Контейнер-цистерна

Полезная модель относится к устройствам для безопасного транспортирования и хранения жидких криопродуктов, в том числе сжиженного природного газа на автомобильном, железнодорожном и водном транспорте, а именно к конструкции корпуса внутреннего сосуда криогенного контейнера-цистерны.
Известен котел цистерны, содержащий корпус с предохранительно-впускным клапаном, люком, сливно-наливным устройством, выполненный из днищ и обечайки, состоящей из трех царг различной толщины и длины листов: двух коротких крайних и одной длинной средней, отличающийся тем, что длина верхнего продольного листа средней царги соизмерима с развернутой длиной верхнего листа крайней царги, ширина продольного верхнего листа средней царги соизмерима с длиной крайних царг, а развернутая длина нижнего листа крайней царги соизмерима с половиной длины нижнего продольного листа средней царги (патент RU 10663, опубл. 16.08.1999 г.).
Недостатком известного решения, является то, что листы для изготовления центральной царги расположены так, что вальцовка происходит вдоль проката, что не рекомендуется пунктом 5.2.1 ГОСТ 34347-2017. Также к недостаткам можно отнести расположение продольного сварного шва центральной царги гораздо ниже горизонтальной оси котла, что может противоречить пункту 5.9.3 ГОСТ 34347-2017.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является котёл вагона-цистерны, включающий обечайку, образованную царгами, при этом каждая царга сформирована из листа, концы которого соединены продольным сварным швом, а также днища, отличающийся тем, что продольные сварные швы всех смежных царг расположены с разных сторон относительно вертикальной продольной плоскости симметрии обечайки, а расстояние между продольными сварными швами смежных царг составляет не менее 200 мм по дуге, при этом продольные сварные швы царг расположены вне зон размещения накладок, предназначенных для установки на котле вагона-цистерны навесного оборудования (патент RU 195108, опубл. 15.01.2020г.).
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что таким образом невозможно собрать обечайку, имеющую увеличенный диаметр, т.е., если развертка обечайки будет иметь длину большую, чем максимально возможный размер заготовки, обусловленный размерами выпускаемых металлургическими предприятиями листов. Поэтому данное решение невозможно применять при широкой номенклатуре производства. Также к недостаткам данного решения можно отнести низкий коэффициент использования металла в случаях, когда длина поставляемых листов для заготовки значительно больше длины развертки обечайки.
Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание обечайки внутреннего сосуда контейнера-цистерны для хранения и транспортировки криопродуктов, обладающей повышенной технологичностью при обеспечении простоты изготовления и возможности изготовления обечаек разных диаметров и, в тоже время, обладающих достаточной надежностью.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение технологичности и упрощение изготовления контейнера-цистерны с возможностью создания модели с большой номенклатурой возможных диаметров обечаек, обладающей достаточной надежностью и не противоречащей требованиям действующей нормативно-технической документацией.
Технический результат достигается тем, что контейнер-цистерна содержит кожух с днищами и внутренний сосуд, расположенный в кожухе. Внутренний сосуд содержит цилиндрическую обечайку, собранную из царг, сформированных из листов, меньший из которых является вставкой, которые соединены продольными стыковыми швами, расположенными с двух сторон относительно вертикальной продольной плоскости симметрии сосуда, а также эллиптических либо торосферических днищ, имеющих стыковые швы, и установленные с двух торцов обечайки. Каждая вставка имеет ширину не менее 400 мм. Расстояние между стыковыми швами смежных царг, а также расстояние между стыковыми швами крайних царг и швами днищ составляет не менее 100 мм по дуге обечайки. Все продольные стыковые швы листов царг расположены в верхней части внутреннего сосуда. Все стыковые швы обечайки расположены вне зон размещения накладок, предназначенных для установки на сосуд дополнительного оборудования или для использования в технологических целях при изготовлении изделия, так что расстояние между краем шва и краем шва накладки, составляет не менее 20 мм.
Стыковые швы могут быть выполнены сваркой.
Сосуд может быть выполнен из металла или металлических сплавов.
Признаками полезной модели являются:
1. Контейнер-цистерна,
2. содержащий кожух с днищами
3. и внутренний сосуд, расположенный в кожухе.
4. Внутренний сосуд содержит цилиндрическую обечайку,
5. собранную из царг,
6. каждая царга сформирована из двух листов,
7. меньший из которых является вставкой,
8. которые соединены продольными стыковыми швами,
9. расположенными с двух сторон относительно вертикальной продольной плоскости симметрии сосуда,
10. а также эллиптические либо торосферические днища,
11. имеющие стыковые швы,
12. и установленные с двух торцов обечайки.
