CZ27203U1 - Kontejner s tlakovými lahvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Navržené řešení se týká kontejneru obsahujícího tlakové láhve, jenž je uspořádán zejména pro převoz tlakových lahví naplněných stlačenými technickými plyny.

Dosavadní stav techniky

Stlačený zemní plyn a jiné technické plyny se běžně převáží v ocelových tlakových nádobách. Tyto láhve mohou být uloženy v ocelových rámech, jež jsou nerozebíratelně fixovány na automobilovém podvozku, tzv. bateriovém vozidle, nebo na kolejovém podvozku, tzv. železničním vozu. Jakmile jsou tlakové nádoby uloženy do rámu, který není nerozebíratelně spojen s podvozkem dopravního prostředku a tvoří samostatný celek, je tento rám označován jako kontejner.

V současné době se pro přepravu tlakových láhví naplněných technickými plyny používají kontejnery se specificky upravenou podlahou a vybavené potrubním systémem s uzávěry. Podlaha je rovná, například z plechu, kde na rovném povrchu je vytvořena soustava hrbolů rozmístěných tak, že jsou tlakové láhve usazeny mezi nimi. Tyto hrboly brání posunu a nežádoucímu pohybu tlakových lahví po podlaze kontejneru. Proti nežádoucímu pohybu jsou zajištěna také hrdla lahví. Tlakové láhve jsou zpravidla zúžené v hrdle zakončené uzavírací hlavou s kulatým vrchlíkem. Vzhledem k tomu, že je nutno zabránit nežádoucímu úniku stlačeného plynu z lahví a zabezpečit potrubní systém proti poškození, je obzvláště nutné zabezpečení polohové stability uložených tlakových lahví. U stávajícího řešení kontejneru jsou mezi hrdla umístěny rozpěmé klíny s táhlem, zapuštěným do podlahy kontejneru. Kontejner je uspořádán jako skříň nebo koš, mající vytvořeny strop a ochranné stěny kolem lahví, z čehož alespoň jedna stěna je otvíratelná a plní funkci přístupových dveří do prostoru uvnitř kontejneru. Tlakové láhve jsou zde uloženy vertikálně, nebo horizontálně tak, že jejich hlavy se nachází u otvíratelné stěny. Láhve jsou do kontejneru ukládány, jako přede smontované moduly po několika kusech, až 12 ks lahví, v nichž jsou navzájem propojeny. Propojení je provedeno tak, že každá jednotlivá tlaková láhev má na hlavu připevněn uzávěr v podobě ventilu, a všechny uzávěry jednoho modulu jsou propojeny propojovacím potrubím. Propojovací potrubí jednotlivých modulů je pak připojeno na společné výsledné potrubí, jež je opatřeno výstupním ventilem. Pomocí otvírání jednotlivých ventilů se pak při naplňování nebo vyčerpávání plynu volí plněná nebo vyčerpávaná láhev či úseky několika lahví najednou. Obvyklá praxe je, že moduly se plní a vypouštějí jako samostatné jednotky. Tedy, pokud kontejner obsahuje několik modulů tlakových lahví, plní nebo vyprazdňuje se nejprve jeden modul, pak druhý atd.

Nevýhodou uvedeného dosavadního systému je značná montážní, manipulační a časová náročnost. Pro běžný provoz se musí nejprve otevřít všech až 12 ventilů v modulu, aby se mohl čerpat plyn z/do tlakových lahví, a po skončení je nutno všechny tyto ventily zase uzavřít.

