造方法大多采用将分别加工好的封头与罐体筒身的两端对接或搭接到一起。使用的鞍座都是钢制或木制的框形，然后在上面放置半圆形断面的钢制托盘，并把托盘用FRP包覆，托盘上加有橡胶类的缓冲材料然后粘接在罐体上。在车辆的底盘和鞍座之间也夹有橡胶类的缓冲材料进而连结(即架装)。

将封头和筒身分别加工好，然后按上述传统方法制造出来的罐体，由于其封头与筒身是分别固化后再做粘接成为罐体，因此存在不均质现象，在罐体与封头的结合部位容易产生应力集中，而且由于车辆在运行过程中罐内的液体要产生晃动，由此反复产生的应力更会导致结合部位的恶化。此外为了排出罐内的液体，通常采用的是反复向罐内输入压缩空气的方法，由此使得罐内压力增高进而极易造成结合部位破坏，导致内部药液泄漏，这种事故以往常有发生。

此外，以往使用的传统型钢制的鞍座，由于托盘是用FRP包覆的，加上钢和FRP具有不同刚性和热膨胀率等因素，在运输车辆反复运行的过程中，FRP包覆的部位容易产生龟裂，从这个龟裂处渗入雨水或北方用作融雪剂的盐水，造成了钢制鞍座的锈蚀。由此，影响了鞍座的使用性能，长期下来使得托盘上的FRP与钢制部位脱层，使整个运输罐在车辆行驶途中存在很大安全隐患。而木制的鞍座则由于本身所含水分和冻结等原因产生膨胀或收缩，由此产生的后果是更加重了龟裂的程度从而引起鞍座的损伤和部件的消耗。

车辆运行过程中，由于罐体内液体的晃动，使得罐体内部防波板上人孔处的液体产生激烈的流通，既使是手糊成形法制成的FRP防波板，在人孔处大口径的贯通孔的端部也将受到不均匀的应力，所以强度面不充分，容易产生龟裂，这种龟裂继续发展，则防波板自身将遭破坏。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种架装式FRP运输罐及其制造方法，以克服上述现有技术的缺点。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

该架装式FRP运输罐包括罐体封头、罐体筒身、鞍座、连结在罐体内壁带有人孔的防波板、进液孔和排液孔，其特征是所述罐体各个部分的材料都是FRP，鞍座与罐体之间采用FRP粘结成为一体。

所述鞍座通过FRP粘合与多个FRP制成的加强板连结起来，加强板使用FRP与所述的罐体粘合，使罐体、鞍座及加强板形成一体。

本发明运输罐是由两个半罐在开放的一端使用FRP粘合成一体，半罐的形状是略圆式筒体，所述略圆式筒体是一整体构件，一端为朝外的凸形封头状、另一端呈开放状。所述的防波板的人孔处嵌有FRP制的加强圈。

术语：整体构件指的是封头与筒身一次成型，无缝连接。

本发明运输罐的制造方法，包括如下步骤：(1)在一端朝外呈凸形封头状和另一端呈开放状的略圆筒式模具表面上，糊成一个整体的FRP耐腐蚀层；(2)成形FRP加强层和FRP表面层，使整体固化后，得到两个略圆式筒体；(3)在两个略圆式筒体内部粘结防波板；(4)将这两个略圆式筒体敞开端用FRP对接而制造出一个完整的罐体。(5)外部装设检修孔及各种阀门；(6)将上述完成的罐体与鞍座、补强筋及加强板使用FRP粘合成运输罐整体。

本发明的有益效果是：罐体的重量轻，比同体积同承载能力的金属罐轻40～60％、耐腐蚀性能好、强度高、使用寿命长，可广泛应用于各种架装式车辆；而且该罐体的制造方法简单，易于操作。FRP制的鞍座及其罐体结合一体的结构，完全避免了传统的鞍座及罐体所潜在的上述安全隐患。

附图说明

图1：是本发明运输罐侧面(部分断面)的示意图。

图2：是本发明运输罐的底部(部分断面)示意图。

图3是图1的A-A剖面图。

图4是图3的B-B剖面图。

图中标号说明如下：1、罐体；2、鞍座；3、封头；4、鞍座加强筋；5、加强板；6、分隔板；7、防波板；8、半罐；9、车辆底盘；10、通液孔；11、通气孔；12、人孔；13、人孔加强圈；14、半罐之间接合部。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式：

