БАК ДЛЯ ЖИДКОСТИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к таре, имеющей в поперечном сечении криволинейный, а именно прямоугольный, контур, корпус которой выполнен путем соединения жестких составных частей и отличается конструкцией стенок, содержащих усиливающие и упрочняющие элементы.
Уровень техники
Известен сборный резервуар, выполненный из отдельных состыкованных панелей, при этом резервуар выполнен прямоугольной в плане формы, вертикально ориентирован и состоит из прямоугольных стеновых панелей, соединенных с прямоугольной панелью крышевой части и с прямоугольной панелью донной части. При этом по периметру стеновых панелей выполнены отбортовки, перпендикулярные их плоскостям, соединение стеновых панелей между собой и с донной панелью выполнено через узлы уплотнения, каждый из которых содержит прокладку и охватывающую ее с одной стороны по всей длине металлическую полосу. Металлические ребра узлов уплотнения совмещены с внутренними ребрами отбортовок стеновых панелей с возможностью обеспечения их контакта с металлическими полосами узлов уплотнения (см. описание полезной модели к патенту RU №68467 U1, а именно, описание второго варианта сборного резервуара по данному патенту; МПК B65D 8/04, Е03В 11/02, опубликовано 27.11.2007 Бюл. №33).
Признаки известного сборного резервуара, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении указанного резервуара в виде прямоугольного параллелепипеда.
Причина, препятствующая получению в известном сборном резервуаре технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в том, что боковые грани параллелепипеда известного резервуара выполнены из отдельных плоских листов, состыкованных между собой и с днищем с усилением только стыков, в то время как указанные боковые грани не содержат усиливающих или упрочняющих элементов.
Известен бак для жидкости (прототип), выполненный в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, в котором две противоположные по оси X в прямоугольной системе X-Y координат плана бака боковые грани его параллелепипеда механически связаны между собой с возможностью предотвращения выпуклых деформаций этих граней в направлении оси X (см. описание полезной модели по патенту RU №186096 U1, МПК B65D 8/08, В03С 11/11, опубликовано 29.12.2018 Бюл. №1).
Признаки известного бака (прототипа), совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в том, что он выполнен в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, в котором две противоположные по оси X в прямоугольной системе X-Y координат плана бака боковые грани его параллелепипеда механически связаны между собой с возможностью предотвращения выпуклых деформаций этих граней в направлении оси X.
Причина, препятствующая получению в известном баке для жидкости (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в том, что в известном баке механически связаны между собой с возможностью предотвращения выпуклых деформаций лишь две противоположные по оси X боковые грани параллелепипеда бака, в то время как другие две противоположные по оси Y боковые грани параллелепипеда бака между собой не связаны и, следовательно, могут подвергаться выпуклым деформациям. Вследствие этого эти две другие (по оси Y) его противоположные боковые грани оказываются незащищенными от деформирующего действия находящейся в баке жидкости, что снижает надежность бака в случае выполнения его параллелепипеда в его (параллелепипеда) поперечном горизонтальном сечении в форме квадрата или достаточно близкой к квадрату форме.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в необходимости повышении надежности бака для жидкости, выполненного в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, в случае выполнения его параллелепипеда в его (параллелепипеда) поперечном горизонтальном сечении в форме квадрата или достаточно близкой к квадрату форме.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы в конструкции бака, имеющем в поперечном горизонтальном сечении форму квадрата или близкую к квадрату форму, заключается в предотвращении возможных выпуклых деформаций всех четырех граней параллелепипеда бака от действия воды, находящейся в баке за счет увеличения прочности всех четырех боковых граней его параллелепипеда без увеличения толщины их стенок благодаря дополнительному (относительно прототипа) предотвращению возможных выпуклых деформаций противоположных по оси Y граней параллелепипеда в прямоугольной системе Х-Y координат плана бака.
Достигается технический результат тем, что бак для жидкости выполнен в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, так что, во-первых, две противоположные по оси Х в прямоугольной системе Х-Y координат плана бака боковые грани его параллелепипеда механически связаны между собой посредством X-поперечины с возможностью предотвращения выпуклых деформаций этих граней в направлении оси X, и, во-вторых, две противоположные по оси Y в прямоугольной системе Х-Y координат плана бака боковые грани его параллелепипеда механически связаны между собой посредством Y-поперечины с возможностью предотвращения выпуклых деформаций этих граней в направлении оси Y, при этом Х-поперечина и Y-поперечина жестко соединены между собой с образованием единой крестовой Х-Y-поперечины, механически связывающей между собой все четыре боковые грани параллелепипеда бака для предотвращения их выпуклых деформаций.
При этом в лонжеронном варианте выполнения бака технический результат достигается тем, что боковые грани параллелепипеда бака снабжены вертикальными лонжеронами, к которым своими концами прикреплены горизонтальные взаимно перпендикулярные в горизонтальных проекциях X-поперечина и Y-поперечина, механически связывающие между собой соответствующие противоположные по оси X и противоположные по оси Y боковые грани параллелепипеда бака для предотвращения их выпуклых деформаций.
В безлонжеронном варианте выполнения бака технический результат достигается тем, что на внутренних поверхностях боковых граней параллелепипеда бака в соответствующих местах при помощи импульсной электросварки установлены приварные шпильки, к которым своими концами прикреплены горизонтальные взаимно перпендикулярные в горизонтальных проекциях Х-поперечина и Y-поперечина, механически связывающие между собой соответствующие противоположные по оси X и противоположные по оси Y боковые грани параллелепипеда бака для предотвращения их выпуклых деформаций.