Další nevýhodou dosavadního řešení je nedostatečná polohová stabilita tlakových lahví. Samovolný pohyb lahví v prostoru kontejneru je skutečně nežádoucí a může být pro potrubní systém destrukční. Poškození potrubního systému následkem drobných otřesů při transportu a manipulaci s kontejnerem, nebo následkem dilatace, je ve značné míře eliminováno pomocí smyček na potrubí. Usazení lahví na místě uvedené výše, pouze pomocí výstupků ve tvaru hrbolků na podlaze a jednosměrného vyklínování odshora není zcela bez problémů. I balancování a uvedení láhve do správné polohy při ukládání lahví na místo a odebírání tak, aby nedošlo k poškození, činí problémy, uvážíme-li že plná tlaková láhev běžně váží 90 kg. Uložení a montáž tlakových lahví do kontejneru je proto časově i manipulačně náročné. Jiný úložný systém navrhuje například CZ AO 233761. Uvedený dokument navržen kontejner pro tlakové láhve vybavený dvěma horizontálními příčkami, v nichž jsou vytvořeny kruhové otvory o průměru odpovídajícím obvodu tlakových lahví. Ani tento systém není pro tlakové láhve dobře použitelný. Mezi láhvemi vznikají nežádoucí nevyužité prostory a strefování se do otvorů při ukládání lahví, které se pro

-1 CZ 27203 U1 vádí většinou pomocí těžké techniky, je manipulačně a časově příliš náročné. Také demontáž je pracná a manipulačně náročná.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody ve značné míře odstraňuje navržené řešení. Je navrženo nové uspořádání kontejneru s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů. Kontejner zahrnuje podlahu, množinu tlakových lahví, propojovací potrubí a ochranné stěny, tj. alespoň obvodové stěny a případně i horní stěnu, například z mříží nebo z rámu a desek nebo ocelové sítě. Z toho je alespoň jedna stěna alespoň zčásti otvírací, tak že umožňuje přístup z vnějšího prostoru. Podstata nového řešení spočívá v tom, že tlakové láhve uložené v kontejneru mají hrdlo opatřeno zátkou mající volný průchod, kde tento průchod je bezbariérově vyústěn do propojovacího potrubí. Propojovací potrubí je uspořádáno v nejméně dvou sekcích. V každé této sekci je pomocí propojovacího potrubí propojen stanovený počet volně průchozích zátek namontovaných na tlakových lahvích. Každá sekce je opatřena vlastním alespoň jedním sekčním ventilem pro uzavření a otevření najednou celé potrubní sekce, tj. včetně obsahu tlakových lahví připojených přes zátky. Propojovací potrubí je s výhodou uspořádáno ve čtyřech až osmi sekcích, každá sekce pro nejvýše 5000 litrů vodního objemu v tlakových lahvích, přičemž sekční ventily jednotlivých sekcí jsou propojeny na alespoň jeden společný přívod a/nebo vývod, například napouštěcí a vypouštěcí hadici, nebo přírubu s možností alternativního použití napouštěcí hadice nebo vypouštěcí hadice.

Sekce jsou s výhodou vytvořeny v podélných řadách. V tom případě jsou každou sekcí propojeny zátky celé jedné řady tlakových lahví ve směru podélně přes kontejner. V případě využití alternativy podle předchozího odstavce je propojením sekčních ventilů jednotlivých sekcí na alespoň jeden společný přívod a/nebo vývod dosaženo možnosti paralelního propojení všech sekcí.

Všechny sekční ventily jsou s výhodou situovány na jedné straně kontejneru, a to u jeho otvírací části, tj. u otvírací stěny, v případě možnosti otvírání pouze části otvírací stěny u otvíracích dvířek, tak že jsou přístupné z vnějšího prostoru při otevřeném stavu kontejneru.

Všechny obsažené sekční ventily jsou s výhodou připojeny na společný rozvodný díl.

Rozvodný díl má s další výhodou na sobě alespoň dočasně připojenu flexibilní trubici pro připojení dalšího kontejneru.

S výhodou je z rozvodného dílu, nejlépe do oblasti opačného konce kontejneru, vyvedena uzavíratelná potrubní připojovací větev, s ústím opatřeným otvíracím krytem. Optimální případ je umístění rozvodného dílu u přední stěny, přičemž je tato připojovací větev vyvedena k zadní stěně nebo do zadní stěny.

Propojovací potrubí a zátky jím propojené jsou uvnitř kontejneru s výhodou situovány všechny na jedné straně, a to optimálně v horní části kontejneru, nebo případně na jedné boční straně kontejneru, přičemž tlakové láhve jsou opatřeny fixačními prvky pro stabilizaci jejich polohy.

