RU179806U1

RU179806U1 - CONTAINER-TANK FOR STORAGE AND TRANSPORT OF LIQUIDS

Info

Publication number: RU179806U1
Application number: RU2018102987U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Лысов; Михаил Владимирович Медведев; Евгений Николаевич Богданов; Константин Петрович Кольцов; Иван Валерьевич Сергеичев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КВАНТ"
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Полезная модель относится к емкостям для хранения и перевозки жидких сред, в том числе агрессивных, на автомобильном, железнодорожном, речном и морском транспорте. Контейнер-цистерна для хранения и транспортировки жидкостей включает корпус из композитного материала в виде единой цельной конструкции, закрепленный с помощью полуколец, жестко связанных с опорными кольцами, в силовом каркасе, состоящем из торцевых рам, продольных и поперечных балок, соединенных между собой в замкнутый контур. Согласно полезной модели единая цельная конструкция включает монолитно выполненные обечайку, днища, арматурный отсек, опорные кольца, кольцевые шпангоуты и упоры, расположенные в зонах кольцевых шпангоутов для опоры корпуса цистерны на промежуточные продольные балки силового каркаса. Для увеличения жесткости силового каркаса между вертикальными стойками торцевых рам и нижними продольными балками силового каркаса, а также между нижними балками торцевых рам и нижними продольными балками силового каркаса попарно жестко закреплены металлические косынки, выполненные из листового металла. Между нижними полукольцами и промежуточными продольными балками установлены листовые металлические закладные элементы. На внутренней поверхности опорного кольца закреплена предохранительная лента.Техническим результатом является повышение прочности конструкции и технологичности ее изготовления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to containers for storage and transportation of liquid media, including aggressive ones, in automobile, railway, river and sea transport. The tank container for storing and transporting liquids includes a housing made of composite material in the form of a single integral structure, fixed with half rings rigidly connected to the support rings, in a power frame consisting of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected in a closed loop . According to a utility model, a single integral structure includes a shell, bottoms, reinforcement compartment, support rings, ring frames and stops located in the zones of the ring frames for supporting the tank body on the intermediate longitudinal beams of the frame. To increase the rigidity of the power frame between the vertical struts of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, as well as between the lower beams of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, metal scarves made of sheet metal are rigidly fixed in pairs. Between the lower half rings and intermediate longitudinal beams installed sheet metal embedded elements. A safety tape is fixed on the inner surface of the support ring. The technical result is to increase the strength of the structure and the manufacturability of its manufacture. 4 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к емкостям для хранения и перевозки жидких сред, в том числе агрессивных, на автомобильном, железнодорожном, речном и морском транспорте.The utility model relates to containers for storage and transportation of liquid media, including aggressive ones, in automobile, railway, river and sea transport.

Известен контейнер-цистерна (GB 2083445, кл. B65D 88/12, 1980), содержащий цилиндрическую емкость, соединенную с рамой посредством седловидных вставок, при этом последние соединены с емкостью с помощью бандажных колец, опертых на приваренные к емкости опорные кольца. Бандажные кольца выполнены из двух секций, скрепленных друг с другом стяжными винтами. Для фиксации положения бандажных колец и с целью предотвращения их смещения в осевом направлении использованы накладные элементы, размещенные по обеим сторонам бандажных колец и приваренные к емкостиA container tank is known (GB 2083445, class B65D 88/12, 1980), comprising a cylindrical container connected to the frame by saddle inserts, the latter being connected to the container using retaining rings supported on support rings welded to the container. The retaining rings are made of two sections, fastened together by clamping screws. To fix the position of the retaining rings and to prevent their displacement in the axial direction, overhead elements are used placed on both sides of the retaining rings and welded to the container

Однако узлы креплений рамы к емкости в известной конструкции контейнера-цистерны обладают большими габаритами из-за использования на поверхности емкости большого числа деталей для перехода от рамы к емкости, поэтому снижение общего габарита цистерны осуществляется за счет уменьшения габаритов цилиндрической емкости, что влияет на снижение ее полезного объема. А это ограничивает эксплуатационные возможности всей конструкции.However, the attachment points of the frame to the tank in the known design of the tank container have large dimensions due to the use of a large number of parts on the surface of the tank to move from the frame to the tank, therefore, the overall size of the tank is reduced by reducing the dimensions of the cylindrical tank, which affects its reduction useful volume. And this limits the operational capabilities of the entire structure.

