РЕЗЕРВУАР ДЛЯ КРИОГЕННЫХ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к криогенной технике, в частности к конструкции опорных элементов, служащих для базирования внутренних теплоизолированных сосудов в герметичных внешних кожухах резервуаров, предназначенных для хранения и транспортирования криогенных продуктов.
Известны различные конструкции опорных элементов сосудов и резервуаров, воспринимающих вертикальные, продольные и другие нагрузки. Например, известна цистерна для сжиженных газов (патент РФ №2032848 опубл. 10.04.1995), содержащая оболочку и сосуд в ней, по концам опертый на две пары низкотеплопроводных опор, расположенных под углом к вертикальной оси цистерны, а также узлы фиксации сосуда от транспортных нагрузок в продольном, вертикальном и поперечном направлениях. Узел фиксации от продольных нагрузок в обоих направлениях выполнен в виде одного жесткого стержня, имеющего по концам пространственные шарниры, один из которых закреплен на сосуде, другой на оболочке, и сосуд прижат к опорам и зафиксирован от поворота вокруг продольной оси узлом в виде подпружиненного упора, закрепленного на сосуде, опертого на оболочку через переходную деталь и имеющего шпонку, помещенную в продольный паз указанной переходной детали, закрепленной на оболочке, при этом каждая из опор установлена на опорной поверхности сосуда и имеет переходную деталь, установленную на опоре и закрепленную на оболочке по месту при монтаже.
Кроме того, известен резервуар для транспортировки и хранения сжиженных газов под давлением (свидетельство на ПМ №9928 опубл. 16.05.1999), содержащий наружный корпус, внутри которого при помощи опор, закрепленных на торцах резервуара и воспринимающих вертикальные и боковые нагрузки, устанавливается сосуд. На образующей поверхности сосуда смонтированы продольные опоры, воспринимающие продольные нагрузки.
Недостатком выше описанных конструкций является то, что узлы, воспринимающие продольные нагрузки, существенно усложняют конструкцию резервуара и цистерны, а так же препятствуют нанесению изоляции на сосуд. Изоляция подлежит разрезанию, что ухудшает ее свойства и способствует увеличению испаряемости продукта.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является криогенная емкость (авторское свидетельство №478163 опубл. 25.07.75 Бюллетень №27), состоящая из наружного кожуха и внутреннего сосуда с цапфами и тепловыми мостами, выполненными в виде втулок из теплоизолированного материала. Сосуд по торцам закреплен на гофрированных амортизаторах, выполненных в виде связанных между собой концентричных оболочек, гофры которых взаимно перпендикулярны.
Недостатком такой конструкции, является то, что амортизаторы сложно изготовить, кроме того, они позволяют сосуду перемещаться в процессе транспортировки, что практически недопустимо.
Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является создание резервуара для криогенных сжиженных газов, в котором при максимально простой конструкции и минимальных нагрузках на опорную часть, сохранена целостность изоляции.
Технический результат состоит в снижении нагрузок на опорную часть резервуара и исключении проворачивания сосуда в процессе транспортировки, а также в сокращении тепловых потерь.
Указанный технический результат достигается за счет того, что резервуар для криогенных сжиженных газов включает в себя наружный кожух и внутренний сосуд с теплоизоляцией, установленный в кожухе с помощью опор. Опоры имеют квадратное сечение, чем исключают вращение сосуда в процессе транспортировки, причем, одна из опор, воспринимающая продольные нагрузки, закреплена неподвижно с одной стороны сосуда, опора, позволяющая сосуду сокращаться при температурных усадках, выполнена скользящей. Увеличение площади контакта сопрягаемых поверхностей позволяет существенно снизить нагрузки на опорную часть резервуара.
Отличительным признаком заявленного технического решения от прототипа является то, что опоры имеют квадратное сечение, что исключает проворачивание сосуда при транспортировке, а также позволяет увеличить площадь сопряжения поверхностей бобышки и опоры, и тем самым снизить нагрузку на опорную часть резервуара и низко теплопроводных пластин. Одна из опор, неподвижно закрепленная с одной стороны сосуда болтом, исключает продольное перемещение сосуда. Вторая же опора выполнена скользящей. Скользящая опора не имеет крепления. Опорная пластина свободно лежит на поверхности бобышки. Такое исполнение позволяет сосуду сокращаться при температурных усадках.
В процессе анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявляемой полезной модели, заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, сходными с существенными признаками заявляемой полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Фиг. 1 - резервуар для криогенных сжиженных газов вид в разрезе;
Фиг. 2 - неподвижная опора вид в разрезе (А);
Фиг. 3 - скользящая опора вид в разрезе (Б);
Фиг. 4 - опора, вид с торца (В).
Резервуар для криогенных сжиженных газов включает в себя наружный кожух 1, внутренний сосуд 2, скользящую опору (вид Б), неподвижную опору (вид А), теплоизоляцию 3. В стенке днищ вварены бобышки 4 и 5, на которых насаживаются опорные пластины из стеклопластика 6 с низкой теплопроводностью. Пластины квадратного сечения (вид В) устанавливаются в квадратный монтажный стакан 7, представляющий собой жесткую сварную конструкцию с наружным кожухом. Данный стакан вваривается в стенку днища наружного кожуха. Бобышка неподвижной опоры 4 жестко закреплена в отверстиях низко теплопроводных пластин с помощью болта 8 и упоров 9. Данная опора защищает сосуд от продольных нагрузок. Скользящая же опора не имеет крепления. Опорная пластина из стеклопластика свободно лежит на поверхности бобышки 5. При сокращении сосуда во время температурных усадок бобышка 5, совместно с сосудом, в скользящей опоре перемещается в сторону неподвижной опоры на величину температурного изменения размеров внутреннего сосуда.
В данное время на заявленное техническое решение разработана конструкторская документация. Готовится к запуску производство опытного образца, для проведения всех испытаний.