НАКОПИТЕЛЬНЫЙ БУНКЕР
STORAGE BIN

Область изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию накопительных бункеров, а более конкретно, имеет отношение к конструкции боковой стенки накопительного бункера.
Предпосылки к созданию изобретения
Содержащиеся в этом разделе описания данные представляют собой только информацию относительно предпосылок к созданию настоящего изобретения и не обязательно содержат описание прототипа настоящего изобретения.
Выпускаемые серийно накопительные бункеры для хранения таких материалов, как зерно, могут иметь крышу и конструкцию стенки, образованную из нескольких волнистых (рифленых, гофрированных) листов и вертикальных стоек. Стойки могут в целом поддерживать крышу, а волнистые листы могут выдерживать внутреннее давление (или направленное наружу радиальное усилие), созданное материалом, хранящимся внутри накопительного бункера. Стойки дополнительно могут выдерживать нагрузку, приложенную к волнистым листам, возникающую за счет трения между зерном и листами.
По мере увеличения емкости хранения накопительного бункера при увеличении его высоты и диаметра, кольцевое растяжение, приложенное к конструкции стенки, может возрастать за счет повышения внутреннего давления (создающего направленную наружу радиальную силу) внутри накопительного бункера, возникающего за счет увеличения массы хранящегося материала. Типичные серийные накопительные бункеры могут иметь волнистые листы с толщиной материала 4,2 мм или меньше (материал сортамента 8). При увеличении размера бункера необходимо увеличивать полную толщину материала волнистых листов, чтобы выдерживать повышенное кольцевое напряжение (растяжение). При этом могут быть использованы несколько волнистых листов для создания слоистой конструкции, чтобы обеспечить увеличенную полную толщину материала стенки. Направленное наружу радиальное усилие может дополнительно повышать направленное вниз усилие, воздействующее на листы (например, возникающее за счет трения), которое может усиливаться за счет волнистой поверхности листов.
Сущность изобретения
В этом разделе содержится краткое изложение изобретения без полного описания его основных признаков, его полного объема или всех возможных характеристик.
Накопительный бункер может иметь волнистую внешнюю боковую стенку, в целом плоскую внутреннюю боковую стенку и первое крепежное средство. Волнистая внешняя боковая стенка может нести часть нагрузки кольцевого растяжения, созданного за счет материала внутри накопительного бункера, и может иметь серии (группы) горизонтально идущих рифлений, образующих чередующиеся желобчатые участки, имеющие чередующиеся идущие по окружности радиально внутренние и внешние ребра, вертикально смещенные друг от друга вдоль вертикали внешней боковой стенки. Волнистая внешняя боковая стенка может иметь первое отверстие. В целом плоская внутренняя боковая стенка, которая упирается в указанные радиально внутренние ребра, может нести часть нагрузки кольцевого растяжения и может иметь второе отверстие. Первое крепежное средство может проходить через первое и второе отверстия и может соединять внутреннюю и внешнюю боковые стенки друг с другом.
В соответствии с другой схемой построения накопительный бункер может иметь волнистую внешнюю боковую стенку, в целом плоскую внутреннюю боковую стенку и первое крепежное средство. Волнистая внешняя боковая стенка может содержать первый и второй волнистые листы, имеющие горизонтально идущие рифления, образующие чередующиеся желобчатые участки, имеющие чередующиеся идущие по окружности радиально внутренние и внешние ребра, вертикально смещенные друг от друга вдоль вертикали внешней боковой стенки. Горизонтальный конец первого волнистого листа может иметь первое отверстие, а горизонтальный конец второго волнистого листа может иметь второе отверстие. В целом плоская внутренняя боковая стенка может содержать первый и второй в целом плоские листы, которые упираются в радиально внутренние ребра. Горизонтальный конец первого плоского листа может иметь третье отверстие, а горизонтальный конец второго плоского листа может иметь четвертое отверстие. Горизонтальные концы первого волнистого листа и первого плоского листа могут перекрывать горизонтальные концы второго волнистого листа и второго плоского листа (с образованием вертикального шва). Первый волнистый лист и первый плоский лист могут идти в первом горизонтальном направлении, а второй волнистый лист и второй плоский лист могут идти во втором горизонтальном направлении, противоположном первому горизонтальному направлению. Второй волнистый лист может быть расположен радиально между первым волнистым листом и первым плоским листом, а первый плоский лист может быть расположен радиально между вторым волнистым листом и вторым плоским листом. Первое крепежное средство может идти сначала через первое отверстие, затем через второе отверстие, затем через третье отверстие и, наконец, через четвертое отверстие, чтобы соединять внутреннюю и внешнюю боковые стенки друг с другом.
