CS239622B1

CS239622B1 - Hybride cistern

Info

Publication number: CS239622B1
Application number: CS832300A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Pohl; Jozef Prchal; Rudolf Randula; Antonin Urbanec; Josef Zronek; Jan Tesar
Original assignee: Jaromir Pohl; Jozef Prchal; Rudolf Randula; Antonin Urbanec; Josef Zronek; Jan Tesar
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1983-04-01
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS230083A1

Abstract

Řešení se týká hybridní nádržové buňky pro skladování nebo zpracování kapalin. Podstata řešení spočívá v tom, že buňka je vytvořena ze dvou protilehlých svislých rovinných stěn (1) a dvou protilehlých svislých válcových stěn (4), opatřena dnem (5), popřípadě střechou (6), přičemž obě svislé rovinné stěny (1) jsou ve vodorovném směru opatřeny výztuhami (2) a jsou mezi sebou propojeny táhly (3) připojenými v místech výztuh (2). Pro poloměr svislých válcových stěn (4) platí vztah -j- < R < Vc2 + D2 , kde C je vzdálenost protilehlých svislých rovinných stěn (1) a D je délka podélné osy buňky. Buňky tvoří bud samostatný stavební modul, nebo mohou být řazeny vedle sebe tak, že tvoří mnohabuňkovou nádrž. Vynález najde uplatnění v chemickém, petrochemickém a potravinářském průmyslu.The solution relates to a hybrid tank cell for storing or processing liquids. The essence of the solution lies in the fact that the cell is formed from two opposite vertical planar walls (1) and two opposite vertical cylindrical walls (4), provided with a bottom (5) or a roof (6), while both vertical planar walls (1) are provided with stiffeners (2) in the horizontal direction and are interconnected by rods (3) connected at the points of the stiffeners (2). For the radius of the vertical cylindrical walls (4), the relationship -j- < R < Vc2 + D2 applies, where C is the distance between the opposite vertical planar walls (1) and D is the length of the longitudinal axis of the cell. The cells either form a separate building module, or can be arranged side by side so as to form a multi-cell tank. The invention finds application in the chemical, petrochemical and food industries.

Description

Vynález hybridní nádržové buňky pro uskladnění nebo zpracování kapalin, zatížené hydrostatickým tlakem média a vnitřním nebo vnějším přetlakem blízkým atmosférickému tlaku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is a hybrid tank cell for storing or processing liquids loaded with a hydrostatic pressure of the medium and an internal or external pressure close to atmospheric pressure.

Pro skladování nebo zpracování kapalných médií při tlaku nad hladinou blízkému atmosférickému tlaku se nejlépe osvědčují nádrže se stěnou ve tvaru vertikálního válce, opatřeného plochým dnem, popřípadě pevnou nebo plovoucí střechou. Z rotačně symetrického tvaru plynoucí rotačně symetrické zatížení konstrukce umožňuje navrhovat malé tloušřky stěn, v podstatě bez výztuh, takže na 1 m^ uskladněného média Činí spotřeba oceli kolem 25 kg.For storing or processing liquid media at a pressure above a level close to atmospheric pressure, tanks having a wall in the form of a vertical cylinder having a flat bottom or a fixed or floating roof are best suited. Due to the rotationally symmetrical shape, the rotationally symmetrical load of the structure makes it possible to design small wall thicknesses, essentially without stiffeners, so that per 1 m < 3 > of stored medium the steel consumption is about 25 kg.

Při umístění nádrží v hranatém stavebním objektu snižuje přednosti vertikálních válcových nádrží skutečnost, že využití obestavěného prostoru je max, 78,5 % a ve skutečnosti podle velikosti nádrže a potřebných šířek bezpečnostních průchodů daleko menší, max. 50 %. Tato skutečnost při značných nákladech na stavební část díla, až o dva řády vyšší než náklady na vlastní nádrž, vede k použití jiných, z pevnostního hlediska méně vhodných konstrukcí, především hranatých.When placing tanks in a rectangular building, the advantages of vertical cylindrical tanks are reduced by the fact that the utilization of the enclosed space is max. 78.5% and in fact, depending on the tank size and the required safety passage widths, it is much smaller, max. This fact, with considerable costs for the construction part of the work, up to two orders of magnitude higher than the cost of the tank itself, leads to the use of other structures less suitable for strength, in particular angular.