Краткое описание чертежа
На прилагаемой фигуре (без номера) схематично показан план бака в горизонтальной прямоугольной системе Х-Y координат (вид сверху).
Осуществление полезной модели
Бак для жидкости в его лонжеронном выполнении представляет собой полый вертикально ориентированный параллелепипед с основанием и с четырьмя примерно одинаковыми (или достаточно близкими по площади) боковыми гранями 1, 2, 3, 4. При этом грани 1 и 3 являются противоположными гранями в направлении оси X, а грани 2 и 4 являются противоположными гранями в направлении оси Y в прямоугольной системе X-Y координат плана бака. На каждой боковой грани примерно по седине (в плане бака) закреплены или выполнены как одно целое с этими гранями вертикальные лонжероны, соответственно 5,6,1, 8, которые вместе с соответствующими поперечинами 9 (X-поперечина) и 10 (Y-поперечина) образуют две плоские лонжеронные рамы.
Так, первая плоская лонжеронная рама образована вертикальными лонжеронами 5 и 7 и соединяющей их горизонтальной поперечиной 9 (X-поперечиной ввиду ее расположения вдоль оси X) или эквивалентным множеством X-поперечин 9, более или менее равномерно распределенных по вертикали; а вторая плоская лонжеронная рама образована вертикальными лонжеронами 6 и 8 и соединяющей их горизонтальной поперечиной 10 (Y-поперечиной ввиду ее расположения вдоль оси Y, перпендикулярной оси X) или эквивалентным множеством Y-поперечин 10, более или менее равномерно распределенных по вертикали. Первая лонжеронная рама (лонжероны 5, 7 и Х-поперечина 9) фиксирует боковые грани 1 и 3 от выпуклых деформаций под действием тяжести воды, находящейся внутри бака. Вторая лонжеронная рама (лонжероны 6, 8 и Y-поперечина 10) фиксирует боковые грани 2 и 4 от выпуклых деформаций под действием тяжести воды, находящейся внутри бака.
Бак для жидкости в его безлонжеронном выполнении отличается от лонжеронного выполнения тем, что в нем нет указанных вертикальных лонжеронов, а поперечины 9 и 10 своими концами прикреплены к соответствующим боковым граням 1, 3 и 2, 4 непосредственно (на фигуре не показано). При этом данное крепление может быть разным и зависит от толщины стенки граней. Предпочтительным является закрепление на внутренних поверхностях боковых граней 1 -4 в соответствующих местах при помощи импульсной электросварки приварных шпилек (например, приварных резьбовых шпилек), к которым своими концами прикреплены указанные горизонтальные Х- и Y-поперечины. При этом каждая такая шпилька представляет собой стержень с наружной резьбой (резьба выполнена, как правило, по всей длине стержня, но может быть выполнена и на части длины), один конец которого является резьбовым (конец, с которого осуществляется заход гайки); а другой, противоположный конец (т.е. нерезьбовой конец) выполнен с фланцем, на торце которого имеется осевой выступ (ГОСТ 55738-2013, ИСО 13918:2008 «Шпильки и керамические кольца для сварки»). Шпильки неразъемно установлены на внутренних поверхностях боковых граней 1-4 торцами своих нерезьбовых концов в соответствующих местах, связанных с расположением Х- и Y-поперечин. Каждая шпилька установлена «пристреливанием» электросваркой с соответствующим расплавлением указанного осевого выступа, так что шпилька оказывается приваренной к внутренней поверхности боковой грани всей торцевой плоскостью фланца шпильки.
Кроме того, в отношении связи между Х- и Y-поперечинами возможны два варианта.
По первому варианту эти поперечины находятся в разных горизонтальных плоскостях и не имеют непосредственной связи друг с другом, т.е. не образуют крест. В этом случае бак, имея ввиду его лонжеронный вариант, содержит две плоские лонжеронные рамы: первая образована лонжеронами 5, 7 и поперечиной 9, вторая - лонжеронами 6, 8 и поперечиной 10.
По второму варианту эти поперечины своими центрами жестко соединены между собой, например, сваркой, причем так, что они образуют крест, т.е. единую крестовую Х-Y-поперечину, своими четырьмя концами соединенную с соответствующими четырьмя боковыми гранями параллелепипеда бака. Если при этом иметь ввиду лонжеронный вариант бака, то перед нами бак с объемной лонжеронной рамой, содержащей четыре лонжерона и, по крайней мере, одну крестовую Х-Y-поперечину. При этом возможен, конечно же, и безлонжеронный вариант с как минимум одной крестовой поперечиной. В любом случае совершенно очевидно, что крестовый вариант выполнения поперечины дополнительно повышает жесткость всей конструкции бака.
В процессе эксплуатации бака его заполняют водой (или другой жидкостью), которая при большой емкости бака оказывает значительное давление на боковые грани 1, 2, 3, 4. При этом очевидно, что при одинаковых площадях граней давление на грани будет примерно одинаковым и значительным. В этом случае для предотвращения разрушения бака необходимо усиливать все четыре его боковые грани. Можно, например, выполнить боковые грани из довольно толстого листового металла, что дорого. В порядке альтернативы в рамках заявленной полезной модели боковые грани изготавливают из тонкого металла, что значительно дешевле, вводя при этом усиливающие и упрочняющие элементы, коими как раз и являются Х- Y-поперечины.