RU2460865C1 - Quakeproof reservoir - Google Patents
Quakeproof reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460865C1 RU2460865C1 RU2011104972/03A RU2011104972A RU2460865C1 RU 2460865 C1 RU2460865 C1 RU 2460865C1 RU 2011104972/03 A RU2011104972/03 A RU 2011104972/03A RU 2011104972 A RU2011104972 A RU 2011104972A RU 2460865 C1 RU2460865 C1 RU 2460865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- dampers
- tank according
- housing
- longitudinal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области строительства, касается резервуара с горизонтальным цилиндрическим корпусом, предназначенного для хранения жидкостей, в том числе питьевой воды, и может быть использовано при разработках резервуаров для сейсмически активных районов.The invention relates to the field of construction, relates to a tank with a horizontal cylindrical body, designed to store liquids, including drinking water, and can be used in the development of tanks for seismically active areas.
Уровень техникиState of the art
Известен резервуар для хранения жидкости, в том числе питьевой воды, выполненный из композиционных материалов, пригодный как для наземной установки, так и для установки «в грунт» с обваловкой (RU 2331739 С2, МПК Е03В 11/00, опубл. 20.08.2008, Бюл. №23).A well-known reservoir for storing liquids, including drinking water, made of composite materials, suitable for both ground installation and for installation "in the ground" with an embankment (RU 2331739 C2, IPC EV 03/11, publ. 08/08/2008, Bull. No. 23).
Известный резервуар не пригоден для использования в сейсмически активных районах ввиду неустойчивости его вертикальной конструкции и отсутствия в ней средств гашения колебаний корпуса при сейсмическом воздействии.The known reservoir is not suitable for use in seismically active areas due to the instability of its vertical structure and the lack of damping means of the hull during seismic action.
Известен сейсмостойкий резервуар, установленный на опоре, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею выпуклых днищ, люков и сливоналивных приспособлений; корпус оснащен системой гасителей его колебаний от воздействия на него содержимого при сейсмических нагрузках, включающей размещенные внутри него поперечные гасители, расположенные в его обечайке дискретно относительно друг друга и прикрепленные к обечайке по ее контуру (SU 1209807, МПК Е04Н 7/16, опубл. 07.02.86, Бюл. №5).Known earthquake-resistant tank mounted on a support containing a horizontal cylindrical body, consisting of a shell, integral with her convex bottoms, hatches and drainage devices; the casing is equipped with a system of dampers of its vibrations from exposure to the contents during seismic loads, including transverse dampers located inside it located discretely relative to each other in its casing and attached to the casing along its contour (SU 1209807, IPC E04N 7/16, published 07.02 .86, Bull. No. 5).
В известном резервуаре в качестве гасителей колебаний корпуса от ударной волны использованы поперечные перегородки, выполненные по форме поперечного сечения обечайки, скрепленные с нею по всему контуру, за исключением отверстий в верхней и нижней частях, предназначенных для пропуска воздуха и жидкости соответственно. Перегородки делят резервуар на отсеки.In the known reservoir, transverse partitions made in the form of a cross-section of the shell, fastened with it along the entire contour, with the exception of the holes in the upper and lower parts, designed to pass air and liquid, respectively, were used as shock absorbers of body vibrations from the shock wave. Partitions divide the tank into compartments.
При подземных толчках гашение ударной волны жидкости о корпус в известном резервуаре происходит в каждом отсеке отдельно; волна не успевает растратить свою силу в пределах одного отсека и в виде произвольно повторяющихся откатов и накатов работает на разрушение корпуса, в особенности, при встрече взаимоусиливающих друг друга отката в одном отсеке и наката в другом.During tremors, the shock wave of a liquid is quenched against a body in a known reservoir separately in each compartment; the wave does not have time to waste its strength within one compartment and, in the form of arbitrarily repeating rollbacks and rollbacks, works to destroy the hull, especially when meeting mutually reinforcing rollbacks in one compartment and rollback in another.
Известный резервуар выполнен из металла и подвержен коррозии, имеет многочисленные сварные соединения, являющиеся концентраторами напряжений, формирующими зоны разрушения при нагрузках сейсмического воздействия. Он не удобен в эксплуатации и при ремонте, так как доступ в его отсеки не предусмотрен.The known reservoir is made of metal and susceptible to corrosion, has numerous welded joints, which are stress concentrators that form fracture zones under seismic loading. It is not convenient in operation and during repair, since access to its compartments is not provided.
Известен металлический резервуар, установленный на опоре, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки и полусферических днищ, поперечных гасителей колебаний корпуса в виде гибких перфорированных поперечных перегородок, размещенных в обечайке и скрепленных с нею по всему ее контуру, люков и сливоналивных приспособлений (US 2724597, нац. кл. 280/5, опубл. 22.11.1955).Known metal tank mounted on a support containing a horizontal cylindrical body, consisting of a shell and hemispherical bottoms, transverse vibration dampers of the body in the form of flexible perforated transverse partitions placed in the shell and fastened with it around its entire contour, hatches and filling devices (US 2724597 , national class 280/5, publ. 11/22/1955).
Известный резервуар предназначен для транспортирования жидкости и рассчитан на противодействие продольному гидроудару при резком торможении или ускорении движения транспортного средства. Каждая гибкая поперечная перегородка его корпуса имеет толщину меньше, а диаметр больше соответствующих толщины и диаметра обечайки и скреплена с обечайкой с образованием выпуклости, направленной в сторону одного (для всех перегородок) днища, откуда, по предположению авторов, должен появиться гидроудар. Такая конструкция непригодна для восприятия сейсмического воздействия с его непредсказуемостью направления гидроудара. Как и в предыдущем источнике, перегородки делят этот резервуар на отсеки, что неизбежно приведет к вышеописанным последствиям при продольном гидроударе. Резервуар недоступен для ремонта без демонтажа.The known tank is designed for transporting liquid and is designed to counter longitudinal hydraulic shock during sudden braking or accelerating the movement of the vehicle. Each flexible transverse partition of its body has a thickness smaller and a diameter larger than the corresponding thickness and diameter of the shell and is bonded to the shell with the formation of a bulge directed towards one (for all partitions) bottom, from where, according to the authors, a water hammer should appear. This design is unsuitable for the perception of seismic impact with its unpredictability of the direction of water hammer. As in the previous source, partitions divide this reservoir into compartments, which will inevitably lead to the above consequences with longitudinal hydraulic shock. The tank is not accessible for repair without dismantling.
