КУПОЛЬНАЯ КРЫША РЕЗЕРВУАРА С НАРУЖНЫМ КАРКАСОМ

Купольная крыша резервуара с наружным каркасом относится к стационарным крышам резервуаров для хранения жидких продуктов, в частности, агрессивных жидкостей.
Известна купольная крыша резервуара по А. Св. СССР №914741, МПК Е04Н 7/02, опубл. 28.03.1982 г.
Эта купольная крыша состоит из центрального щита и радиальных щитов, включающих обвязочный уголок, радиальные и кольцевые балки жесткости с прикрепленным к ним снизу настилом.
Недостатком является низкая коррозионная стойкость крыши, обусловленная доступом паров агрессивных сред к деталям крыши.
Известна купольная крыша резервуара для хранения агрессивных жидкостей по патенту РФ на полезную модель РФ №118991, МПК Е04В 7/02, опубл. 10.08.2012 г., прототип.
Эта крыша изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали, или в комбинации двух сталей - нержавеющего настила и каркаса из углеродистой стали, и состоит из центрального щита, опорного кольца и радиальных щитов, включающих прямолинейные (плоские) участки, вписанные в поверхность сферического купола.
Недостатками этого решения является выполнение балок щитов из уголков, приваренных к настилу «на ребро», что затрудняет антикоррозионную защиту внутренней поверхности уголков лакокрасочными материалами. При проектировании крыши необходимо учитывать возможность потери уголками устойчивости. Также количество радиальных балок не меняется от периметра крыши к ее центру, что создает неоправданные затраты металла. Кроме того, конструктивное решение опорного кольца, состоящее из горизонтального, вертикального и наклонного элементов является не технологичным в изготовлении и монтаже.
Задачи создания полезной модели: повышение несущей способности и уменьшение массы крыши.
Технический результат заключается в повышении несущей способности крыши при одновременном уменьшении ее массы и улучшении условий нанесения антикоррозионных покрытий за счет выполнения балок каркаса из швеллеров, расположенных плашмя относительно настила («на ребро» - полками вниз), при этом количество радиальных балок уменьшается от опорного кольца до центрального щита таким образом, что каждая пара балок переходит в одну балку по мере приближения к центру, образующийся при этом узел соединения балок усиливается треугольными накладками.
Решение указанных задач достигнуто в купольной крыше резервуара с наружным каркасом, состоящей из центрального щита, опорного кольца и радиальных щитов, включающих прямолинейные участки, вписанные в поверхность сферического купола, прямолинейных радиальных и кольцевых балок каркаса, расположенных снаружи крыши, и плоского настила, расположенного с внутренней стороны, отличающейся тем, что количество радиальных балок уменьшается от опорного кольца до центрального щита таким образом, что каждая пара радиальных балок переходит в одну радиальную балку по мере приближения к от периферии к центру, образующийся при этом узел соединения балок усиливают треугольными накладками.
Балки каркаса могут быть выполнены из швеллеров. Швеллера могут быть выполнены из гнутых профилей. Швеллера могут быть выполнены из прокатных профилей. Швеллера могут быть расположены плашмя относительно настила и полками вниз и образуют при сварке с настилом замкнутое коробчатое сечение.
Опорное кольцо крыши может быть выполнено в виде усеченного конуса.
Для сопряжения плоских щитов с коническим опорным кольцом на периферийных участках плоских щитов выполнены радиальные прорези, обеспечивающие прилегание настила к конической поверхности опорного кольца, выполненного в виде усеченного конуса.
Купольная крыша резервуара с наружным каркасом может быть изготовлена из углеродистой стали. Купольная крыша резервуара с наружным каркасом может быть изготовлена из нержавеющей стали. Купольная крыша резервуара с наружным каркасом может быть изготовлена из комбинации двух сталей - нержавеющего настила и каркаса из углеродистой стали. Балки каркаса могут быть выполнены сварными - составного сечения: верхняя часть швеллерного сечения - из углеродистой стали, а нижняя часть полок швеллеров - из нержавеющей стали.
