Модульный резервуар

Полезная модель относится к резервуару, изготавливаемому из пластмассы, который может быть использован для накопления и хранения воды, других жидкостей или сыпучих веществ при подземном или наземном расположении.
Известна полезная модель «Емкость горизонтальная» для хранения жидкости по патенту РФ № 151535, заявка 2014136380/13 от 05.09.2014 (конвенционный приоритет от 26.12.2013 KZ 2013/202.2), МПК E03F 5/10, опубликовано 10.04.2015.
Емкость содержит полый цилиндрический корпус с горловиной, выполненный как единое целое с образованием монолитной конструкции, состоящий из обечайки, неразъемных с нею торцевых боковин, крышку горловины, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус снабжен опорными образованиями, выполненными с корпусом как одно целое, часть из которых симметрично размещена в нижней части цилиндрического корпуса, а другая их часть симметрично размещена в верхней и нижней частях торцевых боковин, причем горловина корпуса размещена на опорном образовании верхней поверхности корпуса со смещением к одной из торцевых боковин. Недостатком описанной емкости является невозможность увеличения ее объема.
Известно также изобретение «Способ изготовления большого контейнера для хранения из формованных пластмасс для использования под землей и полученный таким образом большой контейнер для хранения» по европейской заявке № EP1533252 (A2) на основании польского патента PL1533252 (T3) (приоритет от 21.11.2003, дата подачи в ЕП - 16.06.2004), МПК В65 D88/00; В65D 88/02; В65D 88/06; В65D 88/76; E03F 11/00, опубликовано 31.08.2009.
Описан большой контейнер для хранения под землей, выполненный из формованных пластмасс, который содержит по меньшей мере два полых модульных элемента, причем каждый модульный элемент имеет фланцевую часть, пригодную для крепления к соответствующей фланцевой части соседнего модульного элемента. Это позволяет последовательно соединять множество модульных элементов для получения большого контейнера для хранения высокой вместимости без риска обрушения конструкции. Это достигается размещением между двумя модульными элементами одного или нескольких полых модульных элементов, также имеющих фланцевую часть и стенку жесткости на каждом конце. В частности, модульные элементы изготавливают методом формования, в частности ротационного формования, из полимерного термопластичного материала, выбранного из группы: полиэтилен, полипропилен, ПВХ, полиамид, поликарбонат, полиуретан, ПЭТ, который может быть смешан при формовании или наложен слоями с армирующими агентами, такими как: пены, волокна, заряды. При этом модульные элементы имеют кольцевые канавки для обеспечения рифленой поверхности и увеличения жесткости конструкции всего большого контейнера для хранения. При этом, по меньшей мере один модульный элемент имеет люк для доступа снаружи к внутреннему пространству, который при использовании контейнера под землей виден.
В частном случае, большой контейнер содержит первый концевой элемент и второй концевой элемент, между которыми расположен, по меньшей мере, один промежуточный элемент, причем указанный промежуточный элемент имеет две концевые фланцевые части, пригодные для соединения, и прикреплен к фланцевой части концевого элемента рядом с ним для обеспечения непрерывности внутреннего пространства контейнера.
Известно изобретение «Модульный резервуар» по патенту РФ № 2768051 с приоритетом от 24.07.2021, заявка №2021121968, МПК B65D 88/06; B65D 88/76; B65D 90/02, опубликовано 23.03.2022г. (прототип).
Модульный резервуар, выполненный из полимерного материала, содержит полый корпус с горловиной, части которого выполнены как единое целое, состоящий из обечайки, соединенных с нею торцевых боковин, и крышку горловины, причем горловина корпуса размещена на опорном образовании верхней поверхности корпуса, боковины и обечайка выполнены как отдельные части, соединяемые торцами, где боковины выполнены с возможностью соединения друг с другом и с обечайкой, а обечайка выполнена с возможностью соединения с однотипными ею модулями, причем обечайка и те участки боковин, которые соединяются с ней, выполнены цилиндрической формы, а на торцах имеют кольцевую канавку для уплотнителя; на внешнем контуре торцевых участков соединения боковин и обечайки расположены выступы со сквозными отверстиями; торцевое соединение частей обечайки и боковин между собой или друг с другом выполнено путем предварительной стяжки болтами и гайками через совмещенные их сквозные отверстия в выступах, а также сплошным швом из пластикового расплава, выполненным поверх уплотнителя с внутренней и с наружной стороны.
