БАК

Полезная модель относится к области гидрооборудования - резервуарам, в частности, к сварным бакам для аккумулирования (хранения) и расходования воды.
Известны баки различной конструкции RU №№37979, 46639, 49698, 66730, 89545, 89546, 98769, 112877, 2176765, 2220367, 2353864, 2355593, 2462379; US №№1780316, 5938065, 7913950, 8136177, CN №№1916480, 2240948, 2731342, 201151932, 201182581, 201443904, 201786784, 202369639.
Наиболее близким к заявляемому является бак-аккумулятор, выполненный в виде емкости, сообщающейся с атмосферой, с подключенными к нижней части емкости трубопроводами подвода и отвода воды, бак-аккумулятор снабжен трубой, вваренной в крышу бака-аккумулятора, причем нижний конец трубы опущен ниже уровня трубопровода отвода воды, а верхний конец трубы выведен над крышей бака-аккумулятора на высоту
,
воздуха
3
где ρ - плотность воздуха, кг/м;
б
H - высота максимального уровня подъема воды в баке-аккумуляторе для хранения деаэрированной воды, м;
б
R - радиус бака-аккумулятора для хранения деаэрированной воды, м;
воды
3
ρ - плотность воды, кг/м;
r - радиус трубы, м. (RU №2220367 по заявке №2002119658/06, 19.07.2002, прототип).
Недостатками известных баков является сложность конструкции трубы и сложность выполнения и контроля качества внутренних соединительных швов, а также низкая долговечность из-за отсутствия защиты швов от доступа влаги.
Технический задачей полезной модели является создание эффективной конструкции бака и расширение арсенала бытовых баков.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи заключается в повышении долговечности благодаря изоляции сварных швов от доступа влаги и упрощение конструкции обечайки и сварных швов, обеспечивающей надежный контроль качества.
Сущность полезной модели состоит в том, что бак содержит обечайку, выполненную с образованием четырехстороннего коробчатого контура из изогнутого стального листа, сопрягаемые края которого соединены сварным швом, а также две вставки, сваренные по периметру со свободными краями обечайки с образованием емкости бака, сообщающейся с атмосферой, при этом свариваемые между собой края обечайки и края, по меньшей мере, одной из вставок выполнены по длине сварных швов с отогнутыми краями, плотно сопряженными с ответными свариваемыми краями обечайки с образованием фланцевого соединения, наружные края которого соединены между собой сваркой.
В частных случаях реализации вставки выполнены в виде дна и верхней рамки с отверстием, а края обечайки соединены между собой вертикальным сварным швом, в других частных случаях реализации вставки выполнены в виде боковин, а края обечайки соединены между собой горизонтальным сварным швом, при этом в обечайке выполнено отверстие.
Предпочтительно, обечайка выполнена из цельного стального листа, фланцевое соединение выполнено с плотно сопряженным полосовым стыком, бак снабжен средствами монтажа в виде приваренных петель или пластин, сварные швы выполнены точечной сваркой.
При этом бак выполнен из нержавеющей стали Х18Н10Т, либо из стали AISI 430, а обечайка выполнена со скругленым в местах изгиба четырехсторонним коробчатым контуром.
На фиг.1 изображен общий вид навесного бака с вертикальным сварным швом, на фиг.2 - вид спереди по фиг.1, на фиг.3 - вид сверху по фиг.2, на фиг.4 - виды А, Б, В, Г по фиг.2, 3, на фиг.5 - детали бака по фиг.1,
На фиг.6 изображен общий вид подвесного бака с вертикальным сварным швом, на фиг.7 - вид спереди по фиг.6, на фиг.8 - вид сверху по фиг.7, на фиг.9 - виды А, Б, В по фиг.7, 8, на фиг.10 - детали бака по фиг.6.
На фиг.11 изображен общий вид подвесного бака с горизонтальным сварным швом, на фиг.12 - вид спереди по фиг.11, на фиг.13 - вид сверху по фиг.12, на фиг.14 - вид сбоку по фиг.12, на фиг.15 - виды А, Б, В, Г на фиг.2, 3, на фиг.5 - детали бака по фиг.11.
Бак содержит обечайку 1, выполненную с образованием четырехстороннего коробчатого контура из изогнутого стального листа толщиной 0,5-1.0 мм, сопрягаемые края которого соединены сварным швом 2, а также две вставки 3, 4, сваренные швами 5, 6 по периметру со свободными краями обечайки 1 с образованием емкости бака.
Свариваемые между собой края обечайки 1 и края вставок (привариваемых панелей) 3, 4 выполнены по длине сварных швов 2, 5, 6 с отогнутыми краями 7, 8, плотно сопряженными с ответными свариваемыми краями обечайки 1 с образованием фланцевого соединения, наружные края которого соединены между собой сваркой.
Вставки на фиг.1-10 выполнены в виде дна 3 и верхней рамки 4 с отверстием 9 для временного или постоянного сообщения емкости бака с атмосферой, а края обечайки соединены между собой вертикальным сварным швом 2.
Вставки на фиг.11-16 выполнены в виде боковин 3, 4, а края обечайки 1 соединены между собой горизонтальным сварным швом 2, при этом в обечайке 1 сверху выполнено отверстие 9 для временного или постоянного сообщения емкости бака с атмосферой.
Обечайка 1 выполнена, предпочтительно, из цельного стального листа.