Сущность технического решения поясняется следующими чертежами (фиг.. 1…13):
фиг. 1 - общий вид фрагмента крыши в плане;
фиг. 2 - радиальный разрез крыши А-А по фиг. 1;
фиг. 3 - общий вид радиального монтажного щита;
фиг. 4 - вид на узел Б по фиг. 1;
фиг. 5 - вид по сечению Ж-Ж на узле Б;
фиг. 6 - вид на узел В по фиг. 1;
фиг. 7 - вид по сечению И-И на узле В;
фиг. 8 - вид на узел Г по фиг. 1;
фиг. 9 - вид по сечению К-К на узле Г;
фиг. 10 - вид на узел Д по фиг. 1;
фиг. 11 - вид на узел Е по фиг. 1;
фиг. 12 - вид по сечению Л-Л на узле Е,
фиг. 13 - вид по сечению М-М на узле Б.
сф
Купольная крыша резервуара с наружным каркасом (фиг. 1…13) включает центральный щит 1, в форме круга, опорное кольцо 2, выполненное в виде усеченного конуса, радиальные щиты 3, состоящие из плоских участков 4, вписанных в поверхность сферического купола радиусом R. Радиальные щиты 3 состоят из радиальных балок каркаса 5 и кольцевых балок каркаса 6, расположенных с наружной стороны плоского настила 7. Соединение радиальных балок каркаса в местах излома купола осуществляется стыковыми вставками 8, к которым присоединяются кольцевые балки каркаса 6. На заводе-изготовителе радиальные щиты 3 изготавливаются в виде габаритных отправочных марок, в основном размером в плане не более 3×12 м. Стыковкой радиальных щитов 3 по узлу Г на фиг. 1 на монтажной площадке образуется так называемый монтажный щит, показанный на фиг. 3. Монтажная стыковка радиальных щитов 3 производится на плоских участках 4 посредством накладок 10.
По мере приближения радиальных балок 5 к центральному щиту 1 каждая пара смежных радиальных балок каркаса 5 переходит в одну радиальную балку каркаса 5, как показано на узле D и фиг. 3, а узлы соединения трех радиальных балок каркаса 5 усиливается треугольными накладками 11. Такой переход, в зависимости от диаметра крыши, может выполняться один, два или большее количество раз. В центре крыши радиальные балки каркаса 5 соединяются с центральным щитом 1 посредством центральной накладки 12 (фиг. 11).
Соединение радиальных щитов 3 с опорным кольцом 2, выполненным в виде усеченного конуса, производится через опорные накладки 9 (фиг. 4 и 5) и с плоским настилом 7 при помощи радиальных разрезов 13. Радиальных разрезов 13 может быть выполнено или один или несколько, они обеспечивают плавный переход от плоской поверхности к конусу (с отклонением в пределах толщины настила).
Материал купольной крыши резервуара с наружным каркасом или углеродистая или нержавеющая сталь, или в комбинации двух сталей: нержавеющий настил и каркас из углеродистой стали. При выполнении настила из нержавеющей стали, балки каркаса выполняют сварными - составного сечения: верхняя часть швеллерного сечения - из углеродистой стали, а нижняя часть полок швеллеров - из нержавеющей стали.
Вид опорного кольца 2 крыши приведен на фиг. 13. Опорное кольцо 2 выполнено в виде усеченного конуса.
Купольную крышу резервуара собирают следующим образом.
На заводе-изготовителе радиальные щиты 3 изготавливают в виде габаритных отправочных марок, в основном размером в плане не более 3×12 м. Стыковкой радиальных щитов 3 по узлу Г на фиг. 1 на монтажной площадке образуется так называемый монтажный щит, показанный на фиг. 3. Монтажная стыковка радиальных щитов 3 производится на плоских участках 4 посредством накладок 10.
Применение полезной модели позволило:
Повысить несущую способность купольной крыши при одновременном снижении металлоемкости за счет:
- выполнения балок щитов из швеллеров вместо уголков,
- изменения (уменьшения) количества радиальных балок от периметра крыши к ее центру
Улучшить технологичность опорного кольца, за счет выполнения его в виде усеченного конуса вместо составного из горизонтального, вертикального и наклонного элементов.
Улучшить условия для выполнения антикоррозионной защиты внутренней и наружной поверхностей крыши лакокрасочными материалами.
Повысить коррозионную стойкость крыши от воздействия паров агрессивных сред к деталям крыши при минимальном расходе легированной (нержавеющей стали).