Известен контейнер-цистерна (RU 148712, кл. B65D 88/12, 2014), включающий котел из композиционного материала и состоящий из цилиндрической обечайки с кольцевыми шпангоутами и торцевыми днищами. К внешней поверхности днищ примыкают опорные соединительные кольца котла из композитного материала, включающие соединенные между собой с помощью боковых нижних и верхних продольных брусьев двух торцовых рам с замыкающими опорными кольцами, образованные верхними и нижними поперечными поясами, вертикальными стойками. По углам стоек закреплены грузозахватные угловые фитинговые упоры, а также верхние и нижние диагональные распорки, соединяющие вертикальные стойки с поперечными поясами. Цилиндрическая обечайка котла, торцевые днища, опорные соединительные кольца котла, а также кольцевые шпангоуты обечайки представляют собой единую цельную конструкцию, которая в целом получена путем филаментной и кольцевой намотки ровинга. Котел соединен с торцевыми рамами посредством сопрягающихся между собой его соединительного опорного кольца и замыкающего опорного кольца торцевой рамы и опирается в зонах кольцевых шпангоутов на промежуточные боковые продольные брусья, дополнительно связывающие между собой торцевые рамы и подкрепленные в зонах опирания котла, вертикальными и наклонными поясами.A well-known container tank (RU 148712, class B65D 88/12, 2014), comprising a boiler made of composite material and consisting of a cylindrical shell with ring frames and end bottoms. The supporting connecting rings of the boiler made of composite material are adjacent to the outer surface of the bottoms, including the two end frames connected to each other by lateral lower and upper longitudinal bars with locking supporting rings, formed by upper and lower transverse belts, vertical struts. At the corners of the racks, load-gripping corner fitting stops are fixed, as well as upper and lower diagonal struts connecting the vertical racks to the transverse belts. The cylindrical shell of the boiler, end bottoms, supporting connecting rings of the boiler, as well as ring frames of the shell represent a single integral design, which is generally obtained by filament and ring winding of the roving. The boiler is connected to the end frames by means of its connecting support ring and the closing support ring of the end frame that are interconnected and rests in the zones of the ring frames on the intermediate side longitudinal bars, additionally connecting the end frames and reinforced in the support areas of the boiler, by vertical and inclined belts.

К недостаткам данной конструкции можно отнести следующее: наличие вертикальных и наклонных поясов, соединяющих промежуточные и нижние продольные брусья, также соединенные друг с другом, создают избыточное количество пересекающихся сварных швов, что снижает надежность конструкции, усложняет технологичность ее изготовления; наличие сплошного опорного кольца торцевой рамы также снижает технологичность при изготовлении контейнера-цистерны.The disadvantages of this design include the following: the presence of vertical and inclined belts connecting the intermediate and lower longitudinal bars, also connected to each other, create an excessive number of intersecting welds, which reduces the reliability of the structure, complicates the manufacturability of its manufacture; the presence of a continuous support ring of the end frame also reduces manufacturability in the manufacture of the tank container.

Прототипом заявленной полезной модели является контейнер-цистерна (RU 160546, кл. B65D 88/12, 2016), включающий 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. Корпус цистерны закреплен в металлическом силовом каркасе, состоящем 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. Соединительная панель выполнена из двух листов, на каждом из которых установлены элементы жесткости в направлении от фитинга к центру. В местах контакта композиционного материала с металлом имеется прокладкаThe prototype of the claimed utility model is a tank container (RU 160546, class B65D 88/12, 2016), including a tank whose body consists of a cylindrical shell, end faces, supporting connecting skirt, ring frames and represents a single integral structure made of composite material by filament winding roving. The tank body is fixed in a metal power frame, consisting of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected, forming a closed loop. The casing of the tank 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 to the upper part of the end frame. The connection panel is made of two sheets, on each of which stiffeners are installed in the direction from the fitting to the center. There is a gasket at the points of contact of the composite material with the metal

Проблемой известного технического решения является недостаточность жесткости и прочности элементов крепления корпуса цистерны к силовому каркасу.The problem of the known technical solution is the lack of rigidity and strength of the fastening elements of the tank body to the power frame.

Решением проблемы полезной модели является разработка новой и простой при изготовлении конструкции контейнера-цистерны с повышенной прочностью и жесткостью силового каркаса.The solution to the problem of the utility model is the development of a new and simple in the manufacture of the design of the tank container with increased strength and rigidity of the power frame.

Техническим результатом является повышение прочности конструкции и технологичности ее изготовления.The technical result is to increase the structural strength and manufacturability of its manufacture.

