RU160546U1

RU160546U1 - TANK CONTAINER

Info

Publication number: RU160546U1
Application number: RU2015130986/12U
Authority: RU
Inventors: Олег Викторович Сиенко; Андрей Александрович Шленский; Дмитрий Павлович Перфильев; Дмитрий Александрович Скоропупов; Михаил Константинович Тумилович; Юрий Рудольфович Коровин; Андрей Александрович Лысков; Андрей Евгеньевич Ушаков; Юрий Георгиевич Кленин; Александр Валерьевич Изотов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-03-20

Abstract

1. Контейнер-цистерна, включающий в себя цистерну, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки, торцевых днищ, опорной соединительной юбки, кольцевых шпангоутов и представляет собой единую цельную конструкцию, выполненную из композитного материала путем феламентной намотки ровинга, а также металлического силового каркаса, состоящего из торцевых рам, продольных и поперечных балок, соединенных между собой, образуя замкнутый контур, отличающийся тем, что корпус цистерны соединен с торцевой рамой посредством сопряжения между собой наружной поверхности его опорной соединительной юбки и внутренней поверхности двух полуколец, одно из которых приварено в нижней части торцевой рамы, а второе к соединительной панели, закрепленной в верхней части торцевой рамы.2. Контейнер-цистерна по п. 1, отличающийся тем, что соединительная панель выполнена из двух листов, на каждом из которых установлены элементы жесткости в направлении от фитинга к центру.3. Контейнер-цистерна по п. 1, отличающийся тем, что в местах контакта композиционного материала с металлом имеется прокладка.1. The tank container, which includes a tank, the casing of which consists of a cylindrical shell, end faces, supporting connecting skirt, ring frames and is a single integral structure made of composite material by filament winding of a roving, as well as a metal power frame, consisting of of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected, forming a closed loop, characterized in that the tank body is connected to the end frame by interfacing with outer surface of its supporting connective skirt and the inner surfaces of the two half-rings, one of which is welded to the lower portion of the end frame, and the second to the connection panel, fixed in the upper portion of the end ramy.2. A tank container according to claim 1, characterized in that the connecting panel is made of two sheets, on each of which stiffeners are installed in the direction from the fitting to the center. 3. The tank container according to claim 1, characterized in that at the contact points of the composite material with the metal there is a gasket.

Description

Заявляемая полезная модель относится к емкостям для транспортировки и хранения жидкостей, агрессивных веществ, продуктов химии и нефтехимии и предназначен для перевозки водным, железнодорожным и автомобильным транспортом и для передачи его с одного вида транспорта на другой без промежуточной перегрузки содержимого продукта.The inventive utility model relates to containers for transporting and storing liquids, aggressive substances, chemical products and petrochemicals and is intended for transportation by water, rail and road transport and for transferring it from one mode of transport to another without intermediate reloading of the product contents.

В данной области техники известна конструкция контейнера-цистерны для хранения и транспортирования жидкости и может быть использован на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте. (Патент РФ №2115606 от 18.08.1997 г.), содержащий цилиндрический котел с днищами, выполненный из металла или композиционного материала, оснащен пространственным силовым каркасом, который образован прямоугольными торцовыми рамами и треугольными опорами, расположенными снизу, с обоих боков и, при необходимости, сверху цилиндрического котла. Торцовые рамы и треугольные опоры имеют в качестве оснований соответствующие элементы торцовых рам, а в качестве сторон - диагональные опорные балки, закрепленные на котле через металлические цилиндрические панели, для которых на котле из композиционного материала предусмотрены металлические, охватывающие котел, кольца.In the art it is known to design a tank container for storing and transporting liquid and can be used in rail, road and water transport. (RF patent No. 215606 of 08/18/1997), containing a cylindrical boiler with bottoms made of metal or composite material, is equipped with a spatial power frame, which is formed by rectangular end frames and triangular supports located below, from both sides and, if necessary , on top of a cylindrical boiler. End frames and triangular supports have corresponding end frame elements as bases, and diagonal support beams mounted on the boiler through metal cylindrical panels, for which metal rings covering the boiler and metal are provided on the boiler made of composite material.

