PL180172B1

PL180172B1 - Cylindrical tank bottom

Info

Publication number: PL180172B1
Application number: PL31743696A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Magnucki; Waclaw Szyc
Original assignee: Politechnika Poznanska; Politechnika Poznaoska
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 2000-12-29
Also published as: PL317436A1

Abstract

Dennica zbiornika walcowego, znamienna tym, że stanowi ją tłoczona lub wyoblona z blachy o stałej grubości powierzchnia obrotowa, przy czym powierzchnia dennicy w miejscu łączenia z płaszczem (2) zbiornika walcowego jest ściśle styczna do powierzchni walcowej, natomiast krzywiznę dennicy określa wartość promienia (r(z)) do środka grubości ścianki (1) dennicy mierzonej od osi zbiornika w dowolnym miejscu równa iloczynowi średniego promienia walca (a) do środka ścianki płaszcza (2) walcowego i pierwiastka kwadratowego z różnicy jedności oraz ilorazu zmiennej (z) i wyniosłości bezwzględnej dennicy (c), mierzonej do środka ścianki dennicy do potęgi (n) sterującej kształtem krzywej.The head of a cylindrical tank, characteristic that it is embossed or curved sheet metal with a constant thickness revolving, surface of the bottom at the point of joining with the shell (2) of the cylindrical tank is strictly tangent to the cylindrical surface, while the bottom curvature is determined by the value radius (r (z)) to the center of the thickness the bottom wall (1) measured from the tank axis anywhere equal to the product the mean radius of the cylinder (a) to the center of the wall of the cylindrical shell (2) and the square root of the unity difference and the quotient of the variable (z) and the height absolute bottom (c), measured to center of the bottom wall to the control power (n) the shape of the curve.

Description

Przedmiotem wynalazku jest dennica zbiornika walcowego.The subject of the invention is the bottom of a cylindrical tank.

Dotychczas stosowane dennice zbiorników walcowych mają kształty elipsoidalne lub toroidalno-kuliste i charakteryzują się tym, że w miejscu największej krzywizny są łączone z powierzchnią walcową zbiornika w osiowej płaszczyźnie przekroju. Jest to połączenie elipsy z prostą lub łuku z prostą, której krzywizna jest zerowa. Skutkiem tego jest zaburzenie błonowego stanu sił wewnętrznych w konstrukcji. Występuje siła poprzeczna i moment zginający, które powodują spiętrzenie naprężeń, zarówno w dennicy, jak i w części walcowej zbiornika. Tym samym w celu spełnienia warunków wytrzymałości, konieczne jest stosowanie znacznie większych grubości ścianek dennic, które muszą być większe od grubości walcowego płaszcza zbiornika.The cylindrical tank bottoms used so far have ellipsoidal or toroidal-spherical shapes and are characterized by the fact that at the point of the greatest curvature they are connected to the cylindrical surface of the tank in the axial section plane. It is a combination of an ellipse with a straight line or an arc with a straight line whose curvature is zero. As a result, the membrane state of internal forces in the structure is disturbed. There is a shear force and a bending moment that cause stress concentrations to accumulate both in the bottom and in the cylindrical part of the tank. Thus, in order to meet the strength conditions, it is necessary to use much greater thickness of the walls of the bottoms, which must be greater than the thickness of the cylindrical shell of the tank.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego kształtu dennicy, która wyeliminuje konieczność zwiększania grubości ścianek zbiornika i dennicy.The aim of the invention is to develop such a shape of the bottom that will eliminate the need to increase the thickness of the walls of the tank and the bottom.

Istota wynalazku polega na tym, że dennicę stanowi powierzchnia obrotowa tłoczona lub wyoblona z blachy o stałej grubości, przy czym powierzchnia dennicy w miejscu łączenia z płaszczem zbiornika walcowego jest ściśle styczna do powierzchni walcowej. Natomiast krzywiznę dennicy określa wartość promienia r(z) do środka grubości ścianki dennicy mierzonej od osi zbiornika w dowolnym miejscu równa iloczynowi średniego promienia walca (a) do środka ścianki płaszcza walcowego i pierwiastka kwadratowego z różnicy jedności oraz ilorazu zmiennej (z) i wyniosłości bezwzględnej (c) dennicy mierzonej do środka ścianki dennicy do potęgi (n) sterującej kształtem krzywej, co określa poniższa zależność matematyczna: _ r(^r) = a I,-g)”The essence of the invention consists in the fact that the bottom is a rotating surface embossed or rounded from a sheet of constant thickness, the surface of the bottom at the point of connection with the shell of the cylindrical container strictly tangent to the cylindrical surface. Whereas the curvature of the bottom is determined by the value of the radius r (z) to the center of the bottom wall thickness measured from the tank axis in any place equal to the product of the average cylinder radius (a) to the center of the cylindrical shell wall and the square root of the difference of unity and the quotient of the variable (z) and the absolute value (c) the bottom measured to the center of the bottom wall to the power (n) controlling the shape of the curve, which is determined by the following mathematical relationship: _ r ( ^r ) = a I, -g) "

Uzyskanie takiego kształtu dennicy eliminuje potrzebę stosowania walcowej części przedłużającen wyniosłość dennicy oraz konieczność zwiększania gruaości ścianek zbizmr pr i deiżacy w weln spełnienia waauwrnw wotszżmałożeiowych.Obtaining such a shape of the bottom eliminates the need to use a cylindrical part extending the height of the bottom and the necessity to increase the thickness of the walls of the wool and steel barriers to meet all bedding conditions.