Известны другие конструкции металлических резервуаров с горизонтальными цилиндрическими корпусами, оснащенные гасителями колебаний корпуса, описанные в следующих источниках по классу МПК В65D 88/12: SU 629131, опубл. 25.10.78. Бюл. №39; SU 929500, опубл. 23.05.82. Бюл. №19; SU 981121, опубл. 15.12.82. Бюл. №46; SU 1211168, опубл. 15.02.86. Бюл. №6; SU 1413037, опубл. 30.07.88. Бюл. №28; SU 1451075, опубл. 15.01.89. Бюл. №2; SU 1599272, опубл. 15.10.90. Бюл. №38.There are other designs of metal tanks with horizontal cylindrical bodies, equipped with vibration dampers, described in the following sources in the class IPC B65D 88/12: SU 629131, publ. 10/25/78. Bull. No. 39; SU 929500, publ. 05/23/82. Bull. No. 19; SU 981121, publ. 12/15/82. Bull. No. 46; SU 1211168, publ. 02/15/86. Bull. No. 6; SU 1413037, publ. 07/30/88. Bull. No. 28; SU 1451075, publ. 01/15/89. Bull. No. 2; SU 1599272, publ. 10/15/90. Bull. No. 38.
Все перечисленные известные резервуары предназначены для транспортировки жидкостей. Они рассчитаны на гидроудары предсказуемой силы и направления и не пригодны для использования в сейсмически активных районах.All of these well-known tanks are designed to transport liquids. They are designed for water shocks of predictable strength and direction and are not suitable for use in seismically active areas.
Резервуар по авторскому свидетельству SU 1209807 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).The reservoir according to the copyright certificate SU 1209807 is the closest in technical essence to the claimed one and is selected as the closest analogue (prototype).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническая задача, которая ставилась при создании изобретения, заключалась в разработке сейсмостойкого резервуара для жидкости, в том числе для питьевой воды, легкого по весу, не подверженного коррозии, несложного в эксплуатации, выдерживающего сейсмическое воздействие силой до девяти баллов.The technical problem that was posed during the creation of the invention was to develop an earthquake-resistant reservoir for liquids, including drinking water, light in weight, not subject to corrosion, uncomplicated in operation, withstanding seismic effects of up to nine points.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении сейсмостойкости, эксплуатационной надежности и ремонтопригодности конструкции резервуара.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase the earthquake resistance, operational reliability and maintainability of the reservoir design.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата в сейсмостойком резервуаре, содержащем размещенный на опоре горизонтальный цилиндрический корпус, состоящий из обечайки, неразъемных с нею выпуклых днищ, системы гасителей колебаний корпуса от воздействия на него содержимого при сейсмических нагрузках, включающей размещенные внутри него поперечные гасители, расположенные в обечайке дискретно относительно друг друга и скрепленные с нею, люков и сливо-наливных приспособлений, согласно изобретению вышеуказанная система гасителей колебаний снабжена размещенными снаружи корпуса кольцевыми, основными и дополнительными, и продольными гасителями, при этом основные кольцевые и продольные гасители выполнены в виде элементов жесткости, расположены на обечайке и совмещены с нею, а дополнительные кольцевые гасители образованы опорой, снабженной фиксаторами положения корпуса на ней, размещенные внутри корпуса поперечные гасители выполнены в виде отбойных пластин, расположенных выше и/или ниже продольной оси обечайки, скрепленных с последней посредством фиксации их боковых сторон профилированными ребрами жесткости, корпус изнутри и/или снаружи снабжен сплошным капсулоподобным покрытием из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%, скрепленным с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью, при этом корпус выполнен из слоистого композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего. В частных случаях исполнения изобретения основные кольцевые гасители системы включают два боковых гасителя, каждый с односторонней, нисходящей к внутреннему диаметру ступенчатостью, размещенные их нисходящими ступенями навстречу друг другу на противоположных концах обечайки с примыканием к ее торцам, и один центральный гаситель, охватывающий обечайку посередине; в качестве упомянутых кольцевых гасителей использованы кольцевые шпангоуты, составляющие с обечайкой корпуса одно целое; продольные гасители системы включают, по меньшей мере, восемь гасителей, размещенных по верху и/или низу обечайки по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя; продольные гасители системы включают восемь гасителей, размещенных по верху обечайки по четыре с каждой стороны от центрального кольцевого гасителя, при этом два из каждых четырех размещены между боковым и центральным кольцевыми гасителями, а остальные - на боковом кольцевом гасителе; продольные гасители системы включают шестнадцать гасителей, размещенных по восемь по верху и низу обечайки; в качестве продольных гасителей системы использованы профилированные стрингеры, каждый из которых приформован к обечайке; в качестве дополнительных кольцевых гасителей использованы ложементы как опоры для корпуса, с хомутами как фиксаторами положения корпуса на них; корпус размещен на трех ложементах с опорой на них его центральным и боковыми кольцевыми гасителями; корпус размещен на четырех ложементах с опорой на них его боковыми кольцевыми гасителями и обечайкой; отбойные пластины расположены в обечайке в шахматном порядке; в качестве волокнистого армирующего материала корпуса использованы по отдельности или в комбинации друг с другом полимерные, стеклянные, базальтовые или угольные волокна, нити, жгуты, пряди, ленты, ткани, холсты или маты; в качестве полимерного связующего материала корпуса использовано связующее на основе полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной или полиуретановой смолы или их комбинации; обечайка