Указанная техническая проблема решается за счет того, что контейнер-цистерна для хранения и транспортировки жидкостей включает корпус из композитного материала в виде единой цельной конструкции, закрепленный с помощью полуколец, жестко связанных с опорными кольцами, в силовом каркасе, состоящем из торцевых рам, продольных и поперечных балок, соединенных между собой в замкнутый контур. Согласно полезной модели единая цельная конструкция включает монолитно выполненные обечайку, днища, арматурный отсек, опорные кольца, кольцевые шпангоуты и упоры, расположенные в зонах кольцевых шпангоутов для опоры корпуса цистерны на промежуточные продольные балки силового каркаса. Для увеличения жесткости силового каркаса между вертикальными стойками торцевых рам и нижними продольными балками силового каркаса, а также между нижними балками торцевых рам и нижними продольными балками силового каркаса попарно жестко закреплены металлические косынки, выполненные из листового металла. Между нижними полукольцами и промежуточными продольными балками установлены листовые металлические закладные элементы. На внутренней поверхности опорного кольца закреплена предохранительная лента.The indicated technical problem is solved due to the fact that the container tank for storing and transporting liquids includes a composite body in the form of a single integral structure, fixed with half rings rigidly connected to the support rings, in a power frame consisting of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected in a closed loop. According to a utility model, a single integral structure includes a shell, bottoms, reinforcement compartment, support rings, ring frames and stops located in the zones of the ring frames for supporting the tank body on the intermediate longitudinal beams of the frame. To increase the rigidity of the power frame between the vertical struts of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, as well as between the lower beams of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, metal scarves made of sheet metal are rigidly fixed in pairs. Between the lower half rings and intermediate longitudinal beams installed sheet metal embedded elements. A safety tape is attached to the inner surface of the support ring.

Обечайка и опорные кольца выполнены совместно методом спирально-кольцевой намотки ровинга.The shell and support rings are made jointly by the spiral ring winding method of roving.

Металлические косынки жестко присоединены к элементам силового каркаса с помощью сварки и снабжены ребрами жесткости.Metal scarves are rigidly attached to the elements of the power frame by welding and equipped with stiffeners.

Закладные элементы для удобства их жесткого присоединения к цистерне и силовому каркасу загнуты в сторону полукольца.Mortgage elements for the convenience of their rigid connection to the tank and the power frame are bent towards the half-ring.

Предохранительная лента выполнена из металлической полосы, согнутой по размеру внутренней окружности опорного кольца для плотного ее сопряжения с обечайкой.The safety tape is made of a metal strip bent to the size of the inner circumference of the support ring for its tight fit with the shell.

Выполнение корпуса из композитного материала в виде единой цельной конструкции, включающей обечайку, днища, стенки арматурных отсеков, опорные кольца, кольцевые шпангоуты и упоры увеличивает прочность и надежность конструкции и упрощает ее изготовление, что влияет на технологичность производства за счет того, что по сравнению с прототипом предлагаемая конструкция имеет меньшее число отдельно изготовленных деталей.The implementation of the housing made of composite material in the form of a single integral structure, including a shell, bottoms, walls of reinforcing compartments, support rings, ring frames and stops increases the strength and reliability of the structure and simplifies its manufacture, which affects the manufacturability due to the fact that, compared with the prototype of the proposed design has a smaller number of separately manufactured parts.

Выполнение обечайки и опорных колец совместно методом спирально-кольцевой намотки ровинга, повышает прочность корпуса и значительно упрощает технологию, поскольку отсутствует переналадка намоточного оборудования между операциями намотки на обечайку и на опорные кольца.The execution of the shell and the support rings together by the spiral ring winding of the roving increases the strength of the body and greatly simplifies the technology, since there is no readjustment of the winding equipment between the winding operations on the shell and on the support rings.

Наличие металлических косынок жестко прикрепленных методом сварки к продольным балкам силового каркаса и элементам торцевых рам повышает прочность и жесткость силового каркаса, а, следовательно, надежность закрепления в нем цистерны. В свою очередь использование косынок попарно приваренных позволяет снизить нежелательную концентрацию напряжений на элементы конструкции.The presence of metal scarves rigidly attached by welding to the longitudinal beams of the power frame and the elements of the end frames increases the strength and rigidity of the power frame, and, therefore, the reliability of the fastening of the tank in it. In turn, the use of scarves welded in pairs allows you to reduce the undesirable stress concentration on structural elements.

Наличие закладных элементов, которые лежат плашмя и упираются в ложе полукольца, усиливают место сопряжения, повышая жесткость всей конструкции. При этом загнутые в сторону полукольца закладные элементы, облегчают и упрощают процесс сварки.The presence of embedded elements, which lie flat and abut in the bed of a half-ring, reinforce the interface, increasing the rigidity of the entire structure. At the same time, embedded elements bent toward the half-ring facilitate and simplify the welding process.