В соответствии с еще одной схемой построения накопительный бункер может иметь волнистую внешнюю боковую стенку, в целом плоскую внутреннюю боковую стенку, первое крепежное средство, стойку и крышу. Волнистая внешняя боковая стенка может образовывать внешний обруч, несущий часть нагрузки кольцевого растяжения, созданной за счет материала внутри накопительного бункера, и может иметь серии горизонтально идущих рифлений, образующих чередующиеся желобчатые участки, имеющие чередующиеся идущие по окружности радиально внутренние и внешние ребра, вертикально смещенные друг от друга вдоль вертикали внешней боковой стенки. Волнистая внешняя боковая стенка может дополнительно иметь первое отверстие. В целом плоская внутренняя боковая стенка может образовывать внутренний обруч, несущий часть нагрузки кольцевого растяжения, и может иметь второе отверстие. Первое крепежное средство может проходить через первое и второе отверстия и может соединять внутреннюю и внешнюю боковые стенки друг с другом. Стойка может быть прикреплена к внутренней и внешней боковым стенкам и может нести вертикальную нагрузку накопительного бункера. Крыша может поддерживаться при помощи стоек. Полная радиальная толщина материала объединенных внутренней и внешней боковых стенок может быть больше в области у основания накопительного бункера, чем в области вблизи крыши.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показан накопительный бункер в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан фрагментарно вид в перспективе узла боковой стенки накопительного бункера, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показан фрагментарно вид в перспективе с пространственным разделением деталей узла боковой стенки, показанной на фиг.2.
На фиг.4 показан фрагментарно разрез узла боковой стенки накопительного бункера, показанного на фиг.1.
На фиг.5 показан разрез устройства крепления узла боковой стенки накопительного бункера, показанного на фиг.1.
На фиг.6 показан фрагментарно разрез альтернативного узла боковой стенки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показан фрагментарно разрез узла боковой стенки накопительного бункера, показанного на фиг.1.
Подробное описание изобретения
Следует иметь в виду, что приведенное далее описание является примерным, служит только для пояснения изобретения и не имеет ограничительного характера.
На фиг.1 показан накопительный бункер 10. Накопительный бункер 10 может быть использован для хранения различных материалов, в том числе для хранения зерна. Накопительный бункер 10 может иметь крышу 12, прикрепленную к узлу 14 боковой стенки. Как это показано на фиг.2-4, узел 14 боковой стенки может иметь внутренние панели 16, внешние панели 18, стойки 20 и первое и второе крепежные средства 21, 22. Альтернативно, накопительный бункер 10 может быть сконструирован без использования стоек 20.
Внутренние панели 16 могут образовывать внутреннюю боковую стенку и могут содержать серии в целом плоских панелей, имеющих сквозные отверстия 24. Внутренняя боковая стенка может образовывать множество внутренних обручей накопительного бункера 10. Внутренние панели 16 могут образовывать внутреннюю сторону накопительного бункера 10, создавая в целом гладкую внутреннюю поверхность накопительного бункера 10. В целом гладкая внутренняя поверхность, образованная при помощи внутренних панелей 16, может снижать фрикционную нагрузку, приложенную к узлу 14 боковой стенки за счет находящегося в бункере материала. Например, как это показано на чертежах, вертикальные концы смежных внутренних панелей 16 могут образовывать горизонтальные швы, имеющие соединение встык. При сборке бункера сначала может быть небольшой зазор между вертикальными концами смежных внутренних панелей 16, который затем будет устранен в результате последующего вертикального нагружения.
Внешние панели 18 могут образовывать внешнюю боковую стенку и могут содержать серии волнистых панелей, имеющих горизонтально ориентированные чередующиеся желобчатые участки 26, 27 и сквозные отверстия 28. Внешняя боковая стенка может образовывать множество внешних обручей накопительного бункера 10. Например, смежные внешние волнистые панели 18 могут перекрываться у их вертикальных кромок и образовывать горизонтальный шов, имеющий соединение внахлестку. Серии крепежных средств могут быть предусмотрены для образования в целом непрерывного соединения вдоль такого горизонтального шва. Желобчатые участки 26 могут иметь радиально внешние ребра 29, а желобчатые участки 27 могут иметь радиально внутренние ребра 31. Радиально внутренние ребра 31 могут упираться во внутренние панели 16.
Внутренние и внешние панели 16, 18 могут быть изготовлены из одинаковых или различных материалов. Например, внешние панели 18 могут быть изготовлены из оцинкованной стали, а внутренние панели 16 могут быть изготовлены из нержавеющей стали. Кроме того, несмотря на то, что волнистые панели показаны как имеющие в целом гладкие желобчатые участки 26, 27, следует иметь в виду, что внешние панели 18 могут иметь различные другие конфигурации, содержащие чередующиеся квадратные каналы и чередующиеся V-образные каналы.