Также известна конструкция контейнера-цистерны для хранения и транспортирования жидкостей. (Патент РФ №2096295 от 20.11.1997 г.), включающего в себя раму с грузозахватными узлами, установленную на раме емкость, состоящую из цилиндрической части и днищ. На цилиндрической части емкости размещены опорные кольца с составными бандажными кольцами, части каждого из которых соединены между собой посредством болтов, и седловые вставки, жестко скрепленные с бандажными кольцами и угловыми частями рамы. В стенке цилиндрической части емкости со стороны каждого днища выполнен кольцевой паз для крепления в нем опорного кольца. Каждое опорное кольцо имеет выполненный по наружной его поверхности паз с коническими поверхностями, а в каждом бандажном кольце по его внутренней поверхности выполнен кольцевой выступ с цилиндрическим центральным и коническими боковыми участками. Бандажные кольца установлены в кольцевом пазу опорного кольца. Котел контейнера цистерны и опорные кольца выполнены из одного и того же композиционного материала и полимерного связующего.Also known is the design of a tank container for storing and transporting liquids. (RF Patent No. 2096295 of November 20, 1997), which includes a frame with load-gripping units, a tank mounted on the frame, consisting of a cylindrical part and bottoms. On the cylindrical part of the tank are placed supporting rings with integral retaining rings, parts of each of which are interconnected by means of bolts, and saddle inserts, rigidly fastened to the retaining rings and corner parts of the frame. An annular groove is made in the wall of the cylindrical part of the tank from the side of each bottom for mounting the support ring therein. Each support ring has a groove made on its outer surface with conical surfaces, and in each retaining ring, an annular protrusion with cylindrical central and conical side sections is made on its inner surface. The retaining rings are installed in the annular groove of the support ring. The tank container boiler and support rings are made of the same composite material and polymer binder.

Недостатком данного технического решения является наличие кольцевого паза выполненного на концах обечайки, в котором размещаются элементы крепления котла контейнера-цистерны к его торцевым рамам. Обечайка в зоне кольцевых пазов имеет существенное уменьшение поперечного ее сечения. Поскольку котел контейнера-цистерны выполнен несущим и на зону кольцевых пазов приходятся существенные нагрузки, передаваемые от рамы контейнера-цистерны, при ее эксплуатации в зоне кольцевых пазов будут появляться высокие напряжения, близкие к критическим, которые могут привести к разрушению котла.The disadvantage of this technical solution is the presence of an annular groove made at the ends of the shell, which houses the fastening elements of the boiler of the tank container to its end frames. The shell in the zone of annular grooves has a significant decrease in its cross section. Since the boiler of the tank container is load-bearing and significant loads are transferred to the zone of the annular grooves transferred from the frame of the container tank, during its operation high stresses close to critical will appear in the zone of the ring grooves, which can lead to destruction of the boiler.

Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является контейнер-цистерна (Патент РФ №148712 от 30.07.2014 г.) включающий в себя цистерну, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки, торцевых днищ, опорной соединительной юбки, кольцевых шпангоутов и представляет собой единую цельную конструкцию выполненную из композитного материала путем феламентной намотки ровинга, а также металлического силового каркаса состоящего из торцевых рам, продольных и поперечных балок соединенных между собой образуя замкнутый контур.The closest technical solution of the same purpose to the claimed utility model in terms of features is a container tank (RF Patent No. 148712 of July 30, 2014), which includes a tank whose body consists of a cylindrical shell, end faces, supporting connecting skirt, ring of frames and represents a single integral structure made of composite material by filament winding of roving, as well as a metal power frame consisting of end frames, longitudinal and transverse beams connecting ennyh together forming a closed loop.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.This design is selected as a prototype for the claimed utility model.

