УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТЕЙ

2
Полезная модель относится к большим контейнерам, в частности к эластичным (мягким) резервуарам, предназначенным для хранения и транспортирования жидкостей, в том числе углеводородов и биотоплива. Известен эластичный резервуар (патент РФ №2304553, B65D 88/16, B65D 88/22, 20.08.2007), содержащий поддон, на котором размещена с возможностью фиксации замкнутая оболочка, состоящая из топливостойкого, светозащитного и силового слоев, а на своей верхней поверхности замкнутая оболочка содержит сливно-наливную горловину. Топливостойкий слой выполнен из двух слоев полимерного материала толщиной 80-150 мкм с массой не более 0,3 кг/м. Светозащитный слой выполнен из электропроводной саженаполненной полиэтиленовой пленки толщиной 80-150 мкм. Силовой слой, размещенный с наружной стороны резервуара, состоит из одного или двух слоев фальцованной полипропиленовой ткани. Внутренняя часть поддона выполнена из материала, идентичного материалу топливостойкого слоя, и представляет замкнутую герметичную полость для заполнения воздухом или другим агентом. Боковые стенки поддона имеют высоту, равную не менее 0,7 от высоты заполненного резервуара, и расположены относительно днища поддона под углом 65-75°.
Недостатком аналога является снижение мобильности эксплуатации, обусловленное тем, что технологические операции при развертывании (свертывании) для подготовки поддона к началу (окончанию) эксплуатации, эластичного резервуара достаточно трудоемки. Дополнительные затраты на изготовление поддона снижают экономическую целесообразность использования изобретения. Неуправляемый раздув герметичной полой оболочки поддона, при заполнении воздухом, будет приводить к неравномерному увеличению удельного давления на грунт, которое будет увеличиваться по мере заполнения эластичного резервуара. Данный фактор усложнит его использование на заснеженных и болотистых участках. Если закачиваемое в резервуар топливо будет выше температуры окружающей среды, то в зимний период возможно примерзание контактирующей с поддоном поверхности эластичного резервуара. Данный фактор приведет к сложности при окончании эксплуатации, и перемещения резервуара к новой площадке развертывания.
Известен также способ транспортировки жидких веществ и устройство для его реализации (патент РФ №2456198, B63B 25/12, B65D 88/16, 20.07.2012), состоящий в том, что в пункте загрузки заливают жидким транспортируемым веществом сигарообразные танки, собранные в батареи, при этом заполняют их не полностью, а только на 0,95-0,97 поперечного сечения для получения гибкости танков при столкновении с препятствиями. Устройство представляет собой батарею сигарообразных танков из эластичной водостойкой морозостойкой пленки, помещенных в замкнутую цилиндрическую сеть из прочных водостойких канатов, выполненную с возможностью транспортировки ее при помощи буксировочного судна.
Недостатком аналога является то, что в данном изобретении не учитывается основной принцип перевозки грузов по воде, обеспечение плавучести. При замедлении хода или остановке буксира описанное устройство опустится, а при продолжении движения может повредиться о находящиеся в естественной акватории препятствия. В связи с отсутствием плавучести устройства, возникает большое лобовое сопротивление собранных в батарею танков при замедлении хода и начале движения буксира, что увеличит энергозатраты на буксировку. Большое количество запорной арматуры увеличит риски утечки перевозимого продукта. Кроме того, при скачивании перевозимых продуктов необходимы подъемные механизмы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является эластичный резервуар для воды и нефтепродуктов (патент РФ №99459, B65D 88/16, 20.11.2010), содержащий замкнутую оболочку с торцами, покрытием и днищем, сливоналивные патрубки, причем замкнутая оболочка выполнена двойной с герметичной полостью между оболочками, причем соседние оболочки внутри полости соединены перемычками, а из полости наружу резервуара герметично подведен воздушный шланг с функцией накачки через него воздухом полости. Внутренняя оболочка резервуара выполнена из ПВХ и полиуретана (ПУ). Соотношение ПВХ и ПУ выбрано исходя из доли 50% на 50% от общего вещества. Принцип изготовления резервуара - отдельные листы полимерного материала сваривают между собой, чтобы получилась емкость прямоугольной формы. При наполнении принимает вид подушки. Все швы при этом двойные. Вторую внешнюю оболочку формируют вокруг первой аналогичным путем.