Стойки 20 могут иметь группы отверстий 30 и могут быть расположены снаружи от накопительного бункера 10 и обеспечивать вертикальную поддержку для крыши 12. В альтернативной конструкции, показанной на фиг.6, стойки 120 могут быть расположены внутри накопительного бункера 110 и могут прилегать к внутренним панелям 116. Накопительный бункер 110 может быть аналогичен накопительному бункеру 10, за исключением места расположения стоек 120. В любом случае внешние панели 18 и стойки 20 могут быть первичным маршрутом вертикальной нагрузки для любых горизонтальных швов.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3 и 4, на которых показано, что внутренние и внешние панели 16, 18 могут быть прикреплены друг к другу и к стойкам 20 с использованием первого и второго узлов 21, 22 крепежных средств. Более конкретно, внешние панели 18 могут быть расположены радиально между внутренними панелями 16 и стойками 20. Например, как это показано на фиг.3, одно из отверстий 24, 28 в каждой внутренней и внешней панелях 16, 18 могут быть совмещены друг с другом и с отверстием 30 в стойке 20. Первый узел 21 крепежного средства может быть использован для прикрепления внутренней и внешней панелей 16, 18 к стойке 20. Внутренняя и внешняя панели 16, 18 могут обе выдерживать кольцевое растяжение от радиальной нагрузки (или внутреннего давления), созданной за счет материала внутри накопительного бункера 10. Нагрузка кольцевого растяжения, созданная за счет радиальной нагрузки (или внутреннего давления) и приложенная к узлу 14 боковой стенки, может быть распределена за счет внутренней и внешней боковых стенок.
Первый узел 21 крепежного средства может содержать крепежное средство 32, имеющее головку 34 и резьбовой хвостовик 36, а также может содержать первую и вторую гайки 38, 40. Внешняя поверхность желобчатого участка 26 (радиально внешнее ребро 33) может упираться в стойку 20, а внутренняя поверхность желобчатого участка 27 (радиально внутреннее ребро 31) может упираться во внутреннюю панель 16. Крепежное средство 32 может быть пропущено через отверстия 24, 28, 30. Головка 34 может упираться во внешнюю радиальную поверхность стойки 20. Первая гайка 38 может быть расположена радиально между внутренней и внешней панелями 16, 18, может прилегать к ним и может быть навинчена на резьбовой хвостовик 36. Вторая гайка 40 может быть навинчена на резьбовой хвостовик 36 и может упираться во внутреннюю радиальную поверхность внутренней панели 16.
Второй узел 22 крепежного средства может содержать крепежное средство 42, имеющее головку 44 и резьбовой хвостовик 46, а также может содержать гайку 47. Головка 44 может быть расположена радиально внутри относительно стойки 20 и может прилегать к внешней радиальной поверхности желобчатого участка 27. Резьбовой хвостовик 46 может быть пропущен через отверстие 28, идущее через желобчатый участок 27, и через соответствующее отверстие 24 во внутренней панели 16. Гайка 47 может быть навинчена на резьбовой хвостовик 46 и может упираться во внутреннюю радиальную поверхность внутренней панели 16, чтобы прикреплять внутреннюю и внешнюю панели 16, 18 друг к другу. Следует иметь в виду, что различные другие узлы крепежных средств могут быть использованы вместо первого и второго узлов 21, 22 крепежных средств, например, такие как заклепки. Следует также иметь в виду, что множество первых и вторых узлов крепежных средств используют по всему бункеру 10 для прикрепления внутренних и внешних панелей 16, 18 друг к другу и к стойке 20. Например, внутренние панели 16 и внешние панели 18 могут быть соединены друг с другом при помощи первого и/или второго узлов 21, 22 крепежных средств по всей боковой стенке 14. Кроме того, следует иметь в виду, что число использованных внутренних панелей 16 может быть различным, в зависимости от местоположения внутри бункера 10.
Например, слой единственной внутренней панели 16 и единственной внешней панели 18 может быть использован для образования радиальной протяженности узла 14 боковой стенки бункера 10. Альтернативно, множество внутренних панелей 16 могут быть использованы в конструкции с перекрытием, чтобы повысить прочность обруча узла 14 боковой стенки бункера 10. Бункер 10 может иметь меньшую радиальную нагрузку (или меньшее внутреннее давление), созданную содержащимся в нем материалом, таким как зерно, в местоположении поблизости от крыши 12, по сравнению с нагрузкой у основания бункера 10. Таким образом, следует выбирать большую полную толщину материала кольца (или первой области обруча) узла 14 боковой стенки поблизости от основания бункера 10, чем полная толщина материала кольца (или второй области обруча), расположенного рядом с крышей 12.