корпуса выполнена из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днища - из формованных слоев полиэфирного стеклопластика; кольцевые шпангоуты и профилированные стрингеры гасителей колебаний выполнены из материала корпуса или иного композиционного материала; каждое днище корпуса скреплено с обечайкой через слой упругоподатливого материала болтовым соединением, приформовано, уплотнено и загерметизировано; толщина капсулоподобного покрытия из упругоподатливого материала составляет 10-20% от толщины обечайки; в качестве упругоподатливого материала покрытия использована полиуретановая композиция; люки корпуса включают люк-лаз и приборный люк-камеру; сливоналивные приспособления включают патрубки с фланцами под наливную, сливную, переливную и заборную трубы и воздушный патрубок, при этом патрубок под переливную трубу закреплен на обечайке, переливная труба закреплена на отбойной пластине, патрубки под наливную и заборную трубы - на днищах корпуса, патрубок под сливную трубу - на обечайке снизу, а воздушный патрубок - на обечайке сверху; отбойные пластины, люки и патрубки с фланцами, каждые в отдельности, подкреплены клиновидными ребрами жесткости, которые расположены перпендикулярно к ним и заформованы; корпус изнутри снабжен лестницей, закрепленной на обечайке и люке-лазе; резервуар пригоден для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой.To solve the problem and achieve the stated result in an earthquake-resistant tank containing a horizontal cylindrical body located on the support, consisting of a shell, integral with its convex bottoms, a system of vibration dampers of the housing from exposure to the contents during seismic loads, including transverse dampers located inside it, located in the shell discretely relative to each other and fastened with it, hatches and loading and unloading devices, according to the invention, the above system the oscillation dampers are equipped with annular, main and additional, and longitudinal dampers located outside the housing, while the main annular and longitudinal dampers are made as stiffeners, are located on the shell and aligned with it, and additional annular dampers are formed by a support provided with housing position locks on transverse absorbers placed inside the housing are made in the form of baffle plates located above and / or below the longitudinal axis of the shell, fastened to the latter by means of casing of their sides with profiled stiffening ribs, the body inside and / or outside is provided with a continuous capsule-like coating of an elastic-flexible material with a degree of deformability of at least 300%, bonded to the body material by cohesive-adhesive bond, while the body is made of a layered composite material based on fiber reinforcing material and polymer binder. In particular cases of the invention, the main annular dampers of the system include two lateral dampers, each with one-sided steps descending to the inner diameter, placed by their descending steps towards each other at opposite ends of the shell adjacent to its ends, and one central damper covering the shell in the middle; as the mentioned annular dampers, ring frames are used which are integral with the shell of the housing; longitudinal system dampers include at least eight dampers located on the top and / or bottom of the shell on both sides of the central annular absorber; longitudinal system dampers include eight dampers located on top of the shell, four on each side of the central annular absorber, with two out of every four placed between the side and central annular dampers, and the rest on the side annular absorber; longitudinal system dampers include sixteen dampers placed eight in the upper and lower sides of the shell; profiled stringers were used as longitudinal system absorbers, each of which is molded to a shell; as additional annular dampers, lodgements were used as supports for the housing, with clamps as fixators for the position of the housing on them; the casing is placed on three lodges with support on them by its central and lateral annular dampers; the housing is placed on four lodges with support on them with its lateral ring absorbers and a shell; the baffle plates are staggered in the shell; as the fibrous reinforcing material of the body, polymer, glass, basalt or carbon fibers, threads, plaits, strands, ribbons, fabrics, canvases or mats are used individually or in combination with each other; as the polymeric binder material of the body, a binder based on polyester, epoxy, vinyl ester or polyurethane resin, or a combination thereof, is used; the shell of the body is made of wound layers of epoxyphenol fiberglass, and the bottoms are made of molded layers of polyester fiberglass; ring frames and shaped stringers of vibration dampers are made of body material or other composite material; each bottom of the body is fastened with a shell through a layer of resiliently flexible material with a bolted connection, molded, sealed and sealed; the thickness of the capsule-like coating of resilient material is 10-20% of the shell thickness; as an elastic-flexible coating material, a polyurethane composition is used; body hatches include a manhole and an instrument hatch; drainage devices include nozzles with flanges for the filling, drain, overflow and intake pipes and an air pipe, while the pipe for the overflow pipe is fixed to the shell, the overflow pipe is mounted on the baffle plate, the pipes for the filling and intake pipe are on the bottoms of the body, the pipe for the drain pipe - on the side of the bottom, and the air pipe - on the side of the top; fenders, hatches and nozzles with flanges, each separately, are supported by wedge-shaped stiffeners, which are perpendicular to them and molded; the inside of the case is equipped with a ladder mounted on the shell and the manhole; the tank is suitable for surface installation or for installation "in the ground" with an embankment.