13. Каждая вставка имеет ширину не менее 400 мм.
14. Расстояние между сварными швами смежных царг, а также расстояние между сварными швами крайних царг и швами днищ составляет не менее 100 мм по дуге обечайки.
15. Все сварные швы обечайки расположены вне зон размещения накладок, предназначенных для установки на сосуд дополнительного оборудования или для использования в технологических целях при изготовлении изделия,
16. при этом расстояние между краем шва и краем шва накладки, составляет не менее 20 мм.
17. Все продольные стыковые швы расположены в верхней части внутреннего сосуда.
Признаки 1-5, 8, 11-12, 15 являются общими с прототипом, признаки 6, 7, 9-10, 13, 14, 16, 17 - отличительными признаками.
Сущность полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где на фиг. 1 представлен общий вид контейнера-цистерны, на фиг. 2 общий вид внутреннего сосуда контейнера-цистерны, на фиг. 3 - вид А на фиг.2, на котором изображено расположение продольных сварных швов царг.
Контейнер-цистерна содержит кожух 1 с днищами, внутренний сосуд 2, расположенный в кожухе 1 и раму 3 (фиг. 1). Внутренний сосуд 2 содержит цилиндрическую обечайку, собранную из царг 4, сформированных из листов 4.1 и 4.2 (фиг. 2), меньший из которых является вставкой, листы 4.1 и 4.2 соединены продольными стыковыми швами 4.3 (фиг. 3), расположенными с двух сторон относительно вертикальной продольной плоскости симметрии 8 сосуда 2, а также эллиптические либо торосферические днища 5, имеющие стыковые швы 5.1, и установленные с двух торцов обечайки. Ширина «b» каждой вставки 4.1 составляет не менее 400 мм. Стыковые швы 4.3 смежных царг 4, а также сварные швы 4.3 крайних царг 4 и швы 5.1 днищ 5 смещены относительно друг друга на величину «h», которая составляет не менее 100 мм по дуге обечайки. Все продольные стыковые швы 4.3 расположены в верхней части внутреннего сосуда 2, выше горизонтальной продольной плоскости симметрии 7 сосуда 2. Все стыковые швы 4.3 обечайки расположены вне зон размещения накладок 6, предназначенных для установки на сосуд 2 дополнительного оборудования или для использования в технологических целях при изготовлении изделия, так, что расстояние «l» между краем шва 4.3 и краем шва накладки 6 составляет не менее 20 мм.
Использование двух листов 4.1 и 4.2 в каждой царге 4 позволяет ускорить изготовление царг 4, а, соответственно, и контейнера-цистерны, при этом снижаются потери металла при изготовлении, так как ширина большего из листов 4.2 может соответствовать длине листа металла в поставляемой партии.
Расположение всех продольных стыковых швов 4.3 в верхней части внутреннего сосуда 2, выше горизонтальной продольной плоскости симметрии 7 сосуда 2, позволяет увеличить надёжность сосуда 2, так как большая нагрузка приходится на нижнюю часть сосуда 2, которая не содержит стыковых швов 4.3.
Швы 4.3 смежных царг, а также швы 4.3 крайних царг и швы 5.1 днищ смещены относительно друг друга на величину «h» не менее 100 мм, что соответствует п. 5.9.7 ГОСТ 34347-2017, а ширина вставки 4.1 составляет не менее 400 мм, что соответствует п. 5.2.1 ГОСТ 34347-2017.
Стыковые швы 4.3 и 5.1 могут быть выполнены сваркой.
Сосуд 2 может быть выполнен из металла или металлических сплавов.
Днища 5 выполнены эллиптическими либо торосферическими, так как данная форма днищ обеспечивают наибольшую прочность конструкции.
Расстояние «l» между краем шва 4.3 и краем шва накладки 6 составляет не менее 20 мм, так как расстояние менее 20 мм может привести к потере прочности и надёжности сосуда.
Примером использования является изготовленный контейнер-цистерна для безопасного транспортирования и хранения сжиженного природного газа. Ширина «b» вставки изготовленного контейнера-цистерны составила 900 мм, общая ширина царги составила 6900 мм, все сварные швы были выполнены в верхней части сосуда. Срок и трудоёмкость изготовления сосуда сократились, при этом была обеспечена высокая надёжность сосуда и, соответственно, надёжность контейнера-цистерны.
Техническая документация на контейнер-цистерну с использованием вышеописанного внутреннего сосуда одобрена Главным Управлением Российского Морского Регистра Судоходства.