Недостатками ближайшего аналога являются увеличение стоимости и веса, т.к. при реализации данного изобретения фактически придется изготавливать два полноценных эластичных резервуара, которые будут располагаться один в другом. В связи с этим утрачиваются основные преимущества эластичных резервуаров, мобильность и экономическая доступность. Изготовление герметичных перемычек меду оболочками технологически сложный и дорогостоящий процесс. Трудоемкость и дороговизна изготовления перемычек между оболочками, будет толкать изготовителя на минимальное их количество, что повлечет к раздуву, и увеличению, по мере заполнения резервуара, давления на грунт. Как было описано ранее данный отрицательный фактор является основным при эксплуатации эластичных резервуаров в заснеженных, и болотистых условиях.
Задача полезной модели - снижение массогабаритных показателей резервуара.
Технический результат изобретения - повышение эффективности использования эластичных мягких резервуаров за счет создания условий мобильности путем снижения массогабаритных показателей резервуара.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в эластичном резервуаре для хранения и транспортировки жидкостей, включающим герметичную полость, образованную верхней и нижней поверхностями, изготовленных из полимерного материала, согласно полезной модели, нижняя поверхность представляет трехмерно сотканный двустенный материал, две поверхности которого соединены друг с другом посредством множества равномерно распределенных ворсовых нитей, верхняя поверхность выполнена из одностенного полимерного материала, в полимерный материал введены добавки, сливо- наливной арматуры, клапана для сброса воздуха из полости для закачки хранимой жидкости, компрессора для надува дна, причем нижняя поверхность, образующая надувное дно, заполнена газообразным веществом.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве полимерного материала универсального резервуара для хранения и транспортировки жидкостей может быть использован композитный полимерный материал.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве добавки могут быть использованы антистатические добавки.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве добавки могут быть использованы добавки, предохраняющие полимерный материал от ультрафиолетового излучения и других воздействий окружающей среды.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве добавки могут быть использованы добавки, повышающие огнестойкость полимерного материала.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве газообразного вещества может быть используют инертный газ.
Кроме того, согласно полезной модели, резервуар снабжен подъемно-буксировочной арматурой.
Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг. представлен общий вид универсального резервуара для хранения и транспортировки жидкостей.
Универсальный резервуар для хранения и транспортировки жидкостей содержит корпус, состоящий из верхней поверхности 1 резервуара и нижней поверхности 2 резервуара (надувного дна). В корпусе находится хранимая жидкость 3. Верхняя поверхность резервуара 1 включает наливную арматуру 4, воздушный клапан 5, сливную арматуру 6. Нижняя поверхность 2 резервуара (надувное дно) включает компрессор для надува дна 7 и подъемно-буксировочную арматуру 8.
Мобильность и универсальность предлагаемого эластичного (мягкого) резервуара обеспечивается за счет надувного дна 2 из трехмерно сотканного, полимерного, двустенного материала, две поверхности которого соединены друг с другом посредством множества равномерно распределенных ворсовых, полимерных нитей. Так как все ворсовые нити имеют одинаковую длину, они определяют максимальное расстояние между обеими стенками двустенной ткани. Примером такого полимерного материала может служить производимый немецкой фирмой HEYTex - HEYTex double-wall. Ворсовыми нитями обеспечивается прочное соединение между двумя поверхностями. Одновременно образуется пространство, которое может быть заполнено различными средами. Пространство после заполнения становится устойчивым, а внешняя поверхность точно сохраняет форму.
В зависимости от давления воздуха или количества заполняющего вещества Вы получаете или сверхустойчивую и прочную на изгиб деталь, или матрац с бесступенчатой вариативностью степеней жесткости. Как правило, двустенные ткани серии HEYTex double-wall имеют воздуходержащее покрытие. Используя эти свойства, появляется возможность быстрой раскладки универсального резервуара, и подготовки его к заправке, а также возможность предварительной проверки положения резервуара на месте складирования по уклону, с возможностью изменения места установки резервуара до его наполнения. А так же возможность установки и перемещения универсального резервуара по заснеженным и заболоченным территориям, с использованием подъемно-буксировочной арматуры 8, за счет жесткой и ровной поверхности дна, которая эффективно распределяет давление универсального резервуара на грунт. Данное качество уменьшает риски повреждения и протечки хранимой жидкости. Так же техническим результатом является возможность транспортировки и хранения продукта по воде, за счет надувного дна изготовленного из полимерного материала по выше указанной технологии. Надувной конструктивный элемент будет создавать необходимую плавучесть предлагаемого универсального резервуара. Жесткое надувное дно универсального резервуара даст возможность без использования поддона или иного жесткого каркаса, производить транспортировку закаченной жидкости. Закаченный в донную часть универсального резервуара газ будет теплоизолировать хранимый продукт в зимний период.