Отличительными признаками заявленного сейсмостойкого резервуара являются следующие:Distinctive features of the claimed earthquake-resistant reservoir are the following:
а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:a) the signs that ensure the receipt of a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies:
- снабжение системы гасителей колебаний корпуса размещенными снаружи корпуса кольцевыми, основными и дополнительными, и продольными гасителями,- supplying a system of vibration dampers of the housing with annular, primary and secondary, and longitudinal dampers located outside the housing,
- выполнение основных кольцевых и продольных гасителей в виде элементов жесткости,- the implementation of the main annular and longitudinal absorbers in the form of stiffeners,
- расположение их на обечайке и совмещение с нею,- their location on the shell and combination with it,
- образование дополнительных кольцевых гасителей опорой и фиксаторами положения корпуса на ней,- the formation of additional annular dampers support and position locks of the housing on it,
- выполнение размещенных внутри корпуса поперечных гасителей в виде отбойных пластин,- the implementation of the transverse absorbers placed inside the casing in the form of fender plates,
- расположение отбойных пластин выше и/или ниже продольной оси обечайки,- the location of the baffle plates above and / or below the longitudinal axis of the shell,
- скрепление упомянутых пластин с обечайкой посредством фиксации их боковых сторон профилированными ребрами жесткости,- fastening the said plates with a shell by fixing their sides with profiled stiffeners,
- снабжение корпуса изнутри и/или снаружи сплошным капсулоподобным покрытием из упругоподатливого материала со степенью деформативности не менее 300%,- supplying the housing inside and / or outside with a continuous capsule-like coating of resiliently flexible material with a degree of deformability of at least 300%,
- скрепление материала покрытия с материалом корпуса когезионно-адгезионной связью,- bonding the coating material with the material of the housing by a cohesive-adhesive bond,
- выполнение корпуса из слоистого композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего;- the execution of the body of a layered composite material based on a fibrous reinforcing material and a polymer binder;
б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:b) signs characterizing the invention in special cases:
- состав основных кольцевых гасителей, включающих два боковых гасителя и один центральный,- the composition of the main annular dampers, including two side dampers and one central,
- выполнение каждого бокового гасителя с односторонней, нисходящей к внутреннему диаметру ступенчатостью,- the implementation of each side damper with one-sided, descending to the inner diameter of the stepping,
- размещение боковых гасителей нисходящими ступенями навстречу друг другу на противоположных концах обечайки с примыканием к ее торцам,- placement of side dampers in descending steps towards each other at opposite ends of the shell adjacent to its ends,
- размещение центрального гасителя на обечайке с охватом обечайки посередине;- placement of the central damper on the shell with the shell in the middle;
- использование кольцевых шпангоутов, составляющих с обечайкой корпуса одно целое, в качестве основных кольцевых гасителей,- the use of ring frames that make up with the shell of the housing as a whole, as the main ring absorbers,
- состав продольных гасителей, включающий, по меньшей мере, восемь гасителей,- the composition of the longitudinal dampers, including at least eight dampers,
- размещение упомянутых, по меньшей мере, восьми гасителей по верху и/или низу обечайки по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя,- placement of the said at least eight absorbers on the top and / or bottom of the shell on both sides of the Central annular damper,
- состав продольных гасителей, включающий восемь гасителей, размещенных по верху обечайки по четыре с каждой стороны от центрального кольцевого гасителя так, что два из каждых четырех размещены на обечайке между боковым и центральным кольцевыми гасителями, а остальные - на боковом кольцевом гасителе,- the composition of longitudinal absorbers, including eight absorbers, located on top of the shell four on each side of the central annular absorber so that two out of every four are placed on the shell between the side and central annular absorbers, and the rest on the side annular absorber,
- состав продольных гасителей, включающий шестнадцать гасителей, размещенных по восемь по верху и низу обечайки,- the composition of the longitudinal dampers, including sixteen dampers, placed eight on the top and bottom of the shell,
- использование в качестве продольных гасителей профилированных стрингеров, каждый из которых приформован к обечайке,- the use as longitudinal dampers of profiled stringers, each of which is molded to the shell,
- использование в качестве дополнительных кольцевых гасителей ложементов, как опор для корпуса, с хомутами как фиксаторами положения корпуса на них,- use as additional ring damper lodgements, as supports for the housing, with clamps as retainers position of the housing on them,
- размещение корпуса на трех ложементах с опорой на них его центральным и боковыми кольцевыми гасителями,- housing on three lodges with support on them with its central and lateral ring absorbers,
- размещение корпуса на четырех ложементах с опорой на них его боковыми кольцевыми гасителями и обечайкой,- placement of the housing on four lodges with support on them with its lateral ring absorbers and a shell,
- расположение отбойных пластин в обечайке в шахматном порядке,- the location of the baffle plates in the shell in a checkerboard pattern,
- использование в качестве волокнистого армирующего материала корпуса по отдельности или в комбинации друг с другом полимерных, стеклянных, базальтовых или угольных волокон, нитей, жгутов, прядей, лент, тканей, холстов или матов,- use as a fibrous reinforcing material of the housing individually or in combination with each other of polymer, glass, basalt or coal fibers, threads, plaits, strands, ribbons, fabrics, canvases or mats,
- использование связующего на основе полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной или полиуретановой смолы или их комбинации в качестве полимерного связующего материала корпуса,- the use of a binder based on polyester, epoxy, vinyl ester or polyurethane resin, or a combination thereof as a polymer binder material of the body,
- выполнение обечайки корпуса из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днищ - из формованных слоев полиэфирного стеклопластика,- performance shell shell of wound layers of epoxyphenol fiberglass, and the bottoms of the molded layers of polyester fiberglass,
- выполнение кольцевых шпангоутов и профилированных стрингеров из материала корпуса или иного композиционного материала,- the implementation of the ring frames and shaped stringers from the material of the body or other composite material,
- скрепление каждого днища корпуса с обечайкой через слой упругоподатливого материала болтовым соединением с последующей приформовкой, уплотнением и герметизацией,- fastening of each bottom of the body with a shell through a layer of resiliently flexible material with a bolt connection followed by shaping, sealing and sealing,
- толщина покрытия из упругоподатливого материала, составляющая 10-20% от толщины обечайки,- the thickness of the coating of resiliently flexible material, comprising 10-20% of the shell thickness,
- использование в качестве упругоподатливого материала покрытия полиуретановой композиции,- use as a resiliently flexible coating material of the polyurethane composition,
- состав люков корпуса, включающий люк-лаз и приборный люк-камеру,- the composition of the hatches of the body, including the hatch-manhole and instrument hatch camera,
- состав сливоналивных приспособлений, включающий патрубки с фланцами под наливную, сливную, переливную и заборную трубы и воздушный патрубок,- the composition of the drainage devices, including nozzles with flanges for bulk, drain, overflow and intake pipe and air pipe,
- закрепление патрубка под переливную трубу на обечайке, переливной трубы - на отбойной пластине, патрубков под наливную и заборную трубы - на днищах корпуса, патрубка под сливную трубу - на обечайке снизу, а воздушного патрубка - на обечайке сверху,- fixing the pipe under the overflow pipe on the side of the pipe, the overflow pipe on the baffle plate, pipes under the filling and intake pipes on the bottoms of the body, pipe under the drain pipe on the side on the bottom, and the air pipe on the side on the top,
- подкрепление отбойных пластин, люков и патрубков с фланцами, каждых в отдельности, клиновидными ребрами жесткости, которые расположены перпендикулярно к ним и заформованы,- reinforcement of baffle plates, hatches and nozzles with flanges, each individually, with wedge-shaped stiffeners that are perpendicular to them and are formed,
- снабжение корпуса изнутри лестницей, закрепленной на обечайке и люке-лазе,- supply of the case from the inside with a ladder mounted on the shell and the manhole,
- пригодность резервуара для наземной установки или для установки «в грунт» с обваловкой.- suitability of the tank for surface installation or for installation "in the ground" with an embankment.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.These distinctive features, each individually and all together, are aimed at solving the problem and are significant.