如图1和图2所示：本发明架装式FRP运输罐包括罐体封头3、罐体筒身、鞍座2、连结在罐体内壁带有人孔12的防波板7、分隔板6等。整个罐体1由两个半罐8在中央结合部14粘合，半罐8的形状是一端为凸型封头状，另一端为开放状，与传统的封头部和筒身部分别加工后再二次对接相比，本发明的优点是没有强度弱的部分，不存在应力集中部位，所以消除了在接合部出现破损的可能性。

罐体的支撑由鞍座2、若干加强板5组成。鞍座的粘合和连结状况如图1、2、3所示。本发明的鞍座2和加强板5都是用FRP制造的，经二次粘合固定在罐体1上。例如：鞍座2的形状为一端是高400mm、宽90mm，另一端的高是20mm、长是6000mm的丁字形，在其短边部位制成坡形，用手糊在成型模具上制作，固化后脱模，将端面做修整。为了完全排出罐体1内部的液体，鞍座可做成坡状，以使罐体产生倾斜。鞍座加强筋4呈梯形布置在鞍座内，对其进行加强。例如加强筋4厚度10mm，间隔750mm。为了和罐体1粘合，加强筋4上缘要和罐体曲面吻合，从FPP板上切割下，在专用平台上将鞍座组装后做二次粘合。将上述组装完成的罐体1和鞍座2、加强筋4及按需要所加的加强板5相粘合，罐体和鞍座便形成了一体。将鞍座直接放置在车辆的底盘9上，用两块不锈钢制的固定板将鞍座挟住，用螺栓、螺母等固定在底盘9上。由于鞍座的材质是FRP且与罐体粘合形成了一体，在罐体与连结框之间就没有刚性差，整体性地变形，不易出现因应力集中产成的裂纹，也没有传统使用的钢框、木框所出现的材料损伤和腐蚀。

防波板7的形状如图4断面示意图，与封头的形状相类似。它的制造方法是将模具内面做表面处理，用手糊成型法按所要求的尺寸成形。固化后，做脱模处理，切割出液流孔10、通气孔11、人孔12等，液流孔10和通气孔11的端部还要用手糊成型法补强。在人孔12中插入同口径的加强圈13，与防波板7二次粘合并做加强。加强圈13的宽度以不妨碍操作者出入罐体为宜，例如宽度为130mm。由于加强圈13对人孔起到了加强的作用，使得在输送过程中人孔损伤的可能性大大减少，达到了长期使用的目的。

如果在罐体1内设置分隔板6，则罐腔被分割成左右两个空间，就可以在左右两个分腔内装入不同种类的药液。按照不同的需要，也可以用这个方法分割成三个空间。相反，在罐体内，如果不设分隔板6，则可以将整个罐体作为一个空间使用。罐体1每个分隔空间内可以根据需要设置多个防波板7，在设置多个防波板的情况下，从图3可以看出相邻的防波板的人孔的位置相互错开，即各相邻防波板的人孔在水平方向的投影面不重叠。使得在车辆运行过程中，液体的流通对人孔的冲击力分散，从而降低对人孔的损坏。罐体1上还设有药液的装入和排出用的入液口、排液口、混合液出口、空气出入口，检修口等。

由于本发明罐体采用FRP材料，与传统的金属材料相比，FRP具有良好的耐腐蚀性、隔热性能，即使在寒冷的条件下，也可以缓解罐内所装的药液的溶质成分产生结晶析出。而且由于包括鞍座在内的整个罐体都是FRP制的，重量轻，这样就可以把减轻了的车体本身的重量部分增装药液，节省了车辆在行走过程中的燃料费用，收到了节能效果。同时降低了维修费用，提高了使用年限，获得了经济效益。

本发明的半罐体8的制造工序如下：把略圆筒形成型模具固定在悬臂式纤维缠绕机上，模具的形状，一端为直径1500mm向外凸起部比为2∶1的近似略圆形封头或10％的碟形封头，另一端呈开放状，整体形成一体。例如把长3500mm的略圆筒形的成型模具固定在悬臂式纤维缠绕机上，模具的材质可以根据不同的需要来选择，一般可选用不锈钢或硬质镀铬钢。

将模具表面做研磨后涂蜡处理，例如，涂以聚乙烯醇为主要成分的脱模剂来做表面处理。表面处理剂干燥后，按足以覆盖封头部的尺寸将裁好的表面毡向模具上做临时性固定，之后使用耐腐蚀树脂以手糊方法成形。该表面毡的长度要足以覆盖住罐筒体的一部分。例如，直筒体部使用宽度为1m、长度为3.5m的表面毡用耐腐性树脂以手糊成型法成形。第一层耐腐蚀层先做一周，例如，设定层为三层，分别将这三层衬粘的端部对接，通过各层对接部的错位而使粘合部分散。通过本成型法可得到一体化的耐腐蚀层。