Как уже было указано выше, увеличенная радиальная толщина материала может быть создана за счет перекрытия внутренних панелей 16. На фиг.2 и 3 показаны множество внутренних панелей 16, которые имеют перекрытие для создания увеличенной радиальной толщины материала в первой области обруча узла 14 боковой стенки. Альтернативно, единственный слой внутренних панелей 16, имеющий увеличенную толщину материала, может быть использован для образования кольца узла 14 боковой стенки.
В результате, единственный слой внешних панелей 18 может быть использован для образования узла 14 боковой стенки. Вместо использования слоистой конструкции из нескольких волнистых внешних панелей 18 можно выбрать число внутренних панелей 16 или их толщину, чтобы нести желательную радиальную нагрузку (или выдерживать необходимое внутреннее давление). Например, бункер 10 может иметь диаметр больше 30 м и может иметь единственный слой волнистых внешних панелей 18, имеющих радиальную толщину материала 4,2 мм или меньше. Внутренние панели 16 могут иметь радиальную толщину материала в местоположении поблизости от основания бункера 10 больше чем 5,0 мм. Эта толщина может быть получена за счет использования единственного слоя внутренних панелей 16, имеющих желательную толщину материала, или за счет конструкции с перекрытием, такой как слоистая конструкция. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения увеличенная толщина материала может быть создана за счет перекрытия внешних панелей 18.
Кроме того, местоположения швов, где смежные внутренние панели 16 и смежные внешние панели 18 соединены друг с другом, могут быть выбраны так, чтобы уменьшить сдвигающую (срезающую) нагрузку, приложенную к первому и второму узлам 21, 22 крепежных средств. На фиг.5 показана схема расположения внутренних и внешних панелей 16, 18 и вторых узлов 22 крепежных средств. Показанная на фиг.5 схема расположения позволяет в целом обеспечивать чередующуюся сдвигающую нагрузку, приложенную вдоль оси крепежных средств 42.
Первая внутренняя панель 16а может иметь горизонтальный конец, перекрывающий горизонтальный конец второй внутренней панели 16b (чтобы образовать вертикальный шов). Первая внутренняя панель 16а может идти в первом направлении (D1) от крепежных средств 42, а вторая внутренняя панель 16b может идти во втором направлении (D2), в целом противоположном первому направлению (D1), от крепежных средств 42. Аналогично, первая внешняя панель 18а может иметь горизонтальный конец, перекрывающий горизонтальный конец второй внешней панели 18b (чтобы образовать вертикальный шов). Первая внешняя панель 18а может идти в первом направлении (D1) от крепежных средств 42, а вторая внешняя панель 18b может идти во втором направлении (D2) от крепежных средств 42. Вторая внешняя панель 18b может быть расположена радиально внутри относительно первой внешней панели 18а, первая внутренняя панель 16а может быть расположена радиально внутри относительно второй внешней панели 18b, а вторая внутренняя панель 16b может быть расположена радиально внутри относительно первой внутренней панели 16а. Первая и вторая внутренние панели 16а, 16b могут иметь отверстия 24а, 24b, совмещенные с отверстиями 28а, 28b в первой и второй внешних панелях 18а, 18b. Крепежные средства 42 могут быть расположены внутри отверстий 24а, 24b, 28а, 28b. Таким образом, срезающее усилие, приложенное к крепежным средством 42, может периодически изменяться между первым и вторым направлениями (D1, D2) вдоль оси крепежных средств 42.
Дополнительно, как это показано на фиг.7, внутренние панели 16 могут иметь выступы 48, идущие от них радиально наружу. Выступы 48 могут упираться в радиально внутренние ребра 31, образуя вертикальные каналы 50 связи между смежными желобчатыми участками 26. Эти вертикальные каналы 50 связи позволяют предотвращать накопление влаги внутри желобчатых участках 26 при экстремальных погодных условиях, когда сильно изменяются температуры между внутренней частью накопительного бункера 10 и окружающей атмосферой.
Приведенное описание вариантов осуществления настоящего изобретения дано для его пояснения. Оно не предназначено для исчерпывающего описания изобретения или для его ограничения. Индивидуальные элементы или признаки специфического варианта осуществления настоящего изобретения в целом не ограничены этим специфическим вариантом, но, когда это применимо, являются взаимозаменяемыми и могут быть использованы в выбранном варианте, даже если это специально не указано. В изобретение могут быть введены различные изменения и дополнения, которые не выходят за рамки приведенной далее формулы изобретения.