Недостатком технического решения описанного в прототипе, является сложность технологического процесса сборки изделия - стыковки соединительного кольца котла с замкнутым опорным кольцом торцевой рамы. На практике осуществить сборку изделия при данном конструктивном исполнении достаточно сложно, так как потребуется механическая обработка поверхности соединительного кольца для обеспечения соосности при стыковке соединительного кольца котла и опорного кольца торцевой рамы, что приведет к увеличению трудоемкости при производстве изделия.The disadvantage of the technical solution described in the prototype is the complexity of the technological process of assembly of the product - docking of the connecting ring of the boiler with a closed support ring of the end frame. In practice, assembling the product with this design is quite difficult, since it will require mechanical treatment of the surface of the connecting ring to ensure alignment when docking the connecting ring of the boiler and the support ring of the end frame, which will increase the complexity in the manufacture of the product.

Технической задачей разработки, на решение которой направлена полезная модель, является разработка конструкции контейнера - цистерны с такой схемой крепления цистерны из композитного материала к торцевым рамам силового рамного каркаса, которая могла бы обеспечить равномерную передачу нагрузок с цистерны на торцевые рамы без возникновения опасных концентраций напряжений, обеспечивала бы необходимую прочность и жесткость конструкции при эксплуатации, и была бы более технологичной по сравнению с конструкцией - прототипом, то есть позволила бы снизить издержки производства контейнеров за счет более простой технологии процесса сборки изделия, создание безопасного, комфортного проведения сварочных работ с учетом того, что соединению подлежат материалы, имеющие различные физические свойства.The technical task of the development, which the utility model is aimed at, is to develop the design of the container-tank with such a scheme for mounting the tank of composite material to the end frames of the power frame frame, which could ensure uniform transfer of loads from the tank to the end frames without the occurrence of dangerous stress concentrations, would provide the necessary strength and rigidity of the structure during operation, and would be more technologically advanced in comparison with the design - the prototype, that is, it would reduce the production costs of containers due to the simpler technology of the product assembly process, the creation of safe, comfortable welding operations, taking into account the fact that materials with different physical properties are to be connected.

В связи с жесткими требованиями к проектированию конструкции данного изделия предъявляемые стандартом ИСО 1161 и ГОСТ Р 51891 Регистром Судоходства, точности установки и закрепления цистерн в силовом каркасе уделяется особое внимание.Due to the stringent requirements for the design design of this product, the requirements of the ISO 1161 standard and GOST R 51891 by the Register of Shipping, special attention is paid to the installation and fastening of tanks in the power cage.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается за счет соединения корпуса цистерны с силовым пространственным каркасом.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by connecting the tank body with a power spatial frame.

Для решения указанной задачи в контейнер-цистерне включающий в себя цистерну, корпус которой состоит из цилиндрической обечайки, торцевых днищ, опорной соединительной юбки, кольцевых шпангоутов и представляет собой единую цельную конструкцию выполненную из композитного материала путем феламентной намотки ровинга, а также металлического силового каркаса состоящего из торцевых рам, продольных и поперечных балок соединенных между собой образуя замкнутый контур. Корпус цистерны соединен с торцевой рамой посредством сопряжения между собой наружной поверхности его опорной соединительной «юбки» и внутренней поверхности двух полуколец одно из которых приварено в нижней части торцевой рамы, а второе к соединительной панели закрепленной в верхней части торцевой рамы, при этом соединительная панель выполнена из двух листов, на каждом из которых установлены элементы жесткости в направлении от фитинга к центру, а в местах контакта композиционного материала с металлом имеется прокладка.To solve this problem, the tank container includes a tank whose body consists of a cylindrical shell, end bottoms, supporting connecting skirt, ring frames and is a single integral structure made of composite material by filament winding of a roving, as well as a metal power frame consisting from end frames, longitudinal and transverse beams interconnected forming a closed loop. The tank body is connected to the end frame by interfacing the outer surface of its supporting connecting “skirt” and the inner surface of two half rings, one of which is welded to the lower part of the end frame, and the second to the connecting panel fixed in the upper part of the end frame, while the connecting panel is made of two sheets, on each of which stiffeners are installed in the direction from the fitting to the center, and at the points of contact of the composite material with the metal there is a gasket.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения от наиболее близкого к нему, является наличие соединительной панели закрепленной в верхней части торцевой рамы, выполненной из двух листов, на каждом из которых установлены элементы жесткости в направлении от фитинга к центру, а соединение с цистерной выполнено с помощью двух полуколец, одно из которых приварено к нижней части торцевой рамы, а второе к соединительной панели, кроме того в местах контакта композиционного материала с металлом имеется прокладка из кремнеземного материала.Distinctive features of the proposed technical solution from the one closest to it is the presence of a connecting panel fixed in the upper part of the end frame, made of two sheets, on each of which stiffeners are installed in the direction from the fitting to the center, and the connection to the tank is made using two half rings , one of which is welded to the bottom of the end frame, and the second to the connecting panel, in addition, at the points of contact of the composite material with the metal there is a gasket of silica material.

Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели обусловили создание новой конструкции соединения цистерны из композитного материала с металлическим силовым каркасом, что позволило упростить технологию процесса сборки изделия, комфортное проведение сварочных работ и возможность применения более простой технологической оснастки для выполнения жестких требований габаритных размеров, установленных нормативной документацией для проектирования изделий данного вида, тем самым снизить трудозатраты.The combination of essential features of the claimed utility model led to the creation of a new design for connecting the tank made of composite material with a metal power frame, which allowed us to simplify the process of assembly of the product, comfortable welding and the possibility of using simpler technological equipment to meet the stringent overall dimensions established by the regulatory documents for designing products of this type, thereby reducing labor costs.

Благодаря наличию совокупности этих признаков при осуществлении сборки изделия обеспечивается наиболее высокая технологичность монтажа конструкции с возможностью выполнения жестких требований габаритных размеров, которые предусмотрены ИС01161 и ГОСТ Р 51891 и Регистра Судоходства, а также создание безопасного, комфортного проведения сварочных работ т.к. температурный режим сварки не позволяет вести сварочные работы в непосредственной близости к композиционному материалу.Due to the presence of a combination of these characteristics during assembly of the product, the highest technological effectiveness of the installation of the structure is ensured with the ability to meet the strict requirements of the overall dimensions, which are provided for by IS01161 and GOST R 51891 and the Register of Shipping, as well as the creation of a safe, comfortable welding operation since the temperature mode of welding does not allow welding to be carried out in close proximity to the composite material.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил совокупность признаков отличающих заявленное техническое решение. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «новизна».The analysis of the prior art by the applicant, including the search by patents and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, allowed to establish that the applicant did not find a combination of features distinguishing the claimed technical solution. Therefore, the claimed utility model meets the condition of "novelty."

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, which depict:

фиг. 1 -контейнер-цистерна, общий вид;FIG. 1 -container tank, general view;

фиг. 2 - торцевая рама с приваренным полукольцом;FIG. 2 - end frame with welded half ring;

фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 2;FIG. 3 is a section BB of FIG. 2;

фиг. 4 - контейнер-цистерна, разрез А-А;FIG. 4 - tank container, section AA;

фиг. 5 - соединительная панель;FIG. 5 - connecting panel;

фиг. 6 - соединительная панель, элемент жесткости;FIG. 6 - connecting panel, stiffener;