Fixační prvky pro stabilizaci polohy tlakových lahví v kontejneru jsou navrženy následovně. Na podlaze, v oblasti dna úložného prostoru v kontejneru, je s výhodou vytvořena množina rovnoběžných žeber o průřezu „L“ až „V“ uložených hranou vrcholového úhlu nahoru v takovém odstupu vůči sobě, že uložené tlakové láhve svou spodní částí zčásti zapadají do mezer mezi jejich hranami.

Rovnoběžná žebra podle předchozího odstavce s výhodou probíhají dnem kontejneru příčně, přičemž je obsaženo ještě alespoň jedno podélné žebro, proti posunu lahví v příčném směru.

Horní část uložených lahví je fixována pomocí rozpěmých klínů opatřených táhly, fixovanými s výhodou do rovnoběžných žeber.

-2CZ 27203 U1

Přídavně jsou uložené láhve s výhodou fixovány ještě i na dvou protilehlých bočních stranách kontejneru, což je provedeno s výhodou pomocí přítlačných klínů opatřených šroubem, fixovaným v boční stěně kontejneru.

Navržené kontejnery jsou vhodné zejména pro převoz a skladování stlačených technických plynů. Jsou vhodné například pro pravidelnou přepravu a skladování stlačeného zemního plynu, nebo jiných technických plynů mimo vodíku. Tlakový systém kontejneru je optimální pro pracovní tlak 250 bar při pracovních teplotách mínus 40 °C až plus 56 °C. K výhodám kontejneru patří na jednom konci uspořádaný centrální ovládací panel s možností ovládat celý kontejner, nebo soustavu kontejnerů z jednoho místa, a také možnost využít prostor opačného konce pro uskladnění bezpečnostní výbavy, jako je hasicí přístroj aj. Kontejnery mohou být stavěny a propojeny do řad za sebou, vedle sebe, nebo i na sobě. Pomocí propojení kontejnerů je možno vytvořit velké zásobárny plynu, které je možno využít pro zásobování průmyslových zón nebo městských čtvrtí. Kontejner může být sestaven a upraven podle požadavku zákazníka. Kontejner umožňuje dobrou manipulaci a přemístění. Může být naložen například na unifikovaný trajler, na standardní návěs, nebo na kolejový podvozek. Přepravit kontejner na místo určení tak nepředstavuje problém. Kontejner je snadno přemístitelný z dopravního prostředku na místo použití pomocí překladače nebo jeřábu. Samotný dopravní prostředek není blokován jako u bateriových vozů a je možno jej použít pro jiný účel, nebo pro přepravu dalších kontejnerů. V případě, že je třeba přepravit více kontejnerů, stačí mít k dispozici pouze jeden přepravní prostředek. Navržené řešení umožňuje vytvořit kontejner o mimořádně velké kapacitě a rozměrech, s využitím ocelových tlakových lahví o velkém vodním objemu každé z nich.

Objasnění výkresů

Navržené řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňují obr. 1 celkový prostorový pohled šikmo shora na navržený kontejner, obr. 2 prostorový pohled šikmo shora na samotné podle navrženého řešení pospojované tlakové láhve, obr. 3 detail tlakové láhve se zátkou, pohled z boku v řezu, obr. 4 detail zakončení sekcí v rozvodném dílu, pohled shora, obr. 5 čelní pohled na přední konec kontejneru s rozvodným dílem a sekčními ventily, obr. 6 pohled shora na kontejner s odmontovanou přední částí horní stěny, obr. 7 pohled z boku na kontejner s odmontovanou boční stěnou a obr. 8 pohled shora na samotnou podlahu kontejneru bez uložených tlakových lahví.

Příklad uskutečnění technického řešení

Názorným příkladem optimálního provedení navrženého řešení je kontejner pro převoz stlačených technických plynů podle obr. 1 až 8.