В частных случаях выполнения:
все видимые элементы болтового соединения покрыты термовлагостойкой мастикой или жидкой резиной для предотвращения коррозии болтового соединения; резервуар имеет горловину с крышкой на каждой боковине; боковины имеют меридиональные и поперечные кольцевые ребра жесткости; боковины имеют по меньшей мере одно горизонтальное ребро жесткости; обечайка имеет поперечные кольцевые ребра жесткости; несколько меридиональных (поперечных) ребер жесткости выполнено в виде выпуклости и образуют в основании упор (опору).
В результате, описанная герметичная емкость, может увеличиваться свой объем за счет добавления промежуточных однотипных модулей.
Задачей полезной модели является создание модульного резервуара для хранения жидкостей или сыпучих веществ под землей или на поверхности с высокими прочностными характеристиками.
Задача решается за счет того, что модульный резервуар, содержит сборный горизонтально ориентированный полый корпус и горловину с крышкой, выполненные из полимерного материала, причем корпус собран из отдельных герметично соединенных между собой модулей, причем первый и последний модули снабжены торцевыми боковинами с ребрами жесткости, а все промежуточные модули выполнены с открытыми торцами и кольцевыми поперечными ребрами жесткости, по меньшей мере два из которых, согласно полезной модели образуют в нижней части опору; при этом все модули выполнены округлыми в плане и соединены между собой с помощью фланцевых соединений, в которых фланцы соседних модулей соединены между собой с помощью болтов и сварки изнутри и снаружи, а также усилены с наружной стороны дополнительными перпендикулярными ребрами жесткости, которые проходят по оси модуля между фланцем и выступом ближайшего к данному фланцу поперечного кольцевого ребра жесткости в количестве не менее 4-х и расположены по обе стороны фланцевого соединения напротив друг друга.
Заявляемый модульный резервуар может быть использован для хранения жидкостей (в том числе технической воды, питьевой воды, масла, некоторых кислот), сыпучих субстанций (в том числе зерна, гранулированных удобрений, смесей), которые не вступает в реакцию с материалом резервуара. Т.е. модульный резервуар для хранения жидкостей или сыпучих веществ под землей собирается из нескольких составных частей - полых модулей, являющихся в плане округлыми (в т. ч. круглых, овальных в поперечном сечении), причем первый и последний модули выполнены с торцевыми боковинами. При этом количество необходимых промежуточных модулей в резервуаре зависит от объема подлежащей хранению жидкости или сыпучих веществ.
Каждый модуль содержит поперечные кольцевые ребра жесткости, по меньшей мере два из которых переходят в нижней части в опору, а у первого и последнего модулей ребра жесткости содержат также торцевые боковины.
Модули соединяются между собой с помощью усиленного перпендикулярными ребрами жесткости фланцевого соединения на болтах и дополнительно свариваются без каких-либо прокладок между собой изнутри и снаружи. Дополнительные ребра жесткости каждого фланца проходят вдоль оси модуля между фланцем и выступом ближайшего к данному фланцу кольцевого ребра жесткости, расположены на некотором расстоянии друг от друга по поверхности модуля в количестве не менее 4-х с каждой стороны фланцевого соединения и расположены напротив друг друга. Указанные дополнительные ребра жесткости увеличивают жесткость фланцевого соединения и общую жесткость модульного резервуара, особенно при заглублении его в землю.
В частном случае выполнения резервуар содержит по меньшей мере одну дополнительную горловину с крышкой, которая позволяет более равномерно осуществлять закачивание/откачивание подлежащих хранению жидких или сыпучих веществ, а также обеспечивает удобное обслуживание резервуара.