Контейнер - цистерна (фиг. 1) состоит из цистерны корпус 1 которой состоит из цилиндрической обечайки 2, торцевых днищ 3, опорной соединительной «юбки» 4, кольцевых шпангоутов 5 и выполненную из композитного материала путем феламентной намотки ровинга, а также металлического силового каркаса 6, состоящего из торцевых рам 7, продольных 8 и поперечных балок 9 соединенных между собой образуя замкнутый контур. Корпус 1 цистерны соединен с торцевыми рамами 7 посредством двух полуколец 8, которые охватывают своей внутренней поверхностью наружную поверхность опорной соединительной «юбки». Одно полукольцо приварено в нижней части торцевой рамы 7 (фиг. 2, 3), на которое устанавливается корпус цистерны. Второе кольцо приваривается к соединительной панели 10 (фиг. 4, 5), а затем устанавливается на наружную поверхность опорной соединительной юбки, после чего приваривается к верхней части торцевой рамы по периметру соединительной панели (фиг. 5). Такое конструктивное исполнение позволяет упростить технологию сборки изделия, выполнить сварочные работы не допуская повышения температуры в местах соединения корпуса цистерны и полукольца и возможность обеспечить выполнение жестких допусков предусмотренных нормативной документацией, что в свою очередь обеспечивает надежность конструкции при ее эксплуатации. Соединительная панель (фиг. 5) выполнена из двух листов, на каждом из которых установлены элементы жесткости 11 (фиг. 6) в направлении от фитинга к центру. В местах контакта композиционного материала с металлом имеется прокладка 12 (фиг. 7) из кремнеземного материала, что обеспечивает минимальный зазор между контактирующими поверхностями и смягчить контакт поверхностей трения разнородных материалов, а также в случае пожара ограничить передачу тепла от металла к котлу из композита.The tank container (Fig. 1) consists of a tank body 1 of which consists of a cylindrical shell 2, end faces 3, a supporting connecting “skirt” 4, ring frames 5 and made of composite material by means of filament winding of a roving, as well as a metal power frame 6 , consisting of end frames 7, longitudinal 8 and transverse beams 9 connected to each other forming a closed loop. The casing 1 of the tank is connected to the end frames 7 by means of two half rings 8, which cover the outer surface of the supporting connecting “skirt” with their inner surface. One half-ring is welded in the lower part of the end frame 7 (Fig. 2, 3), on which the tank body is mounted. The second ring is welded to the connecting panel 10 (Fig. 4, 5), and then mounted on the outer surface of the supporting connecting skirt, and then welded to the upper part of the end frame around the perimeter of the connecting panel (Fig. 5). This design makes it possible to simplify the assembly technology of the product, perform welding work without allowing the temperature to increase at the junction of the tank body and the half ring, and the ability to ensure compliance with the tight tolerances provided by the regulatory documentation, which in turn ensures the reliability of the structure during its operation. The connecting panel (Fig. 5) is made of two sheets, on each of which stiffeners 11 are installed (Fig. 6) in the direction from the fitting to the center. At the points of contact of the composite material with the metal, there is a gasket 12 (Fig. 7) made of silica material, which ensures a minimum gap between the contacting surfaces and soften the contact of the friction surfaces of dissimilar materials, as well as in case of fire, limit the transfer of heat from metal to the boiler from the composite.

В настоящее время на заявленную конструкцию разработана техническая документация и изготовлен опытный образец для проведения всесторонних испытаний.Currently, the claimed design has developed technical documentation and made a prototype for conducting comprehensive tests.

Claims

1. The tank container, which includes a tank, the casing of which consists of a cylindrical shell, end faces, supporting connecting skirt, ring frames and is a single integral structure made of composite material by filament winding of a roving, as well as a metal power frame, consisting of of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected, forming a closed loop, characterized in that the tank body is connected to the end frame by interfacing with outer surface of its supporting connective skirt and the inner surfaces of the two half-rings, one of which is welded to the lower portion of the end frame, and the second to the connection panel, fixed in the upper part of the end frame.

2. The tank container according to claim 1, characterized in that the connecting panel is made of two sheets, on each of which stiffeners are installed in the direction from the fitting to the center.

3. The tank container according to claim 1, characterized in that at the contact points of the composite material with the metal there is a gasket.