Kontejner zahrnuje na podlaze 1 uloženou množinu tlakových lahví 2, propojených pomocí propojovacího potrubí 3 a chráněných vůči přístupu z vnějšího prostoru ochrannými obvodovými stěnami 4, 5, 6, 7 a horní stěnou 8. Z toho přední a zadní stěna 4, 5 jsou zčásti otvírací pomocí uzamykatelných dvířek 9 pro přístup do kontejneru z vnějšího prostoru. Tlakové láhve 2 uložené v kontejneru mají hrdlo opatřeno zátkou 10 s volným průchodem 11 vyústěným bezbariérově, tj. bez uzavíracích armatur, do propojovacího potrubí 3.

Propojovací potrubí 3 je uspořádáno v sekcích 31, 32, 33, 34, 35, 36, v nichž je pomocí propojovacího potrubí 3 propojen stanovený počet záteklO. Každá sekce 31, 32, 33, 34, 35, 36 je opatřena vlastním sekčním ventilem 41, 42, 43, 44, 45, 46 a představuje samostatnou funkční větev. Pomocí prvního sekčního ventilu 41 je možné uzavření a otevření najednou celé první potrubní sekce 31 pro celou první podélnou řadu tlakových lahví 2 včetně obsahu v této řadě přes zátky 10 připojených tlakových lahví 2, pomocí druhého sekčního ventilu 42 je možné uzavření a otevření najednou celé druhé potrubní sekce 32 pro celou druhou podélnou řadu tlakových lahví 2 včetně obsahu v této řadě přes zátky 10 připojených tlakových lahví 2, pomocí třetího sekčního ventilu 43 je možné uzavření a otevření najednou celé třetí potrubní sekce 33 pro celou třetí podélnou řadu tlakových lahví 2 včetně obsahu v této řadě přes zátky 10 připojených tlakových lahví 2, atd.

-3 CZ 27203 U1

Propojovací potrubí 3 může být v rámci navrženého řešení uspořádáno i jinak, například mohou být alternativně tlakové láhve 2 pospojovány do samostatných celků s rostoucí vzdálenosti od přední stěny 4 kontejneru, apod. V předvedeném příkladu demonstrovaných šest sekcí 31, 32, 33, 34, 35, 36 je v rámci optima, neboť jejich optimální počet je: čtyři až osm. Počet tlakových lahví 2 závisí na velikosti kontejneru, velikosti tlakových lahví 2, a také na individuálním přání zákazníka. Každá sekce 31, 32, 33, 34, 35, 36 by měla být pro nejvýše 5000 litrů vodního objemu v tlakových lahvích 2. Sekční ventily 41, 42, 43, 44, 45, 46 jednotlivých sekcí 31, 32. 33, 34, 35, 36 jsou propojeny na společný přívod 12 a společný vývod 13. Společný přívod 12 má u předvedeného příkladného provedení podobu dvou napouštěcích koncovek a společný vývod 13 má podobu vypouštěcí hadice s plnicí pistolí pro motorová vozidla. Všechny sekční ventily 41, 42, 43, 44, 45, 46 jsou soustředěny na jedné straně kontejneru, v tomto případě vpředu za dvířky 9 přední stěny 4, takže jsou dobře přístupně z vnějšího prostoru při otevřeném stavu otvírací přední stěny 4.

Všechny obsažené sekční ventily 41, 42, 43, 44, 45, 46 jsou připojeny na společný rozvodný díl 14. Dále jsou obsaženy běžné ovládací a bezpečnostní prvky, jako například hlavní spínač, tlakoměr a pojistný ventil 15. Rozvodný díl 14 má trvale, nebo dočasně, připojenu na obrázcích neznázoměnou tlakovou flexibilní trubici pro připojení dalšího kontejneru. Je použita běžná tlaková flexibilní trubice uspořádaná pro dočasné připojení, v tomto případě sloužící pro připojení k dalšímu kontejneru. Na kontejneru je umístěna v oblasti prvního konce, za dvířky 9 přední stěny 4, kde se připojí k napouštěcí koncovce společného přívodu 12 nebo ke zvlášť zhotovené přírubě. Pro takové připojení je kontejner vybaven trubicí tvořící uzavíratelnou připojovací větev 16, která je připojená na rozvodný díl 14 a odtud probíhá podélně přes téměř celý kontejner na jeho opačnou stranu, kde je zakončená v oblasti druhého konce kontejneru, nahoře v horní stěně 8 a zde je opatřena otvíracím krytem 17. Pomocí tohoto připojovacího systému je možno kontejnery kumulovat do série za sebou, nebo vedle sebe, nebo případně na sebe a vytvořit tak velké zásobárny stlačeného plynu podle potřeby.