Запуск в эксплуатацию универсального резервуара происходит следующим образом (см. фиг). Резервуар раскладывается в месте его эксплуатации, компрессор для наддува дна 7 подает газ в нижнюю поверхность 2 резервуара, которая изготовлена из полимерного материала по выше указанной технологии. Газ наполняет донную часть резервуара (нижняя поверхность 2), которая принимает окончательную форму. Для выполнения различных функций универсальным резервуаром, возникает необходимость в различной жесткости дна, для выполнения этой задачи, давление газа в донной части регулируется. Затем резервуар проверяют относительно занимаемого им положения. Если есть существенный уклон, то резервуар сдвигают. По мере заполнения резервуара хранимой жидкостью 3 через наливную арматуру 4 воздух из полости выходит через воздушный клапан 5. В связи с тем, что сливная арматура 6 находится в нижней части 2 резервуара, отпуск хранимой жидкости производится естественным образом.
Для изготовления универсального резервуара используют одно и двустенные полимерные материалы. Из одностенного материала изготавливается верхняя поверхность 1 резервуара, на которой монтируются сливо-наливная арматура и воздушный клапан. Нижняя поверхность 2 (дно) резервуара изготавливается из двустенного материала, на ней монтируется арматура подачи газа. Исходя из того на какой объем должен изготавливаться универсальный резервуар, производят раскрой полимерных материалов, причем в зависимости от выполняемых функций, климатических условий эксплуатации и хранимой жидкости, используются различные полимерные материалы. Раскрой полимерных материалов делают таким образом, чтобы при соединении по периметру верхней и нижней поверхностей (дна), образовывалась герметичная полость способная принять, через наливную арматуру, необходимый объем хранимой жидкости.
При выборе полимерного материала для поверхностей универсального резервуара необходимо учитывать воздействие окружающей среды, что достигается использованием менее подверженного внешним факторам полимерного материала, и (или) в ведением соответствующих добавок в полимерный материал. Если хранимая жидкость при контакте с полимерным материалом способна создавать статическое электричество, то необходимо обеспечение возможности отекания электрических зарядов с поверхностей универсального резервуара. Одним из практически применяемых способов является введение в состав полимерного материала технического углерода (сажи) или графита. Наиболее подходящим, базовым полимером, для изготовления универсальных резервуаров является полиуретан, он инертен к углеводородам, биотопливам и устойчив к изменениям температуры эксплуатации в широком диапазоне. Так же для повышения пожарной безопасности всей конструкции, при необходимости, можно вводить антипирены.
Для повышения пожарной безопасности универсального резервуара, надувное дно можно заполнить инертным газом. В случае возникновения пожара внутри резервуара, повреждается оболочка конструкции, и все пространство заполняется инертным газом, притока кислорода нет, огонь прекращается.
При наличии группы универсальных резервуаров, целесообразно делать централизованный пункт контроля и управления уровнем давления в надувной конструкции.
Отсутствие у предлагаемых к использованию полимерных материалах всех видов коррозии в естественной среде, в среде стандартных углеводородах и в биотопливах, даст возможность длительного использования универсальных резервуаров. С проблемой разрушения стальных, и даже алюминиевых конструкций в резервуарах уже сейчас столкнулись в странах, где на законодательном уровне обязывают производителей топлив использовать этанол. По прогнозам экспертов доля использования биотоплив в мире в ближайшее время резко возрастет, а значит альтернативы полимерным материалам, как основным материалам для изготовления резервуарного оборудования нет. Данное обстоятельство дает основание говорить об экспортной привлекательности моего технического решения.
Так как высокая эластичность полимерных материалов сочетается с прочностью, то решается задача защищенности всей конструкции от ударов и повреждений. Все выше перечисленное говорит о необходимости, и своевременности использования предлагаемого технического решения при изготовлении эластичных (мягких) резервуаров.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет повысить эффективность использования эластичных (мягких) резервуаров за счет создания условий мобильности, универсальности, обеспечения электростатической и экологической безопасности, за счет надувной конструкции нижней поверхности (дна), изготовленной из полимерного, трехмерно сотканного двустенного материала, две поверхности которого соединены друг с другом посредством множества равномерно распределенных ворсовых нитей.