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.
Известна криогенная емкость для сжиженного газа, состоящая из внутреннего контейнера из коррозионно-стойкого металла, слоя теплоизоляции, выполненного на основе вакуумной технологии, и наружной оболочки. Наружная оболочка выполнена в виде дополнительного слоя теплоизоляции из композиционного материала (патент RU 2194917, МПК F17C 3/00, опубл. 20.12.2002).
Недостатком известного решения является сложность изготовления наружной оболочки из композитных материалов, увеличенная масса внутреннего сосуда из коррозионно-стойкой стали. Также недостатком является сложность выполнения надежного соединения трубопроводов коммуникаций с наружной оболочкой из композитных материалов.
Известен контейнер-цистерна, содержащий цилиндрический котел с днищами, две металлические прямоугольные торцевые рамы со стойками, верхними и нижними поперечными балками, верхними и нижними грузозахватными фитингами, закрепленными по углам на стойках и поперечных балках, верхними и нижними диагональными распорками, соединяющими стойки с поперечными балками, две металлические нижние треугольные опоры с основаниями из нижних поперечных балок торцевых рам и со сторонами из нижних диагональных опорных балок прямоугольного профиля, закрепленных по две с каждой стороны котла одними концами на нижних грузозахватных фитингах, другими, имеющими цилиндрический участок сопряжения с цилиндрической поверхностью котла, - на последнем через по меньшей мере одну металлическую цилиндрическую панель с кривизной, соответствующей кривизне наружной цилиндрической поверхности котла, и, при необходимости, охватывающие цилиндрический котел металлические кольца, отличающийся тем, что он снабжен дополнительно по меньшей мере четырьмя, аналогичными нижним, металлическими боковыми треугольными опорами, расположенными по две на каждой продольной боковой стороне цилиндрического котла, имеющими в качестве оснований стойки торцовых рам, а в качестве сторон - аналогичные нижним диагональные опорные балки, с образованием из всех треугольных опор, включая нижние, и прямоугольных торцевых рам пространственного силового каркаса, при этом диагональные опорные балки закреплены аналогично нижним на соответствующих нижних и верхних грузозахватных фитингах и цилиндрическом котле, а металлические цилиндрические панели скреплены с цилиндрическим котлом непосредственно или через охватывающие цилиндрический котел металлические кольца. Цилиндрический котел с днищами выполнен из металла или из композиционного материала и оснащен пространственным силовым каркасом (патент RU 2115606, МПК B65D 88/12, опубл. 20.07.1998).
Недостатком известного решения, взятого за прототип, является сложность, при условии его изготовления из композитных материалов, и завышенная общая масса, при условии его изготовления из металла. Также недостатком является дополнительные затраты материалов для изготовления мест опирания сосуда из композитных материалов на торцевые рамы контейнера, а также сложность выполнения надежного соединения трубопроводов коммуникаций с наружной оболочкой из композитных материалов. Появляется необходимость изготовления дополнительных элементов крепления с помощью болтовых соединений, что негативно сказывается на качестве соединения в условиях повышенной вибрации при транспортировке контейнера.
Технической задачей, на выполнение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание контейнера-цистерны с внутренним сосудом из алюминиевого сплава для хранения и транспортировки криопродуктов, содержащего трубопроводы системы коммуникаций, обладающего повышенной надежностью и меньшей трудоемкостью при изготовлении.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных свойств контейнера-цистерны с внутренним сосудом из алюминиевого сплава, в который введены биметаллические пластины для вварки трубопроводов системы коммуникаций.
Технический результат достигается тем, что для внутреннего сосуда применен алюминиевый сплав, в который вварены трубопроводы системы коммуникаций из нержавеющей стали с помощью биметаллических пластин, при этом происходит упрощение процесса сборки, значительное уменьшение материальных затрат на сборочно-сварочные работы и уменьшение трудоемкости изготовления сосуда, что повышает надежность сосуда, а также влияет на себестоимость изделия. Масса заявляемого контейнера-цистерны по сравнению с контейнерами, внутренний сосуд которых изготовлен из аустенитных сталей (алюминиевый сплав), а наружный (цилиндрическая обечайка) из конструкционной низколегированной стали, меньше на 25 %. Это позволяет увеличивать полезную нагрузку сосуда.