Использование совокупности этих признаков в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено.Using the combination of these features in the prior art, analogues and prototype is not found.
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными позволяет решить поставленную задачу.A single set of new essential features with common known allows you to solve the problem.
Заявленный резервуар обладает повышенной сейсмостойкостью и эксплуатационной надежностью за счет иного, чем в прототипе, конструктивного исполнения, которое включает:The claimed tank has increased seismic resistance and operational reliability due to other than in the prototype, design, which includes:
- наличие гасителей (в системе гасителей колебаний корпуса), не только размещенных внутри корпуса, как в прототипе, но и размещенных снаружи него,- the presence of dampers (in the system of dampers of oscillations of the housing), not only placed inside the housing, as in the prototype, but also placed outside it,
- конструктивное выполнение и место расположения гасителей, размещенных снаружи корпуса,- structural design and location of the absorbers located outside the housing,
- иное выполнение гасителей, размещенных внутри корпуса,- another implementation of the absorbers located inside the housing,
- использование дополнительных гасителей,- the use of additional absorbers,
- наличие сплошного покрытия изнутри и/или снаружи корпуса из материала, обеспечивающего гашение остаточных колебаний корпуса.- the presence of a continuous coating from the inside and / or outside of the housing of a material that provides damping of residual vibrations of the housing.
Перечисленные особенности конструкции заявленного резервуара реализованы благодаря использованию легкого, прочного, не подверженного коррозии, композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего. Выбор материала обусловлен тем, что заявленный резервуар с горизонтальным цилиндрическим корпусом предназначен для использования в сейсмоактивных районах с высокой степенью вероятности землетрясений силой до девяти баллов. Разрушающие нагрузки при таких явлениях могут включать практически все виды механических нагрузок, но исключают предварительное знание их величины и направления приложения. Высокомодульные и высокопрочные слоистые композиционные материалы в силу их анизотропности обладают более высокими по сравнению с другими конструкционными материалами (например, металлами, бетоном) возможностями противодействия разнонаправленным разрушающим нагрузкам. Для реализации изобретения пригодны стеклопластики, углепластики, базальтопластики и другие композиционные материалы. В преимущественном варианте резервуар выполнен из стеклопластика. Обечайка корпуса образована намотанными, а днища - формованными слоями.The listed design features of the claimed tank are realized through the use of a lightweight, durable, corrosion-free composite material based on fibrous reinforcing material and a polymer binder. The choice of material is due to the fact that the claimed tank with a horizontal cylindrical body is intended for use in seismically active areas with a high degree of probability of earthquakes up to nine points in magnitude. Destructive loads in such phenomena can include almost all types of mechanical loads, but exclude prior knowledge of their magnitude and direction of application. High-modulus and high-strength layered composite materials, due to their anisotropy, have higher abilities to counter multidirectional destructive loads compared to other structural materials (for example, metals, concrete). For the implementation of the invention, fiberglass, carbon fiber, basalt plastic and other composite materials are suitable. In a preferred embodiment, the reservoir is made of fiberglass. The shell of the body is formed by wound, and the bottoms are formed by molded layers.
Для сохранения целостности при очень сильных подземных толчках корпус резервуара снабжен системой поперечных, кольцевых и продольных гасителей колебаний от действия на него максимально возможных при землетрясениях продольных, поперечных, кольцевых и комбинированных нагрузок гидравлического удара. Под перечисленными нагрузками следует понимать и нагрузки с отклонением от идеально направленных. Упомянутые гасители размещены не только внутри корпуса, как в прототипе, но и снаружи него. Размещение гасителей снаружи корпуса продиктовано стремлением избежать уменьшения полезного объема резервуара и загромождения внутреннего пространства корпуса, что усложнило бы эксплуатацию и ремонт.To maintain integrity during very strong tremors, the tank body is equipped with a system of transverse, annular and longitudinal dampers from the action of the maximum possible longitudinal, transverse, annular and combined hydraulic shock loads during earthquakes. The listed loads should also be understood as loads with a deviation from ideally directed loads. Mentioned absorbers are placed not only inside the housing, as in the prototype, but also outside it. The placement of dampers outside the housing is dictated by the desire to avoid reducing the useful volume of the tank and cluttering the interior of the housing, which would complicate operation and repair.
Кольцевые гасители включают основные (два боковых и один центральный) и дополнительные гасители.Ring dampers include primary (two side and one central) and additional dampers.