Potrubní systém kontejneru je účelně soustředěn zhruba v jedné společné rovině, což podstatně usnadňuje jeho montáž i demontáž i ochranu před poškozením. Propojovací potrubí 3 a zátky 10 jím propojené jsou uvnitř kontejneru soustředěny všechny na jedné straně, a to nejlépe v horní části, nebo případně, v případě uložení tlakových lahví 2 naležato, na jedné boční straně. Potrubní systém bez bariér je zvlášť citlivý a musí být důkladně zabezpečen proti poškození následkem nežádoucího pohybu tlakových lahví 2. Tlakové láhve 2 jsou proto zabezpečeny níže popsanými fixačními prvky pro stabilizaci jejich polohy.

Na podlaze 1, v oblasti dna úložného prostoru v kontejneru, je uspořádána množina rovnoběžných žeber 18 o průřezu „L“ až „V“ uložených hranou vrcholového úhlu nahoru. Rovnoběžná žebra 18 jsou v takovém odstupu vůči sobě, aby tlakové láhve 2 svou spodní částí zčásti zapadaly do mezer mezi jejich hranami. V případě výhodnějšího, vertikálního uložení tlakových lahví 2, mezi rovnoběžná žebra 18 zapadnou dna všech uložených tlakových lahví 2 v kontejneru. V případě horizontálního uložení tlakových lahví 2 mezi rovnoběžná žebra 18 zapadnou dole se nacházející úseky válcových stěn dolní řady tlakových lahví 2.

Uspořádání rovnoběžných žeber 18 je nejlépe patrné na obrázcích Obr. 7 a Obr. 8. Rovnoběžná žebra 18 probíhají na dně kontejneru příčně, přičemž je obsaženo ještě také jedno podélné žebro 19, proti posunu tlakových lahví 2 v příčném směru. Horní část uložených lahví 2 je také fixována. To je provedeno pomocí rozpěmých klínů 20 opatřených táhly 21. Táhla 21 směřují dolů a zde jsou fixována do rovnoběžných žeber 18. Další fixační prvky jsou uspořádány na dvou protilehlých bočních stranách kontejneru. Zde jsou uložené tlakové láhve 2 fixovány pomocí přítlačných klínů 22, upevněných šroubem 23 v příslušné boční stěně 6, 7 kontejneru.

Propojovací potrubí 3 obsahuje již známé dilatační smyčky 24 nebo jiné zábrany proti prasknutí při dilataci nebo otřesech.

Na prvním konci kontejneru, kde se nachází rozvodný díl 14, může být umístěn ovládací panel, na který mohou být s výhodou soustředěny všechny potřebné ovládací prvky zařízení. Na opačném konci mohou být rovněž dvířka 9 jako u předvedeného příkladu a zde může být další volný

-4CZ 27203 U1 prostor, který se s výhodou využije například pro uložení pracovních a ochranných potřeb, hasicího přístroje 25, a/nebo nářadí.

Tento příkladný kontejner je sestaven s použitím 92 ks tlakových lahví 2 o vodním objemu 190 litrů každé z nich a jeho celkový vodní objem činí 17.480 litrů. Samozřejmým konstrukčním prvkem je pevný nosný rám, jehož pomocí jsou vytvořeny podlaha 1 a všechny stěny 4, 5, 6, 7, 8.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (12)

1. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů, zahrnující podlahu (1), množinu tlakových lahví (2), propojovací potrubí (3) a ochranné obvodové stěny (4, 5, 6, 7) z nichž alespoň jednaje alespoň zčásti otvírací pro přístup z vnějšího prostoru, vyznačující se tím, že tlakové láhve (2) uložené v kontejneru mají hrdlo opatřeno zátkou (10) svolným průchodem (11) vyústěným bezbariérově do propojovacího potrubí (3), přičemž toto propojovací potrubí (3) je uspořádáno v alespoň dvou sekcích (31, 32, 33, 34, 35, 36) v nichž je pomocí propojovacího potrubí (3) propojen stanovený počet zátek (10), přičemž každá sekce (31, 32, 33, 34, 35, 36) je opatřena vlastním sekčním ventilem (41, 42, 43, 44, 45, 46) pro uzavření a otevření najednou celé potrubní sekce (31, 32, 33, 34, 35, 36) včetně obsahu přes zátky (10) připojených tlakových lahví (2).

2. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojovací potrubí (3) je uspořádáno ve čtyřech až osmi sekcích (31, 32, 33, 34, 35, 36), každá sekce (31, 32, 33, 34, 35, 36) pro nejvýše 5000 litrů vodního objemu v k ní připojených tlakových lahvích (2), přičemž sekční ventily (41, 42, 43, 44, 45, 46) jednotlivých sekcí (31, 32, 33, 34, 35, 36) jsou propojeny na alespoň jeden společný přívod (12) a/nebo vývod (13), například napouštěcí a/nebo vypouštěcí hadici.

3. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku la2, vyznačující se tím, že každou sekcí (31,32,33, 34, 35, 36) jsou propojeny zátky (10) celé jedné řady tlakových lahví (2) ve směru podélně přes kontejner.

4. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že všechny sekční ventily (41, 42, 43, 44, 45, 46) se nachází na jedné straně kontejneru, u otvírací části kontejneru, například dvířek (9), přístupně z vnějšího prostoru při otevřeném stavu otvírací části kontejneru.

5. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku4, vyznačující se tím, že všechny obsažené sekční ventily (41, 42, 43, 44, 45, 46) jsou připojeny na společný rozvodný díl (14).

6. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 5, vyznačující se tím, že rozvodný díl (14) má na sobě alespoň dočasně připojenu flexibilní trubici pro připojení dalšího kontejneru.

7. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 6, vyznačující se tím, že z rozvodného dílu (14) je do oblasti opačné strany kontejneru vyvedena uzavíratelná připojovací větev (16) mající ústí opatřené otvíracím krytem (17), například v případě umístění rozvodného dílu (14) u přední stěny (4) je tato připojovací větev (16) vyvedena do zadní stěny (5) nebo její blízkosti.

8. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároků laž7, vyznačující se tím, že propojovací potrubí (3) a zátky (10) jím propojené jsou uvnitř kontejneru situovány všechny na jedné straně, a to v horní části nebo na jedné

-5CZ 27203 U1 boční straně, přičemž tlakové láhve (2) jsou opatřeny fixačními prvky pro stabilizaci jejich polohy.

9. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 8, vyznačující se tím, že na podlaze (1), v oblasti dna úložného prostoru v kontejneru, se nachází množina rovnoběžných žeber (18) o průřezu „L“ až „V“ uložených hranou vrcholového úhlu nahoru v takovém odstupu vůči sobě, že uložené tlakové láhve (2) svou spodní částí zčásti zapadají do mezer mezi jejich hranami.

10. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 9, vyznačující se tím, že rovnoběžná žebra (18) probíhají v kontejneru příčně, přičemž je obsaženo ještě alespoň jedno podélné žebro (19), proti posunu tlakových lahví (2) v příčném směru.

11. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 9 a 10, vyznačující se tím, že horní část uložených tlakových lahví (2) je fixována pomocí rozpěmých klínů (20) opatřených táhly (21), fixovanými do rovnoběžných žeber (18).

12. Kontejner s tlakovými láhvemi, zejména pro převoz stlačených technických plynů podle nároku 11, vyznačující se tím, že na bočních stranách kontejneru jsou uložené tlakové láhve (2) fixovány ještě i pomocí přítlačných klínů (22) opatřených šroubem (23), upevněným v příslušné boční stěně (6, 7) kontejneru.