半固化后，在封头的耐腐蚀层上面，使用玻璃纤维毡布，通过手糊成型法，形成所定厚度，例如15mm厚的加强层。最后的表面毡用手糊成型法完成。成形最好是过封头的端部延伸到罐筒体部位，逐渐地降低厚度。

用悬臂式玻璃纤维缠绕机制作罐体筒身部的加强层，作为加强层的基底层。在修整后的封头端部的耐腐蚀层上，将20根缠绕纱排成100mm宽幅一边浸泡在树脂中，一边使缠绕机轴旋转，在至开放端部，以100mm的间距缠绕。缠绕结束后，作为加强层，横向使用缠绕纱，纵向使用聚酯制的帘子布，横向缠绕纱沿着罐体的长边方向，以200mm的宽幅缠绕。如上述把20根缠绕纱排成100mm宽幅浸在树脂中，一边以100mm的间距进行缠绕，同时，把帘子布错开半幅宽，边缠绕边将这半幅宽帘子布重叠地压在下边，使之形成加强层。反复缠绕到所设定的厚度(如15mm)，使其形成加强层后，最外层使用表面毡用手糊成型法完成。达到了所要求的固化强度后，将成形的FRP制半罐体脱模，将开放端切割到所要求的尺寸。

半罐体8制成后，将分隔板6、防波板7用FRP做二次粘合在半罐8内部，之后将两个半罐体8的开放端之间用FRP以手糊成型法粘合成罐体1。最后，在罐体的外部装设检修孔和各种阀门。将上述罐体与鞍座2、加强筋4及加强板5粘合，整个运输罐就制成了。

此外，为了增加鞍座2及罐体1表面层的强度，同时也是为了防止在行走过程中与大气的摩擦产生的静电向系外逃泄，也可用有导电性能的碳纤维布代替表面毡。

Claims (9)

1.一种架装式FRP运输罐，包括罐体封头、罐体筒身、鞍座、连结在罐体内壁带有人孔的防波板、进液孔和排液孔，其特征是所述罐体各个部分的材料都是FRP，鞍座与罐体之间采用FRP粘结成为一体。

2.根据权利要求1所述的架装式FRP运输罐，其特征是所述鞍座通过FRP粘合与多个FRP制成的加强板连结起来，加强板使用FRP与所述的罐体粘合，使罐体、鞍座及加强板形成一体。

3.根据权利要求1所述的架装式FRP运输罐，其特征是所述罐体是由两个半罐在开放的一端使用FRP粘合成一体，半罐的形状是略圆式筒体，所述略圆式筒体是一整体构件，一端为朝外的凸形封头状、另一端呈开放状。

4.根据权利要求1～3任一所述的架装式FRP运输罐，其特征是所述的防波板的人孔处嵌有FRP制的加强圈。

5.根据权利要求1～3任一所述的架装式FRP运输罐的制造方法，包括如下步骤：(1)在一端朝外呈凸形封头状、另一端呈开放状的略圆筒式模具表面上，糊成一个整体的FRP耐腐蚀层；(2)成形FRP加强层和FRP表面层，使整体固化后，得到两个略圆式筒体；(3)在两个略圆式筒体内部粘结防波板；(4)将这两个略圆式筒体敞开端用FRP粘合对接而制造出一个完整的罐体；(5)在罐体的外部装设检修孔及各种阀门；(6)将上述完成的罐体与鞍座、补强筋及加强板使用FRP粘合成运输罐整体。

6.根据权利要求4所述的架装式FRP运输罐的制造方法，包括如下步骤：(1)在一端朝外呈凸形封头状、另一端呈开放状的略圆筒式模具表面上，糊成一个整体的FRP耐腐蚀层；(2)成形FRP加强层和FRP表面层，使整体固化后，得到两个略圆式筒体；(3)在两个略圆式筒体内部粘结防波板；(4)将这两个略圆式筒体敞开端用FRP粘合对接而制造出一个完整的罐体；(5)在罐体的外部装设检修孔及各种阀门；(6)将上述完成的罐体与鞍座、补强筋及加强板使用FRP粘合成运输罐整体。

7.根据权利要求5所述的架装式FRP运输罐的制造方法，其特征是所述的耐腐蚀层的设定层为三层，分别将三层衬粘的端部对接，通过各层对接部的错位而使粘合部分散。

8.根据权利要求5所述的架装式FRP运输罐的制造方法，其特征是使用表面毡以手糊成形法成型FRP罐体表面层。

9.根据权利要求8所述的架装式FRP运输罐的制造方法，其特征是用碳纤维布代替表面毡。

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