Боковые кольцевые гасители выполнены ступенчатыми с плавным увеличением ширины и высоты ступеней по мере их роста, чем исключены резкие перепады интенсивностей колебаний днищ и обечайки корпуса. Они расположены на обечайке их плоской стороной (не имеющей ступеней) заподлицо с торцом обечайки. Ступенчатые гасители составляют с обечайкой одно целое и образованы набором шпангоутов.The lateral ring dampers are made stepwise with a gradual increase in the width and height of the steps as they grow, which eliminates sharp differences in the intensities of the oscillations of the bottoms and shell of the body. They are located on the shell with their flat side (without steps) flush with the end of the shell. Step dampers form a single unit with the shell and are formed by a set of frames.
Центральный кольцевой гаситель образован шпангоутом, приформованным к обечайке. Он снижает амплитуду колебаний средней части корпуса.The central annular absorber is formed by a frame molded to the shell. It reduces the amplitude of oscillations of the middle part of the body.
Дополнительные кольцевые гасители, состоящие из ложементов с хомутами, фиксирующими охватом корпуса его положение на ложементах, вместе с боковыми и центральным кольцевыми гасителями обеспечивают сохранность корпуса, а следовательно, и резервуара при сейсмическом воздействии кольцевых нагрузок.Additional annular dampers, consisting of lodgements with clamps, fixing the housing cover to its position on the lodgements, together with the side and central annular dampers, ensure the safety of the hull, and therefore the reservoir, under seismic ring loads.
Продольные гасители обеспечивают противодействие гидравлическому удару, направленному вдоль резервуара. Их располагают по верху и низу, или только по верху, или только по низу обечайки корпуса, преимущественно, по обеим сторонам от центрального кольцевого гасителя на разных уровнях. В качестве продольных гасителей использованы профилированные под контур обечайки стрингеры, выполненные из материала корпуса или из другого, пригодного для этой цели, композиционного материала.Longitudinal dampers provide resistance to water hammer directed along the tank. They are located on the top and bottom, or only on the top, or only on the bottom of the shell of the housing, mainly on both sides of the central annular damper at different levels. As longitudinal dampers, stringers shaped for shell contour are used, made of housing material or of another composite material suitable for this purpose.
Выбор конструктивного исполнения поперечных гасителей, размещенных внутри корпуса, в виде отбойных пластин продиктован необходимостью гашения сейсмических колебаний путем дробления ударной волны по всему внутреннему объему корпуса сразу, что и было достигнуто в результате отбивания волны пластинами, расположенными дискретно и на разной высоте относительно друг друга. Использование отбойных пластин оказалось удобным для эксплуатации и ремонта, обеспечив доступ в любую точку корпуса. Пластины могут быть выполнены из материала обечайки или другого композиционного материала, обеспечивающего их прочность и жесткость. Они закреплены на обечайке их сторонами, ответными контуру обечайки в местах их крепления к ней, посредством одно- или двухсторонней фиксации профилированными ребрами жесткости, преимущественно клиновидными. Размещение пластин в шахматном порядке является оптимальным, но не исключает любое другое расположение.The choice of the design of the transverse dampers located inside the body in the form of baffle plates is dictated by the need to damp the seismic vibrations by crushing the shock wave over the entire internal volume of the body immediately, which was achieved as a result of breaking the wave by plates located discretely and at different heights relative to each other. The use of baffle plates turned out to be convenient for operation and repair, providing access to anywhere in the hull. The plates can be made of shell material or other composite material, providing their strength and rigidity. They are fixed to the shell by their sides, reciprocal of the shell contour in the places of their attachment to it, by means of one- or two-sided fixation by profiled stiffeners, mainly wedge-shaped. The placement of the plates in a checkerboard pattern is optimal, but does not exclude any other arrangement.
Выбор материала покрытия связан с необходимостью устранить все остаточные колебания корпуса, в первую очередь его днищ, а также предотвратить трещинообразование. Специальная упругоподатливая полиуретановая композиция с деформативностью не менее 300% более всего отвечает этим требованиям. Капсулоподобное покрытие корпуса изнутри, также как и, при необходимости, снаружи выполнено всплошную со всеми гасителями колебаний и узлами крепления. Для обеспечения взаимного сцепления материала покрытия с материалом корпуса покрытие толщиной, составляющей 10-20% от толщины обечайки, нанесено на предварительно подготовленную шероховатую поверхность корпуса с образованием когезионно-адгезионной связи материалов между собой. Слой упругоподатливого материала проложен также между днищами и обечайкой по месту их стыка.The choice of coating material is associated with the need to eliminate all residual vibrations of the housing, primarily its bottoms, and also to prevent cracking. A special resilient polyurethane composition with a deformability of at least 300% most of all meets these requirements. The capsule-like coating of the body from the inside, as well as, if necessary, from the outside, is continuous with all vibration dampers and attachment points. To ensure mutual adhesion of the coating material with the material of the shell, a coating with a thickness of 10-20% of the shell thickness is applied to the previously prepared rough surface of the body with the formation of a cohesive-adhesive bond between the materials. A layer of resilient material is also laid between the bottoms and the shell at the junction.
Заявленный резервуар оснащен патрубками с фланцами для наливной, сливной, заборной и переливной труб, воздушным патрубком, люком-лазом и приборным люком-камерой, а также лестницей. Он пригоден для наземной установки и установки «в грунт» с обваловкой.The claimed tank is equipped with nozzles with flanges for bulk, drain, intake and overflow pipes, an air nozzle, a manhole and an instrument manhole, as well as a ladder. It is suitable for surface installation and installation "in the ground" with an embankment.
Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by a description of a specific, but not limiting, example of implementation and the accompanying drawings.
На фиг.1 представлен заявленный резервуар, наземный вариант установки, общий вид с частичными вырезами, на фиг.2 изображен боковой кольцевой гаситель колебаний корпуса, поперечный разрез, на фиг.3 показана отбойная пластина, вид спереди, на фиг.4 представлен узел крепления отбойной пластины к обечайке, на фиг.5 - узел крепления патрубка с фланцем к днищу, на фиг.6 - узел крепления люка к обечайке.Figure 1 shows the claimed tank, a ground-based installation option, a general view with partial cutouts, figure 2 shows a lateral annular vibration damper of the housing, a cross section, figure 3 shows a baffle plate, front view, figure 4 shows the mount in the baffle plate to the shell, in Fig.5 - the attachment of the nozzle with a flange to the bottom, Fig.6 - the attachment of the hatch to the shell.