Hranaté nádrže, jejichž konstrukce je tvořena rovinnými stěnami s ostrými rohy, lépe využívají obestavěný prostor, protože je možno je vhodně vepsat do stavebního objektu.Square tanks, whose construction is made up of flat walls with sharp corners, make better use of the enclosed space because they can be appropriately inscribed into the building.

Rovinné stěny hranatých nádrží přenášejí zatížení vyvolané hydrostatickým tlakem pouze ohybem, nikoliv taňem, jak je tomu u válcových konstrukcí. Z těchto důvodů je nezbytné rovinné stěny opatřovat výztuhami, které podstatně zvyšují hmotnost hranaté nádrže oproti vertikální válcové až na trojnásobek.The planar walls of angular tanks transmit the hydrostatic pressure loads only by bending, not by the melt, as is the case with cylindrical structures. For this reason, it is necessary to provide planar walls with stiffeners that significantly increase the weight of the square tank up to three times the vertical cylindrical tank.

Další nevýhodou hranatých nádrží je velké množství málo spolehlivých a špatně kontrolovatelných koutových svarů. Tato skutečnost může být na závadu v případech, kdy absolutní těsnost nádrže po celou dobu její životnosti je samozřejmou podmínkou, zvláště pro ochranu spodních vod při skladování ropných produktů.Another disadvantage of angular tanks is the large number of poorly reliable and difficult to control fillet welds. This may be a defect in cases where the absolute tightness of the tank over its entire lifetime is a matter of course, especially for the protection of groundwater in the storage of petroleum products.

Poslední známou konstrukcí, která do jisté míry slučuje výhody obou předcházejících konstrukcí, je víceválcová nádrž. Víceválcová nádrž je vytvořena z vertikálních válcových pláštů, vepsaných do půdorysu hranaté nádrže. V místech proniku pláštů je vložena rovinná přepážka schopná zachycovat pouze složky obvodových sil válcových plástů. Přepážka nemůže být v žádném případě namáhána ohybovým namáháním, a proto není elementem rozdělujícím nádrž na samostatné uzavřené skladovací objemy.The last known construction, which somewhat combines the advantages of both previous structures, is a multi-cylinder tank. The multi-cylindrical tank is formed from vertical cylindrical shells inscribed in the plan of the square tank. At the points of penetration of the shells, a planar baffle is inserted capable of retaining only components of the circumferential forces of the cylindrical shells. The partition cannot in any case be subjected to bending stress and is therefore not an element dividing the tank into separate closed storage volumes.

Existující potřeby praxe však kladou požadavky na skladování různých druhů médií v požadovaných množstvích a v těsných blízkostech při současném hospodárném využití prostoru nebo půdorysové plochy ve stavebním objektu. Příkladem může sloužit skladování ropných produktů různé kvality. Pro tyto potřeby nejsou vhodné kruhové nádrže, protože nedokonale využívají vymezený stavební prostor, nejsou vhodné ani hranaté nádrže pro*svou neúměrnou spotřebu materiálu a nehodí se ani víceválcové nádrže, protože neumožňují vytvoření oddělených skladovacích objemů.However, the existing needs of practice place requirements on the storage of various types of media in the required quantities and in close proximity, while at the same time economically utilizing space or ground plan in the building. One example is the storage of oil products of different qualities. Round tanks are not suitable for these needs because they make perfect use of the designated building space, square tanks are not suitable for their disproportionate material consumption, nor are multi-cylinder tanks suitable because they do not allow the formation of separate storage volumes.

Uvedený problém uskladňování různých médií v těsné blízkosti řeší hybridní nádržová buňka podle vynálezu, která využívá možností svého tvarového uspořádání pro vytvoření mnohabuňkové skladovací nádrže, jejíž podstata spočívá v tom, že je vytvořena ze dvou protilehlých svislých rovinných stěn a dvou protilehlých svislých válcových stěn, opatřena dnem, popřípadě střechou, přičemž obě svislé rovinné stěny jsou ve vodorovném směru opatřeny * výztuhami a jsou mezi sebou propojeny táhly připojenými v místech výztuh, přičemž pro poloměr svislých válcových stěn platí vztahThe hybrid storage cell of the present invention solves the problem of storing the various media in close proximity, which utilizes the possibility of its shape to form a multi-cell storage tank consisting of two opposing vertical planar walls and two opposing vertical cylindrical walls provided with bottom, respectively roof, where both vertical planar walls are horizontally provided with stiffeners and are interconnected by rods attached at the stiffeners, where the radius of vertical cylindrical walls is valid

R< l/c² + D².R <1 / c ² + D ² .

