РЕЗЕРВУАР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, В ЧАСТНОСТИ, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ЧЕТЫРЕХ КОРПУСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
HIGH-PRESSURE TANK, PARTICULARLY, MADE UP OF FOUR BODY MEMBERS

Предметом настоящего изобретения является резервуар высокого давления, в частности, состоящий из четырех корпусных элементов, в частности резервуар для сжатых и сжиженных газов, а также для жидкостей, который может найти применение в транспортных средствах, машинах, стационарных и передвижных устройствах.
Из международной заявки РСТ № WO 9846443 известен плоский резервуар для хранения сжиженных газов, имеющий два соединенных корпусных элемента: верхний и нижний, снабженные центральными коническими фланцами, связанными вместе трубкой с равномерно распределенными по окружности отверстиями.
Из патентной заявки Республики Польша №Р-354299 известен резервуар для хранения газа, в частности для сжиженного пропана-бутана, состоящий из соединенных вместе профилированных нижнего и верхнего корпусных элементов и также профилированной центральной трубки, при этом центральная трубка имеет два сквозных отверстия и два дополнительных смыкающихся корпусных элемента, один из которых снабжен соединительной трубой. Этот резервуар отличается тем, что в одном из дополнительных корпусных элементов установлен клапан с трубой, ориентированной по оси резервуара и имеющей высоту, точно выбранную по отношению к среднему корпусному элементу.
Из описания к патенту Республики Польша №192015 известен тороидальный резервуар для хранения пропана-бутана, содержащий основную емкость, подключенную к группе клапанов на внешней оболочке, отличающийся тем, что он имеет две средние оболочки, верхнюю и нижнюю, расположенные в центральном свободном пространстве основной емкости и связанные посредством отверстий с внутренней оболочкой основной емкости.
Из описания к патенту Республики Польша №381926 известен тороидальный резервуар для хранения сжиженного газа, имеющий отверстие для установки многоклапанной головки, опоры для фиксации верхней панели, размещенной в верхней половине резервуара, и нижний вал, имеющий отверстие с трубкой, отличающийся тем, что тороидальный резервуар может быть соединен с ходовой частью транспортного средства посредством по крайней мере одной вентиляционной фиксирующей гильзы, размещенной, предпочтительно, по центру и, предпочтительно, имеющей резьбу на одном из концов. Гильза своим верхним концом прикреплена к нижней сфере и своим нижним концом может быть присоединена к ходовой части транспортного средства, предпочтительно, муфтой с шайбой.
Резервуар высокого давления, в частности, состоящий из четырех корпусных элементов, в соответствии с настоящим изобретением, содержащий четыре скрепленных вместе корпусных элемента, снабженный соединительными трубами для подключения к потребителям газа, крепежные кронштейны, соединительную муфту с отверстиями и центральную гильзу, характеризуется тем, что он состоит по крайней мере из четырех прочно скрепленных вместе корпусных элементов, при этом верхний внешний корпусной элемент соединен с нижним внешним корпусным элементом, образуя внешнюю оболочку резервуара, внутренний верхний корпусной элемент соединен с внутренним нижним корпусным элементом посредством центральной гильзы и, предпочтительно, с внутренней оболочкой с отверстиями, образуя центральный крепежный узел, формирующий дополнительное рабочее пространство для газов или жидкостей. Штуцер для подключения резервуара к трубопроводам, предпочтительно, приварен к внутреннему верхнему корпусному элементу резервуара и, предпочтительно, к внутренней оболочке центрального установочного узла. Предпочтительно, центральная гильза имеет в части, расположенной в дополнительном рабочем пространстве, по крайней мере одно круговое сужение на наружной поверхности со скругленными внутренними краями. Внутренняя оболочка крепежного узла может быть выполнена из шовной или бесшовной трубы или образована путем прокатки металлического листа. Корпусные элементы центрального крепежного узла могут быть выполнены в форме частей сфер с различными радиусами и/или усеченных конусов с различными нижними и верхними радиусами и различными углами наклона боковых поверхностей, и/или цилиндров с днищами, приваренными или приштампованными таким образом, что формируется цилиндр с дном. В базовом варианте настоящего изобретения в результате соединения верхнего и нижнего внешних корпусных элементов с внутренними верхним и нижним корпусными элементами, являющимися конструктивной частью центрального крепежного узла, формируется тороидальный резервуар.