В частном случае выполнения резервуара, горловины модулей выполнены с поперечными кольцевыми ребрами жесткости, что дополнительно повышает прочность как самих горловин, так и конструкции резервуара в целом.
В частном случае выполнения резервуара, первый и последний модули технологически выполнены с соответствующими торцевыми боковинами в виде единой детали (заедино). Такое выполнение обеспечивает полную герметичность между торцевой боковиной и обечайкой первого и последнего модулей, соответственно, но технологически является сложным.
В частном случае выполнения резервуара, первый и последний модули с соответствующими торцевыми боковинам герметично соединены, например, в виде разъемного фланцевого соединения с эластичными уплотнительными элементами, или с помощью муфты, или с помощью сварки.
В частности, торцевые боковины резервуара выполнены в форме полусфер с продольными и поперечными ребрами жесткости, что обеспечивает равномерное распределение внешних нагрузок грунта на корпус, исключает его деформацию и повышает прочность конструкции в целом. При этом торцевые боковины присоединены к модулям с помощью стянутых болтами с гайками фланцев, а также сварки изнутри и снаружи, причем фланцы усилены с наружной стороны дополнительными перпендикулярными ребрами жесткости, которые проходят по оси модуля между фланцем и выступом ближайшего к данному фланцу поперечного кольцевого ребра жесткости в количестве не менее 4-х и расположены по обе стороны фланцевого соединения напротив друг друга. Указанное выполнение обеспечивает герметичность присоединения торцевых боковин к модулям и увеличивает жесткость конструкции.
При этом, в частности, по меньшей мере одна торцевая боковина в форме полусферы снабжена горловиной, что обеспечивает более равномерную загрузку/разгрузку подлежащих хранению веществ.
В частном случае выполнения резервуара, все модули и горловины выполнены из линейного полиэтилена низкой плотности высокого давления, что придает конструкции дополнительную прочность, обеспечивая возможность ее использования при пониженных и повышенных температурах.
Заявляемая полезная модель - «Модульный резервуар» поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид резервуара при выполнении первого и последнего модулей заедино с плоскими торцевыми боковинами;
на фиг. 2 представлен общий вид резервуара в случаях: соединения первого последнего модулей с торцами-полусферами с помощью фланцев, наличия дополнительной горловины у торца-полусферы, а также при выполнении горловин с поперечными ребрами жесткости.
Заявленная полезная модель - «Модульный резервуар» в общем случае выполнения (Фиг. 1) представляет собой горизонтально ориентированный полый корпус из полимерного материала (в частности - из линейного полиэтилена низкой плотности высокого давления), состоящий из соединенных между собой округлых в плане модулей: первого модуля 1, снабженного торцевой боковиной 2 с ребрами жесткости, последнего модуля 3, снабженного торцевой боковиной 4 с ребрами жесткости, расположенных между ними промежуточных одинаковых модулей 5, количество которых зависит от объема подлежащей хранению жидкости или сыпучих веществ, а также горловины 6 с крышкой. При этом каждый модуль резервуара 1, 3, 5 выполнен с поперечными кольцевыми ребрами жесткости 7, по меньшей мере два из которых переходят в нижней части в опорное образование 8. Все модули резервуара 1, 3, 5 соединены между собой с помощью неразъемного фланцевого соединения 9 (болтами и двухсторонней сваркой изнутри и снаружи), усиленного с каждой стороны перпендикулярными ребрами жесткости 10, проходящими по оси модуля между фланцем 9 и ближайшим к нему ребром жесткости 7 и расположенными на некотором расстоянии друг от друга по поверхности модуля в количестве не менее 4-х с каждой стороны фланцевого соединения 8 напротив друг друга.
В частном случае, кроме указанных для общего случая выполнения элементов, резервуар содержит по меньшей мере одну дополнительную горловину 6 с крышкой (Фиг. 2).