Сейсмостойкий резервуар для хранения жидкости, в том числе питьевой воды, пригодный для наземной установки, содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с системой гасителей его колебаний, состоящий из обечайки 2, неразъемных с нею выпуклых днищ 3 и 4, люков 5 и 6 и пяти патрубков 7, 8, 9, 10, 11 с фланцами (фиг.1).An earthquake-resistant tank for storing liquids, including drinking water, suitable for surface installation, contains a horizontal cylindrical body 1 with a system of dampers of its vibrations, consisting of a
Корпус 1 выполнен из стеклопластика, причем обечайка 2 выполнена из намотанных слоев эпоксифенольного стеклопластика, а днища 3, 4 - из формованных слоев винилэфирного стеклопластика.The housing 1 is made of fiberglass, and the
Система гасителей колебаний корпуса 1 включает размещенные снаружи на его обечайке 2 основные кольцевые гасители: боковые 12, центральный 13, продольные гасители 14 и размещенные внутри него в его обечайке 2 поперечные гасители 15, а также дополнительные кольцевые гасители 16.The system of vibration dampers of the housing 1 includes the main annular dampers located outside on its shell 2:
Корпус 1 изнутри, а при необходимости, и снаружи имеет сплошное капсулоподобное покрытие 17 из упругоподатливого материала.The housing 1 from the inside, and, if necessary, from the outside, has a continuous capsule-
Каждый боковой кольцевой гаситель 12 (фиг.2) выполнен с одной плоской боковой гранью 18 и другой 19 ступенчатой с нисходящими к его внутреннему диаметру ступенями 20. Гасители 12 расположены на противоположных концах обечайки 2 их плоскими гранями 18 заподлицо с торцами 21 обечайки 2. Их односторонняя ступенчатость плавно совмещена с обечайкой 2. Они образованы кольцевыми шпангоутами, составляющими с обечайкой 2 одно целое.Each lateral ring damper 12 (Fig. 2) is made with one flat
Центральный кольцевой гаситель 13 (фиг.1) расположен посередине обечайки 2 и образован кольцевым шпангоутом, совмещенным с обечайкой 2.The Central annular damper 13 (Fig. 1) is located in the middle of the
Продольные гасители 14 (фиг.1) представляют собой профилированные стрингеры, приформованные к обечайке 2. Они размещены по верху обечайки 2 по обеим ее сторонам и расположены по четыре с каждой стороны от центрального гарителя 13: два (один не показан) - между боковым 12 и центральным 13 гасителями и два (один не показан) - на боковом гасителе 12.Longitudinal dampers 14 (Fig. 1) are profiled stringers, molded to the
Поперечные гасители 15 (фиг.1, 3, 4) выполнены в виде отбойных пластин с боковыми сторонами, соответствующими по форме контуру обечайки 2 в местах предполагаемой их установки в ней. Они расположены в обечайке 2 относительно друг друга дискретно, в шахматном порядке выше и ниже продольной оси 0 обечайки. Гасители 15 скреплены с обечайкой 2 посредством фиксации их боковых сторон клиновидными ребрами жесткости 22.Transverse dampers 15 (Figs. 1, 3, 4) are made in the form of baffle plates with lateral sides corresponding in shape to the contour of the
Дополнительные кольцевые гасители 16 (фиг.1) образованы ложементами 23, в которые установлен с опорой на них корпус 1, и хомутами 24, стягивающими ложементы с охватом корпуса 1 и фиксирующими положение последнего.Additional annular dampers 16 (figure 1) are formed by lodgements 23, in which the housing 1 is mounted with support on them, and clamps 24, tightening the lodgements with the coverage of the housing 1 and fixing the position of the latter.
Покрытие 17 (фиг.1, 3) нанесено на корпус 1 в виде слоя - капсулы: изнутри - по всей его внутренней поверхности, включая поперечные гасители 15 (на фиг.3 капсулоподобное покрытие показано пунктиром), снаружи - по всей наружной поверхности, включая основные кольцевые 12, 13 и продольные гасители 14. Оно выполнено из полиуретановой композиции. Его толщина составляет 20% от толщины обечайки (здесь 2, 4 мм при толщине обечайки 12 мм). Кроме того, через слой такого же или иного упругоподатливого материала скреплены днища 3, 4 с обечайкой 2 болтовым соединением, после чего они приформованы, уплотнены и загерметизированы.Coating 17 (Figs. 1, 3) is applied to the housing 1 in the form of a capsule layer: from the inside, along its entire inner surface, including transverse dampers 15 (a capsule-like coating is shown by a dotted line in Fig. 3), from the outside, along the entire outer surface, including the
Люки 5 и 6 размещены на обечайке 2, при этом люк 5 представляет собой люк-лаз, а люк 6 - приборный люк-камеру (фиг.1).
Патрубок 7 закреплен на обечайке 2 снизу и предназначен для сливной трубы, патрубок 8 закреплен на днище 3 и предназначен для наливной трубы, патрубок 9 закреплен на днище 4 и предназначен для заборной трубы, патрубок 10 для переливной трубы закреплен на обечайке 2, а сама переливная труба 25 закреплена на отбойной пластине поперечного гасителя 15. Воздушный патрубок 11 закреплен на обечайке 2 сверху (фиг.1).The pipe 7 is mounted on the
Люки 5, 6 и все патрубки с фланцами подкреплены, как и отбойные пластины, аналогичными клиновидными ребрами жесткости 22, расположенными перпендикулярно к ним и заформованными (фиг.5, 6).