В другом варианте настоящего изобретения наружная оболочка приварена между внутренним верхним корпусным элементом и внутренним нижним корпусным элементом, формируя таким образом отдельную емкость.
В другом варианте изобретения в центральном крепежном узле вместо центральной гильзы вварена муфта с крепежным пальцем на одном из концов. Другой конец этой гильзы снабжен предохранительным клапаном и трубой, приваренной к гильзе, обеспечивающей доступ содержимого определенного объема резервуара к предохранительному клапану. Имеется также вариант изобретения, предусматривающий выполнение на боковой поверхности центрального крепежного узла отверстия, зависящего от способа установки резервуара, обеспечивающего доступ газообразного содержимого из верхней части резервуара. Штуцеры для подключения к трубопроводам могут быть расположены по окружности на внешнем верхнем корпусном элементе и/или на внутреннем нижнем корпусном элементе.
Во всех вариантах изобретения на внешнем верхнем или на внутреннем нижнем корпусном элементе на некотором удалении от стенок резервуара установлена информационная табличка, предпочтительно, в форме кругового сектора. Табличка может быть прикреплена любым способом или, предпочтительно, приварена в нескольких точках. Предпочтительно, табличка выполнена с заплечиками по краям.
В соответствии с настоящим изобретением резервуар высокого давления благодаря предлагаемому выполнению центрального крепежного узла обеспечивает увеличение до 3% внутреннего объема резервуара с внутренними соединениями по сравнению с типичным выполнением центральной трубки и внутренних соединений в зависимости от высоты резервуара. Размещение оборудования резервуара во внутренних корпусных элементах, являющихся частями центрального крепежного узла, обеспечивает снижение толщины стенок резервуара в случае его использования отдельно. С другой стороны, это дает возможность заданного увеличения объема до установленных опытным путем величин давления, что в случае приварки фитингов и панелей для оборудования на наружной оболочке при одинаковой толщине стенок резервуара и свойств их материала может привести к более раннему разрыву резервуара по сравнению с резервуаром, выполненным из четырех корпусных элементов, у которого оборудование приварено к внутренним корпусным элементам, что увеличивает безопасность резервуара в использовании и дает возможность снизить расход конструкционных материалов при сохранении одинаковыми размеров, объема, рабочих параметров и области применения резервуара. Заполнение внутренней части предлагаемого резервуара рабочей средой, в отличие от известных решений, в которых заполнение центральной трубы рабочей средой не предусматривается, дает возможность снизить уровень рабочей среды, особенно для жидкой фазы, и разместить впускной присоединительный патрубок или выпускной присоединительный патрубок для газовой фазы с предохранительным клапаном для рабочих целей ближе к днищу резервуара. Такое решение упрощает конструирование клапанов, используемых в качестве оборудования, в особенности, предохранительных клапанов, и упрощает проектирование присоединительных патрубков для таких клапанов.
Центральная гильза резервуара, помимо скрепляющей функции, обеспечивает возможность направлять впускные и выпускные трубы и посылать в обоих направлениях сигналы для оборудования резервуара, играет роль вентиляционного канала, а, с другой стороны, обеспечивает возможность монтажа предохранительного клапана.
Путем соответствующего подбора параметров деталей внутренней оболочки (толщина, диаметры, форма поверхности) центральной трубы центрального крепежного узла (диаметры, толщины, сужения) можно увеличить объем при определенном предельном внутреннем давлении, откорректировать условия разрыва резервуара при заданном давлении, зависящие от особенностей использования резервуара и определенного роста объема перед разрывом резервуара и началом истекания из него содержимого.
Внутренние нижние или верхние корпусные элементы образуют надежное гнездо для фитингов резервуара, при этом оборудование резервуара с фитингами, установленными на внутреннем нижнем и/или верхнем корпусном элементе, заключены в пределах контуров наружных поверхностей резервуара, т.е. поверхностей внешних корпусных элементов.