Наличие предохранительной ленты, расположенной с внутренней стороны опорного кольца, увеличивает общую жесткость опорных поверхностей и предотвращает сопрягаемые поверхности элементов конструкции от повреждений.The presence of a safety tape located on the inside of the support ring increases the overall rigidity of the support surfaces and prevents mating surfaces of structural elements from damage.

Полезная модель поясняется чертежом, где изображен общий вид контейнера-цистерны.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the tank container.

Контейнер-цистерна для хранения и транспортировки жидкостей включает корпус 1 из композитного материала в виде единой цельной конструкции, состоящей из обечайки 2, днищ 3, арматурных отсеков 4, опорных колец 5, кольцевых шпангоутов 6 и упоров 7, расположенных в зонах кольцевых шпангоутов 6 для опоры корпуса 1 цистерны на промежуточные продольные балки 8. Корпус 1 цистерны закреплен с помощью верхних полуколец 9 и нижних полуколец 10, жестко связанных с опорными кольцами 5 болтовым соединением (на фиг. не показано). Для более жесткого, прочного соединения и исключения повреждения сопрягаемых поверхностей предохранительную ленту 11 в виде металлической полосы располагают таким образом, что опорное кольцо 5 находится между лентой 11 полукольцами 9 и 10. Лента 11 может быть выполнена составной из отдельных элементов или сплошной. Силовой каркас выполнен стальным и состоит из торцевых рам 12, верхних продольных балок 13, нижних продольных балок 14, промежуточных продольных балок 8 и поперечных балок 15, образуя замкнутый контур. Каждая из торцевых рам 12 включает вертикальные стойки 16, нижние балки 17 и верхние балки 18, которые соединены между собой фитингами 19. Для усиления жесткости силового каркаса между вертикальными стойками 16 торцевых рам 12 и нижними продольными балками 14 силового каркаса, а также между нижними балками 17 торцевых рам 12 и нижними продольными балками 14 силового каркаса попарно жестко закреплены металлические косынки 20, выполненные из листового металла. Металлические косынки также могут быть выполнены и с ребрами жесткости (на фиг. не показано).The tank container for storing and transporting liquids includes a housing 1 made of composite material in the form of a single integral structure consisting of a shell 2, bottoms 3, reinforcing compartments 4, support rings 5, ring frames 6 and stops 7 located in the zones of the ring frames 6 for supports of the tank body 1 on the intermediate longitudinal beams 8. The tank body 1 is fixed with the upper half rings 9 and the lower half rings 10, rigidly connected to the support rings 5 by a bolt connection (not shown in Fig.). For a more rigid, durable connection and avoid damage to the mating surfaces, the safety tape 11 in the form of a metal strip is positioned in such a way that the support ring 5 is located between the tape 11, the half rings 9 and 10. The tape 11 can be made of separate elements or solid. The power frame is made of steel and consists of end frames 12, upper longitudinal beams 13, lower longitudinal beams 14, intermediate longitudinal beams 8 and transverse beams 15, forming a closed loop. Each of the end frames 12 includes vertical posts 16, lower beams 17 and upper beams 18, which are interconnected by fittings 19. To strengthen the stiffness of the power frame between the vertical posts 16 of the end frames 12 and the lower longitudinal beams 14 of the power frame, as well as between the lower beams 17 end frames 12 and lower longitudinal beams 14 of the power frame are pairwise rigidly fixed metal scarves 20 made of sheet metal. Metal scarves can also be made with stiffeners (not shown in Fig.).

Между нижними полукольцами 10 и промежуточными продольными балками 8 установлены листовые металлические закладные элементы 21, упирающиеся в полукольцо 10. Плоский закладной элемент 21 для увеличения жесткости и удобства проведения операции сварки может быть выполнен с загибом (на фиг. не показано) в сторону полукольца 10 для облегчения его сварки к полукольцу 10.Between the lower half rings 10 and the intermediate longitudinal beams 8, sheet metal embedded elements 21 are mounted, abutting against the half ring 10. A flat embedded element 21 to increase the rigidity and convenience of the welding operation can be made with a bend (not shown in Fig.) In the direction of the half ring 10 for facilitate its welding to the half ring 10.

Контейнер-цистерну в целом изготовляют следующим образом.The tank container as a whole is made as follows.