Корпус 1 изнутри снабжен лестницей 26, закрепленной на обечайке 2 и люке-лазе 5 (фиг.1).The housing 1 from the inside is equipped with a ladder 26, mounted on the
Заявленный резервуар пригоден и для установки «в грунт» с обваловкой. Он доступен для внутренних ремонтных работ.The claimed tank is suitable for installation "in the ground" with an embankment. It is available for internal repairs.
При подземных толчках ударная волна содержащейся в резервуаре жидкости о его корпус 1 пройдет с затуханием по всему корпусу 1, дробясь об отбойные пластины поперечных гасителей 15, которые она встречает на своем пути. При этом система из бокового 12, центрального 13 и дополнительного 16 кольцевых гасителей с продольными гасителями 14 препятствует местной потере устойчивости корпуса 1 от возникающих ударных нагрузок, а капсулоподобное покрытие 17 из упругоподатливого материала препятствует возникновению высокочастотных колебаний корпуса.During tremors, the shock wave of the liquid contained in the tank about its body 1 will pass with attenuation throughout the body 1, crushing against the baffle plates of the
Конструктивные особенности предложенного резервуара: кольцевые, поперечные и продольные гасители колебаний корпуса, упругоподатливое капсулоподобное покрытие, дополнительный гаситель колебаний корпуса, образованный при установке резервуара на ложементах с фиксацией его корпуса хомутами - являются гарантией сохранения целостности резервуара при сейсмическом воздействии силой до девяти баллов.Design features of the proposed reservoir: annular, transverse, and longitudinal vibration dampers of the body, an elastic-like capsule-like coating, an additional body vibration damper formed when the tank is mounted on lodgements with fixing of its body with clamps are a guarantee of preserving the integrity of the tank under seismic action with a force up to nine points.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявленный резервуар изготавливается в промышленных условиях на намоточном и формовочном оборудовании производства изделий из композиционных материалов.The claimed tank is manufactured in industrial conditions on winding and forming equipment for the production of products from composite materials.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011104972/03A RU2460865C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Quakeproof reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011104972/03A RU2460865C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Quakeproof reservoir |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2460865C1 true RU2460865C1 (en) | 2012-09-10 |
Family
ID=46938977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011104972/03A RU2460865C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Quakeproof reservoir |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2460865C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1209807A1 (en) * | 1984-04-05 | 1986-02-07 | Казахское Отделение Центрального Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского И Проектного Института Строительных Металлоконструкций Им.Н.П.Мельникова | Horizontal cylindrical tank |
SU1211169A1 (en) * | 1984-09-21 | 1986-02-15 | Войсковая Часть 74242 | Tank |
SU1745624A1 (en) * | 1989-06-05 | 1992-07-07 | Войсковая часть 52609 | Tank for storing liquid or gas |
FR2740154A1 (en) * | 1995-10-20 | 1997-04-25 | Butagaz | Reinforced concrete support for reservoir |
RU2103208C1 (en) * | 1996-06-20 | 1998-01-27 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Container |
RU2201882C2 (en) * | 2000-09-19 | 2003-04-10 | Открытое акционерное общество "Вологодский машиностроительный завод" | Tank |
-
2011
- 2011-02-11 RU RU2011104972/03A patent/RU2460865C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1209807A1 (en) * | 1984-04-05 | 1986-02-07 | Казахское Отделение Центрального Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского И Проектного Института Строительных Металлоконструкций Им.Н.П.Мельникова | Horizontal cylindrical tank |
SU1211169A1 (en) * | 1984-09-21 | 1986-02-15 | Войсковая Часть 74242 | Tank |
SU1745624A1 (en) * | 1989-06-05 | 1992-07-07 | Войсковая часть 52609 | Tank for storing liquid or gas |
FR2740154A1 (en) * | 1995-10-20 | 1997-04-25 | Butagaz | Reinforced concrete support for reservoir |
RU2103208C1 (en) * | 1996-06-20 | 1998-01-27 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Container |
RU2201882C2 (en) * | 2000-09-19 | 2003-04-10 | Открытое акционерное общество "Вологодский машиностроительный завод" | Tank |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8713891B2 (en) | Methods of reinforcing structures against blast events | |
RU171201U1 (en) | LIQUID TRANSPORTATION TANK | |
KR102006932B1 (en) | The seismic base dry type pad for water storage tank | |
KR102216138B1 (en) | A pad integrated water tank with seismic function | |
CN110439348B (en) | Composite liquid damper and use method thereof | |
JP2018178396A (en) | Reinforcing and fixing method and reinforcing and fixing structure | |
KR101456221B1 (en) | Pillar Structures using Viscoelastic Damping for Fireproof and Heat insulation | |
KR101362746B1 (en) | Cylindrical storage tank | |
CA1319156C (en) | Device for suppressing vibration of structure | |
RU2460865C1 (en) | Quakeproof reservoir | |
US9975645B2 (en) | Liquid storage system | |
CN104776142B (en) | Tower Buoyant Raft Shock-resistant System | |
CN106639477B (en) | A kind of built-in damping beam with antidetonation and self-healing performance | |
KR101203084B1 (en) | Floating structure with pontoon | |
KR101001063B1 (en) | The gurder to use steel pipe for bridge | |
US20190264461A1 (en) | Earthquake dampening platform for a ground level storage vessel | |
JP7321775B2 (en) | FRP in-vehicle water tank and fire engine equipped with it | |
RU2554699C2 (en) | Metal-plastic high-pressure cylinder | |
KR101215035B1 (en) | Non-reinforcement type oval shape water tank | |
KR100963883B1 (en) | Detachable device for vibration and noise decrease | |
RU216007U1 (en) | Breakwater for cistern | |
CN208023523U (en) | A kind of tidal river antifouling net of wave that disappears | |
JP2011058252A (en) | Soundproof wall and construction method for the same | |
JP2003184032A (en) | Shock absorbing structure for bridge | |
CN108930334A (en) | A kind of frame structure of antidetonation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190212 |