O)o.ykiae wy-koparna wy γκ^ιζΟ. przeastzwiono na wysunku. na którym fig. 1 przedstawia rbiomdc wahnani z demiicą według vaⁿalookn w oIęciu sohematacznym, fip. ć ρι^ΚΐΌ]' zbiornika dc pryewozu ρΓορίΐιηι-Βηίany, a fig. u w zuion^ik ntacJonaπży dm magazynrwamz zbior^nego CO2.O) o.ykiae wy-koparna you γκ ^ ιζΟ. abused at the front. in which Fig. 1 shows the rbiomdc oscillating with demiica according to va ⁿ aloookn in the scheme, f and p. ρι ^ ΚΐΌ] 'of the ρΓορίΐιηι-Βηίana reservoir, and the figure in the area of ρι ^]' of the reservoir of cumulative CO2.

Zniρi·nłk wolcsocy według fig. 1 ma dennicę tłoczoną lub wyobloną z blachy o stałej grubości o Sternowi ją powierzchma obrotawo. PnoviesnżSnia Oenelcy 1 w m icjcc-u Οζοζγηίϋ z ρ^/Κ^πι 2 seioiąOZs wesi c^śIc siyszwe do sewierzcOJci wo)cowe.j. KscIoś! lo·zywisOln dennicy olmoślony jest cozv ρι^ώοου waz toć ci sroseianic u)zi wa ©Odja grubośC rżienZ) iThe Zniρi · nłk wolcsocy according to FIG. 1 has a pressed or spherical sheet metal head of constant Stern thickness with a rotating surface. PnoviesnżSnia Oenelcy 1 in m icjcc-u Οζοζγηίϋ z ρ ^ / Κ ^ πι 2 seioiąOZs happy to be faithful to seers. KscIoś! lo · zywisOln of the dennica is cozv ρι ^ ώοου ρι ^ wazοου ρι ^ wazοου sroseianic u) zi wa © Odja thickness difference) and

180 172 dennicy mierzonej od osi zbiornika w dowolnym miejscu równa iloczynowi średniego promienia walca a do środka ścianki płaszcza 2 walcowego i pierwiastka kwadratowego z różnicy jedności oraz ilorazu zmiennej z i wyniosłości bezwzględnej c dennicy mierzonej do środka ścianki 1 dennicy do potęgi n sterującej kształtem krzywej, co wyraża zależność matematyczna:180 172 of the bottom plate measured from the tank axis in any place equal to the product of the mean radius of the cylinder a to the center of the wall of the 2 cylindrical shell and the square root of the difference of unity and the quotient of the variable z and the absolute height c of the bottom measured to the center of the wall 1 of the bottom to the power n controlling the shape of the curve, which expresses the mathematical relationship:

r(z) = a g<i)r (z) = a g <i)

I tak na przykład w zbiorniku do przewozu propanu-butanu o pojemności 15 m³ i ciśnieniu 2,5 MPa, średniemu promieniowi walca a równemu 900 mm, wyniosłości bezwzględnej dennicy c = 563 mm z wykładnikiem potęgi w równaniu krzywej n = 2,16 uzyskano kształt dennicy uwidocznionej na fig. 2, pozwalający na uzyskanie naprężeń zredukowanych równych 195 MPa przy grubości płaszcza walcowego i dennicy równej 10 mm.For example, in the tank for the transport of propane-butane with a capacity of 15 m ³ and a pressure of 2.5 MPa, and the average radius of the cylinder equal to 900 mm, the absolute of the bottom eminence c = 563 mm from the exponent in the equation of the curve n = 2.16 was obtained the shape of the bottom shown in Fig. 2, allowing to obtain reduced stresses equal to 195 MPa with the thickness of the cylindrical shell and the bottom plate equal to 10 mm.

Inny kształt dennicy pokazanej na fig. 3 uzyskano w stacjonarnym zbiorniku do magazynowania skroplonego CO2 o pojemności 300 m3 i ciśnieniu 2,5 MPa, średniemu promieniowi walca a równemu 1800 mm, wyniosłości bezwzględnej dennicy c = 1500 mm z wykładnikiem potęgi w równaniu krzywej n - 2,9.Another shape of the bottom shown in Fig. 3 was obtained in a stationary tank for storing liquefied CO2 with a capacity of 300 m3 and a pressure of 2.5 MPa, with an average cylinder radius of 1800 mm, absolute height of the bottom c = 1500 mm with the power exponent in the curve equation n - 2.9.

Uzyskano naprężenia zredukowane równe 244 MPa, przy grubości płaszcza walcowego i dennicy równej 16 mm.The obtained reduced stresses equaled 244 MPa, with the thickness of the cylindrical shell and the bottom plate equal to 16 mm.

W obu zbiornikach wartości największych naprężeń występują w całym płaszczu walcowym i wierzchołku dennicy, natomiast w pozostałej części dennicy są nieco mniejsze.In both tanks, the values of the highest stresses occur in the entire cylindrical shell and the top of the bottom, while in the rest of the bottom they are slightly lower.

Fig.2Fig.2

180 172180 172

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

The head of a cylindrical tank, characterized by the fact that it is made of a pressed or rounded sheet of constant thickness, the rotating surface, the bottom surface at the point of connection with the shell (2) of the cylindrical tank is strictly tangent to the cylindrical surface, while the bottom curvature is determined by the value of the radius (r (z)) to the center of the wall thickness (1) of the bottom measured from the tank axis at any point equal to the product of the average radius of the cylinder (a) to the center of the wall of the cylindrical shell (2) and the square root of the difference of unity and the variable quotient (z) and the absolute value of the bottom (c), measured to the center of the bottom wall to the power (n) controlling the shape of the curve.