Признаками полезной модели являются:
1. Контейнер-цистерна,
2. состоящий из цилиндрической обечайки (оболочки) с днищами,
3. жестко скрепленными с двумя торцевыми рамами,
4. внутреннего сосуда из алюминиевого сплава,
5. имеющего экранно-вакуумную изоляцию,
6. и опирающегося на наружную цилиндрическую обечайку посредством установки низкотеплопроводных опор.
7. Пространство между оболочкой и внутренним сосудом заполнено вакуумом.
8. Для надежного крепления трубопроводов системы коммуникаций из нержавеющей стали к внутреннему сосуду из алюминиевого сплава применены биметаллические пластины,
9. которые одной частью (алюминиевый сплав) швом вварены во внутренней сосуд,
10.  а к другой их части (нержавеющая сталь) швом приварены трубопроводы системы коммуникаций.
Признаки 1-7 являются общими с прототипом, признаки 8-10 являются существенными отличительными признаками изобретения.
Сущность полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где на фиг. 1 представлен общий вид контейнера в аксонометрии, на фиг. 2 – вид спереди контейнера-цистерны, на фиг. 3 – сечение А-А на фиг. 2, на котором изображено сечение контейнера-цистерны, на фиг. 4 – схема вварки во внутренний сосуд трубопроводов системы коммуникаций, на фиг. 5 – схема расположения трубопроводов системы коммуникаций в арматурном отсеке, на фиг. 6 – схема расположения биметаллических пластин.
Контейнер-цистерна для транспортирования и хранения жидких криопродуктов состоит из цилиндрической обечайки (оболочки) 1 с днищами 2, жестко скрепленными с двумя торцевыми рамами 3 (с грузозахватными элементами) посредством переходных силовых обечаек 4, и усиленной шпангоутами 5, внутреннего сосуда 6 из алюминиевого сплава, имеющего экранно-вакуумную изоляцию 7, и опирающегося на цилиндрическую обечайку 1 посредством установки низкотеплопроводных опор 8, расположенных под углом к вертикальной оси, и закрепленного от осевого вращения цепными подвесами 9. Пространство 10 между оболочкой 1 и внутренним сосудом 6 заполнено вакуумом. Контейнер-цистерна имеет арматурный отсек 11 для установки в нем трубопроводов системы коммуникаций 12 с запорно-предохранительной арматурой (позицией не обозначена). Для надежного крепления трубопроводов системы коммуникаций 12 из нержавеющей стали к внутреннему сосуду 6 из алюминиевого сплава применены биметаллические пластины 13, которые одной частью 13а (алюминиевый сплав) швом 14 вварены во внутренней сосуд 6, а к другой их части 13б (нержавеющая сталь) швом 15 приварены трубопроводы системы коммуникаций 12. Цилиндрическая обечайка 1 выполнена из конструкционной низколегированной стали.
Явным преимуществом данной модели по сравнению с аналогами, изготовленными из композитных материалов, является надежное соединение трубопроводов коммуникаций с внутренним сосудом. Также данная модель имеет ряд преимуществ при сварке частей сосуда трением с перемешиванием, а именно: не нужно тщательно подготавливать заготовки, не возникает необходимости в особой подготовке кромок, прочность получаемого соединения достаточно высока, практически полное отсутствие признаков коробления и термической деформации, отсутствие необходимости дополнительной обработки мест сварных швов. Еще одним явным преимуществом можно назвать податливость алюминиевых сплавов деформациям при изготовлении сосуда. Также при сборке внутреннего сосуда с трубопроводами системы коммуникаций из нержавеющей стали с помощью биметаллических пластин отпадает необходимость использования болтовых соединений.