В известных технических решениях в результате разрыва резервуара в его оболочке всегда образуется открытое отверстие без какой-либо возможности обеспечить направленное истечение рабочей среды через элементы резервуара, что создает опасность утраты контроля за площадью распространения загрязнений и их направлениями. В результате соответствующей проработки центрального крепежного узла предлагаемого резервуара и особому выполнению частей и формы центральной гильзы и внутренней оболочки, в особенности благодаря круговому сужению внешней поверхности центральной трубы, что обеспечивает истечение рабочей среды только в вентиляционное пространство. Такое решение является предпочтительным с точки зрения безопасности.
Точечное крепление информационной пластинки, в отличие от применяемой в настоящее время приварке пластинки по всему периметру к оболочке резервуара, удешевляет и упрощает работу.
Резервуар в соответствии с предлагаемым изобретением может быть установлен вместе с другим оборудованием в любую требуемую позицию.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется иллюстрациями, где показаны:
фиг.1 - поперечный разрез тороидального резервуара;
фиг.2 - поперечный разрез резервуара в варианте с наружной оболочкой и одной присоединительной трубой фитингов;
фиг.3 - вид С, указанный на фиг.2;
фиг.4 - поперечный разрез центрального крепежного узла;
фиг.5 - поперечный разрез резервуара в варианте с предохранительным клапаном в гильзе центрального крепежного узла;
фиг.6 - поперечный разрез резервуара в варианте с предохранительным клапаном в гильзе центрального крепежного узла и с трубой для выпуска газовой фазы содержимого;
фиг.7 - вид сверху на резервуар в варианте с расположенными по окружности соединительными трубами;
фиг.8 - разрез В-В на фиг.7;
фиг.9 - разрез А-А на фиг.7;
фиг.10 - вид снизу С на резервуар в варианте с присоединительными трубами при их размещении снизу;
фиг.11 - поперечный разрез А-А тороидального резервуара в варианте на фиг.10;
фиг.12 - разрез В-В резервуара в варианте на фиг.10;
фиг.13 - вид спереди на информационную табличку;
фиг.14 - вид сверху на информационную табличку.
Резервуар высокого давления состоит из прочно скрепленных по крайне мере четырех корпусных элементов, при этом внешний верхний корпусной элемент 1 с внешним нижним корпусным элементом 2 образуют внешнюю оболочку резервуара, в то время как внутренний верхний корпусной элемент 3, соединенный с внутренним нижним корпусным элементом 4 посредством центральной гильзы 5 и, предпочтительно, внутренней оболочки 6 с отверстиями 7, образует центральный крепежный узел А, формирующий дополнительное рабочее пространство В.
Во втором варианте изобретения внешняя оболочка 8 вварена между внешним верхним корпусным элементом 1 и внешним нижним корпусным элементом 2. Штуцер 9 для подключения трубопроводов вварен во внутренний верхний корпусной элемент 3 и, предпочтительно, во внутреннюю оболочку 6 центрального крепежного узла А.
Следующий вариант изобретения характеризуется тем, что в центральный крепежный узел А вместо центральной гильзы 5 вварена муфта 11 с ввернутым или вваренным крепежным пальцем 12 на одном конце, в то время как ее другой конец снабжен предохранительным клапаном 10, при этом в муфте выполнено отверстие 16 или вварена трубка 13, которая обеспечивает доступ газовой фазы к предохранительному клапану или соединительному штуцеру для выпуска в атмосферу.
Предпочтительно, соединительные штуцеры 14 расположены по окружности во внутреннем верхнем корпусном элементе 3 и/или во внутреннем нижнем корпусном элементе 4.
Предпочтительно, во всех вариантах изобретения предусмотрена информационная пластинка 15, прикрепленная к внутреннему верхнему корпусному элементу 3 и/или внутреннему нижнему корпусному элементу 4 с некоторым зазором по отношению к стенкам резервуара, предпочтительно, имеющая форму кольцевого сектора, снабженного заплечиками 15а на краях. Информационная пластинка 15 закреплена точечно, предпочтительно, сваркой в нескольких местах.
Фиксирующие кронштейны 17 прикреплены к поверхности внутреннего верхнего корпусного элемента 3.
На внешней поверхности центральной гильзы 5 в части, находящейся в дополнительном рабочем пространстве В, выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка 18 со скругленными внутренними краями.