Фланцевое соединение краем обечайки 1 и вставок 3, 4 выполнено с плотно сопряженным, т.е. герметично обжатым, полосовым (вдоль шва) стыком.
Бак снабжен приваренными средствами монтажа в виде приваренных петель 10 или пластин 11.
Сварные швы 2, 5, 6 выполнены снаружи точечной сваркой по ГОСТ 14776.
Бак (детали 1, 3, 4) выполнен из наиболее долговечной нержавеющей стали Х18Н10Т аустенитного класса (сталь конструкционная криогенная), либо из аналогичной по антикоррозийным свойствам и долговечности стали AISI 430. Сплав 12Х18Н10Т имеет химический состав: основа - железо, углерод (менее 0,12%), хром (17-19% - обеспечивает способность металла к пассивации и высокую коррозионную стойкость), марганец (менее 2%), никель (от 9 до 11%), сера (менее 0,02%), кремний (не более 0,8%), а также титан (примерно 0,8%).
Бак из выбранной стали долговечен, итак как она не является флокеночувствительной (флокены - дефекты внутреннего строения стали в виде серебристо-белых пятен в изломе или волосовин. Флокеночувствительность понижает пластичность и вязкость стали, сокращает срок службы изделий и приводит к неожиданным авариям).
Обечайка 1 выполнена с радиально скругленым в местах изгиба четырехсторонним обтекаемым коробчатым контуром. Обечайка 1 бака имеет большие, сравнимые с размерами деталей, радиусы скругления между боковыми гранями. Неразъемное прочное соединение обечайки 1 с остальными деталями бака обеспечивается посредством точечной сварки.
Габаритные размеры дна 3 и рамки 4 верхней совпадают и составляют 274×374 мм. Высота бака (высота обечайки) варьируется в зависимости от потребного объема бака. Баки выпускаются объемом от 35 л до 130 л.
Конструктивно баки выполняются навесными или подвесными. Подвесные баки предназначены для подвешивания на стене, для чего предусмотрены специальные петли, навесные баки - навешиваются на банную печь.
Бак изготавливается и эксплуатируется следующим образом.
Детали 1, 3, 4 бака изготавливаются при использовании следующего технологического оборудования: линия продольного и поперечного раскроя листового металла, кривошипные и гидравлические прессы, вальцы с ЧПУ, сварочные полуавтоматы (TIG) (аргон) для неразъемного герметичного соединения деталей 1, 3, 4.
Заготовки для деталей 1, 3, 4 разрезаются на линии резки. Далее заготовки дна 3 и рамки 4 верхней вырубаются на заготовительном штампе на кривошипном прессе. Формовка (отбортовка фланцев) дна 3 и рамки 4 производится на вытяжном штампе на гидравлическом прессе.
Заготовка обечайки 1 вырезается на линии резки. Загибание обечайки 1 производится на универсальных вальцах с ЧПУ. Отгибка стыковочных фланцев производится на специальном гибочном приспособлении.
Сборка бака производится в специальном стапеле, позволяющем обеспечить стабильность линейных размеров бака и взаимного положения его элементов.
Сварка деталей 1, 3, 4 из примененной стали производится без подогрева и без последующей термообработки. Выбранная сталь хорошо сваривается как ручной, так и автоматической сваркой.
В конце технологического процесса сборки к баку привариваются петли 10 или пластины 11 для крепления или навешивания баков.
После процесса сборки баки подвергаются гидравлическим испытаниям.
Бак используется следующим образом.
С помощью петель 10 или пластин 11 для крепления или навешивания бака, бак устанавливается в рабочее положение. Отверстие 9 служит для заполнения бака, контроля уровня и температуры в нем, и расходования воды.
Расходование, заполнение и подогрев воды могут происходить как периодически, так и постоянно. Зона соединения обечейки 1 и деталей 3, 4 может увлажняться парами воды и/или при ее расплескивании. Отсутствие непосредственного доступа воды к сварным швам 2, 5, 6 улучшает условия работы последних и, следовательно, их долговечность и долговечность бака в целом.
Особенность конструкции бака заключается в том, что при стыковке деталей для изоляции от влаги продольных сварных швов 2, 5, 6 реализуется плотное фланцевое соединение с полосовым стыком сопрягаемых поверхностей, позволяющее не допускать доступа воды к сварным швам. Затягивание (сжатие) фланцевого соединения деталей 3, 4 в обечайке 1 при монтаже и сварке вызывает некоторую деформацию таких фланцев в направлении усилий затяжки и приводит к возникновению контактных уплотняющих напряжений по привалочным поверхностям обечайки 1 и краев 7, 8 фланцев. Сварные швы 2, 5, 6 выполняются снаружи бака, что значительно упрощает технологию сборки бака и любой вид контроля качества изготовления и текущего состояния указанных сварных швов.
При этом наружные швы 2, 5, 6 всегда доступны для визуального контроля их целостности и, следовательно, ремонтопригодны для восстановления их целостности сваркой, пока это позволяет состояние деталей 1, 3, 4, что позволяет обеспечить максимально возможный период эксплуатации изделия.
Использование данной полезной модели позволяет обеспечить повышение долговечности бака благодаря изоляции сварных швов от доступа влаги и упрощение конструкции обечайки и сварных швов, обеспечивающей надежный контроль их качества и ремонтопригодность.