Hybridní nádržová buňka tvoří bud samostatný stavební modul, nebo může být řazena vedle sebe tak, že při řazení N-buněk vedle sebe dojde ke spojení první buňky s (N-l) svislými rovinnými stěnami s vodorovnými výztuhami a 2 (N-l) svislými válcovými stěnami a táhly, které bud probíhají po celé délqe nádrže, nebo jsou do každé buňky vkládány samostatně, zatímco dno, popřípadě střecha, jsou souvislé po celé délce nádrže, přičemž mezi jednotlivými buňkami může být provedeno propojení skladovacích prostorů. Připojení táhel k vodorovným výztuhám je uskutečněno pomocí žeber.The hybrid tank cell either constitutes a separate building module or can be arranged side-by-side so that when shifting N-cells side-by-side the first cell is joined with (N1) vertical planar walls with horizontal stiffeners and 2 (N1) vertical cylindrical walls and rods which either extend over the entire length of the tank or are inserted into each cell separately, while the bottom or roof is continuous over the entire length of the tank, whereby interconnection of storage spaces can be made between the individual cells. The bars are connected to the horizontal reinforcements by means of ribs.

Hybridní nádržová buňka se svým tvarovým uspořádáním přibližuje k výhodám hranaté nádrže z hlediska využití stavební plochy a z hlediska úspory materiálu se blíží k výhodám víceválcových nádrží. Seřazením několika buněk vedle sebe potom vytvoří mnohabuňkovou skladovací nádrž, která plně vyhovuje jak pevnostním požadavkům, tak i zohledňuje požadavek maximální hospodárnosti ve spotřebě materiálu. Svou povahou je určitou hybridní konstrukcí, která zachovává všechny výhody doposud známých konstrukcí a navíc přináší možnost skladebnosti v seřazení díky své modulární povaze. Podle potřeb provozovatele umožňuje některé buňky v mnohobuňkové nádrži propojit pro zvětšení objemu některých dílčích nádrží.The shape of the hybrid tank cell approximates the advantages of the angular tank in terms of building space utilization and approaches the advantages of multi-cylinder tanks in terms of material savings. By stacking several cells side by side, they then create a multi-cell storage tank that fully meets both strength requirements and takes into account the requirement of maximum economy in material consumption. By its nature, it is a certain hybrid construction that retains all the advantages of the previously known designs and, moreover, offers the ability to be ordered in order due to its modular nature. Depending on the operator's needs, it allows some cells in a multicellular tank to be interconnected to increase the volume of some sub-tanks.

Na připojených výkresech je znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 je nárys hybridní nádržové buňky v částečném řezu, na obr. 2 je půdorys, na obr. 3 je bokorys v částečném řezu, na obr. 4· je schéma možného řazení buněk vedle sebe za účelem vytvoření jediné vícebuňkové nádrže, na obr. 5 je detail možného připojení táhla k vodorovné výztuze a na obr. 6 je detail možného styku stěn.In the accompanying drawings, an exemplary embodiment of the device according to the invention is shown, in which Fig. 1 is a partial cross-sectional front view of the hybrid tank cell, Fig. 2 is a plan view, Fig. 3 is a partial cross-sectional side view; Fig. 5 shows a detail of the possible connection of the tie rod to the horizontal reinforcement, and Fig. 6 shows a detail of the possible contact of the walls.

Hybridní nádržová buňka sestává ze dvou svislých rovinných stěn 2 vyztužených v jednom směru výztuhami 2, ze dvou svislých válcových.stěn _4 a z táhel 3, která jsou vazebními členy mezi rovinnými stěnami _1. Táhla 2 jsou připojena k vodorovné výztuze 2 pomocí žeber 18' jejichž tvar a velikost jsou voleny tak, aby bylo zabráněno lamelárnímu lomu výztuhy 2. Hybridní nádržová buňka může mít, ale nemusí, střechu _6 a svým dnem _5 spočívá na podloží 2· Při seřazení N buněk vedle sebe dojde k připojení (N-l) rovinných svislých stěn 2 ^s výztuhami 2 a 2 (N-l) svislých válcových stěn 2· Táhla 2 bud probíhají po délce řazení, nebo jsou do každé buňky vkládána samostatně. Dno 5, popřípadě střecha 6^ jsou souvislé po celé délce řazení.The hybrid tank cell consists of two vertical planar walls 2 reinforced in one direction by stiffeners 2, two vertical cylindrical walls 4 and rods 3 which are the coupling members between the planar walls 1. The tie rods 2 are connected to the horizontal reinforcement 2 by means of ribs 18 'whose shape and size are chosen so as to prevent the lamellar fracture of the reinforcement 2. The hybrid tank cell may or may not have a roof 6 and its bottom 5 rests on the ground 2 N cells side by side connect (Nl) planar vertical walls 2 ^with stiffeners 2 and 2 (Nl) vertical cylindrical walls 2 · The bars 2 either run along the shifting length or are inserted into each cell separately. The bottom 5 or the roof 6 are continuous over the entire length of the shift.