Методом контактного формования и/или напыления изготавливаются днища 3, имеющие внутренний химически стойкий слой, и отдельно химически стойкий слой в виде полой обечайки 2. На днища 3 приформовывается оснастка под намотку опорных колец 5. Методом контактного формования днища 3 присоединяются к химически стойкому слою, образуя, так называемый, лейнер. На получившийся лейнер производят спирально-кольцевую намотку ровинга. Таким образом, обечайка 2 и опорные кольца 5 выполнены совместно, что обеспечивает высокую прочность и технологичность изготовления корпуса 1. Затем происходит намотка шпангоутов 6, приформовка арматурных отсеков 4 и упоров 7. В предварительно сваренную полностью или частично нижнюю часть силового каркаса помещают корпус 1, предварительно расположив между полукольцами 10 и промежуточными продольными балками 8 закладной элемент 21 и приваривают его и к балке 8 и к полукольцу 10. Верхние детали каркаса могут быть полностью или частично сварены заранее. При этом до начала сварки соединяют крепежными элементами (на фиг. не показано) опорное кольцо 5 с предохранительной лентой 11, расположенной с внутренней стороны кольца 5 и с верхним 9 и нижним 10 полукольцами, расположенными с внешней стороны кольца 5. Приваривают металлические косынки 20 попарно к вертикальным стойкам 16 и продольным балкам 14 и к продольным балкам 14 и нижней балке 17.By means of contact molding and / or spraying, bottoms 3 are manufactured having an internal chemically resistant layer and a separately chemically resistant layer in the form of a hollow shell 2. On the bottoms 3, snap-in equipment is used for winding support rings 5. By the method of contact molding, bottoms 3 are attached to a chemically resistant layer, forming the so-called liner. A spiral ring winding of the roving is produced on the resulting liner. Thus, the shell 2 and the support rings 5 are made together, which ensures high strength and manufacturability of the housing 1. Then, the frames 6 are wound up, the reinforcing compartments 4 and the stops are formed 7. The housing 1 is placed in the fully or partially pre-welded lower part of the power frame, having previously placed between the half rings 10 and the intermediate longitudinal beams 8 the embedded element 21 and welded it to both the beam 8 and the half ring 10. The upper parts of the frame can be fully or partially welded with previously. In this case, before the start of welding, fasteners (not shown in Fig.) Are connected by a support ring 5 with a safety tape 11 located on the inner side of the ring 5 and with the upper 9 and lower 10 half rings located on the outside of the ring 5. Welded metal scarves 20 in pairs to the vertical posts 16 and the longitudinal beams 14 and to the longitudinal beams 14 and the lower beam 17.

Конструкция контейнера-цистерны обладает высокой жесткостью и прочностью, что обеспечивает надежную транспортировку агрессивных жидкостей, а также возможность надежной перегрузки контейнера-цистерны с одного вида транспорта на другой. Простота и технологичность изготовление контейнера-цистерны позволяет производить организацию производства на существующем оборудовании и по известным технологиям.The design of the tank container has high rigidity and strength, which ensures reliable transportation of aggressive liquids, as well as the possibility of reliable transshipment of the tank container from one type of transport to another. The simplicity and manufacturability of the manufacture of the tank container allows the organization of production on existing equipment and using well-known technologies.

В настоящее время разработана конструкторско-технологическая документация на предлагаемую конструкцию контейнера-цистерны, которая находится на согласовании в Российском Морском Регистре Судоходства. Ведется подготовка производства для изготовления опытного образца, который должен пройти все необходимые испытания.Currently, design and engineering documentation has been developed for the proposed design of the tank container, which is being approved by the Russian Maritime Register of Shipping. Production is being prepared for the manufacture of a prototype, which must pass all the necessary tests.

Claims

1. A tank container for storing and transporting liquids, comprising a housing made of composite material in the form of a single integral structure, fixed with half rings rigidly connected to the support rings in a power frame consisting of end frames, longitudinal and transverse beams interconnected in a closed loop, characterized in that a single integral design includes integral shell, bottoms, reinforcing compartment, support rings, ring frames and stops located in the zones of ring frames for supporting the tank casing on the intermediate longitudinal beams of the power frame, while to increase the rigidity of the power frame between the vertical struts of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, as well as between the lower beams of the end frames and the lower longitudinal beams of the power frame, metal scarves made of sheet metal, between the lower half rings and intermediate longitudinal beams installed sheet metal embedded elements, and on the inner surface and a support ring the safety tape is fixed.

2. The tank container according to claim 1, characterized in that the shell and support rings are made jointly by the spiral ring winding method of the roving.

3. The tank container according to claim 1, characterized in that the metal scarves are rigidly attached to the elements of the power frame by welding and equipped with stiffeners.

4. The container tank according to claim 1, characterized in that the embedded elements are bent towards the half-ring.

5. The tank container according to claim 1, characterized in that the protective tape is made of a metal strip bent around the inner circumference of the support ring for its tight coupling with the shell.