Navrhovaná hybridní nádržová buňka tvoří modul, který staticky pracuje zcela samostatně a v případě seřazení vhodně využívá spolupráce ostatních buněk. Hlediska hospodárnosti a pevnosti kladou důraz na důsledné dodržení dále uvedených proporcionálních vztahů.The proposed hybrid tank cell forms a module that works statically completely autonomously and, in case of alignment, appropriately uses the cooperation of other cells. The aspects of economy and strength emphasize the strict adherence to the proportional relationships set out below.

Vzdálenosti A mezi výztuhami 2 jsou rovnoměrné nebo s výhodou proměnné, a potom plynou ze součtové plochy daného zatížení médiem rozdělené na vhodný počet stejně velkých dílčích ploch s přihlédnutím k spolupůsobnosti dna 2· Tímto požadavkem je zaručen stejný podíl zatížení na každou výztuhu 2. Počet a vzdálenosti B mezi táhly 2 jsou voleny tak, aby byla účinně dělena volná délka výztuh 2 s ohledem na výše uvedená hlediska a zároveň zohledněna součinnost s posledním požadavkem, že poloměr R válcové stěny 2 musí být volen tak, aby rozpěrná síla oblouku válcové stěny 2 nebyla tlaková, a tím nevyvozovala na případná okrajová táhla vzpěrné namáhání.The distances A between stiffeners 2 are uniform or preferably variable, and then result from the total area of the given media load divided into a suitable number of equally sized sub-faces taking into account the interoperability of the bottom 2. the distances B between the tie rods 2 are selected so as to effectively divide the free length of the stiffeners 2 with respect to the above aspects while taking into account the interaction with the last requirement that the radius R of the cylindrical wall 2 must be chosen pressure, and thus did not exert a buckling load on any edge rods.

Vzdálenost D je délka podélné osy buňky a C je vzdálenost protilehlých svislých rovinných stěn 2·Distance D is the length of the longitudinal axis of the cell and C is the distance of the opposite vertical planar walls 2 ·

Styk svislé rovinné stěny 2 ^se svislými válcovými stěnami 2 3® proveden pomocí válcovaného profilu nebo vhodně tvarovaného plechu 2· Propojení mezi jednotlivými skladovacími prostorami buněk může být, popřípadě nemusí být, provedeno vůbec.The contact of the vertical planar wall 2 ^{with the} vertical cylindrical walls 23 is made by means of a rolled profile or a suitably shaped sheet 2.

Vynález najde uplatnění v chemickém, petrochemickém a potravinářském průmyslu.The invention finds application in the chemical, petrochemical and food industries.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Hybrid tank cell for the storage or processing of liquids, characterized in that it is formed from two opposite vertical planar walls (1) and two opposite vertical cylindrical walls (4), provided with a bottom (5) or a roof (6), both the vertical planar walls (1) are provided in the horizontal direction with stiffeners (2) and are interconnected by rods (3) connected at the stiffeners (2), where the radius of the vertical cylindrical walls (4) applies

-γ- <R <1 / c ² + D ² .

Hybrid tank cell according to claim 1, characterized in that it constitutes either a separate building module or is arranged N-cells side by side, the first cell being connected to (N1) vertical planar walls (1) with horizontal stiffeners (2) and 2 (N1) by vertical cylindrical walls (4) and rods (3) which either run along the entire length of the tank or are inserted into each cell separately, while the bottom (5) or the roof are continuous along the entire length of the tank, interconnection of storage areas is made by individual cells.

Hybrid tank cell according to Claims 1, 2, characterized in that the connection of the rods (3) to the horizontal stiffeners (2) is carried out by means of ribs (8). ³

3 drawings