В частном случае выполнения резервуар содержит все элементы, указанные для общего случая выполнения, с уточнением того, что все горловины 6 выполнены с поперечными кольцевыми ребрами жесткости 11 (Фиг. 2).
В частном случае выполнения (Фиг. 1), резервуар содержит все элементы, указанные для общего случая выполнения с уточнением того, что первый 1 и последний 3 модули выполнены с соответствующими торцевыми боковинам 2 и 4 в виде единой детали (заедино), что обеспечивает полную герметичность между торцевыми боковинами и обечайкой соответствующего модуля.
В частном случае выполнения резервуар содержит все элементы, указанные для общего случая выполнения, с уточнением того, что концевые модули, а именно: первый и последний модули 1 и 3 с соответствующими торцевыми боковинам 2 и 4 соединены герметично, например, в виде разъемного фланцевого соединения из стеклокомпозита с эластичными уплотнительными элементами, или с помощью муфты, или сварки (не показано).
В частном случае выполнения (Фиг. 2), резервуар содержит все элементы, указанные для общего случая выполнения, с уточнением того, что, торцевые боковины 2 и 4 выполнены в форме полусфер с продольными и поперечными ребрами жесткости, что обеспечивает равномерное распределение внешних нагрузок грунта на корпус. При этом торцевые боковины 2, 4 присоединены к модулям 1, 3, соответственно, с помощью стянутых болтами с гайками фланцев 9, а также сварки изнутри и снаружи, причем фланцы 9 усилены с наружной стороны дополнительными перпендикулярными ребрами жесткости 10, которые проходят по оси модуля между фланцем 9 и выступом ближайшего к данному фланцу поперечного кольцевого ребра жесткости 7 в количестве не менее 4-х и расположены по обе стороны фланцевого соединения 9 напротив друг друга. Указанное выполнение обеспечивает герметичность присоединения торцевых боковин к концевым модулям и увеличивает жесткость конструкции.
При этом, в частности (Фиг. 2), по меньшей мере одна торцевая боковина в форме полусферы (например, торцевая боковина 2) снабжена горловиной 6 с крышкой, что обеспечивает более равномерную загрузку/разгрузку подлежащих хранению веществ.
В частном случае выполнения все модули установки 1, 3, 5 и горловины 6 выполнены из линейного полиэтилена низкой плотности высокого давления, например, марки LLDPE.
Заявленный модульный резервуар в общем случае используют следующим образом.
Производство всех модулей резервуара осуществляют в заводских условиях, на современном оборудовании, способом ротоформования. Сборку резервуара также осуществляют в заводских условиях, при этом корпус собирают из такого количества модулей, которое необходимо для объема подлежащей хранению жидкости или сыпучих веществ.
Все модули 1, 3, 5 соединяют между собой (а также, в частном случае выполнения, концевые модули 1, 3 соединяют с торцевыми боковинами 2, 4) с помощью неразъемного фланцевого соединения 9: сначала соседние фланцы стягивают болтами с гайками, а затем сваривают изнутри и снаружи.
При этом фланцевые соединения 9 усилены с каждой стороны дополнительными перпендикулярными ребрами жесткости 10, проходящими по оси модуля между фланцем 9 и ближайшим к нему ребром жесткости 7, и расположенными на поверхности модуля в количестве не менее 4-х с каждой стороны фланцевого соединения 9 напротив друг друга.
Затем осуществляют монтаж резервуара на заданной глубине: при этом сборный корпус из модулей 1, 3, 5 устанавливают на опорные образования 8 и засыпают землей, причем концы горловин 6 с крышками выступают над поверхностью земли для возможности загрузки/разгрузки подлежащей хранению жидкости или сыпучих веществ, а также обслуживания внутреннего пространства резервуара.
После монтажа осуществляют загрузку подлежащей хранению жидкости или сыпучих веществ через одну из горловин 6 внутрь корпуса резервуара для хранения. При этом поперечные кольцевые ребра жесткости 7 модулей 1, 3, 5 корпуса надежно удерживают резервуар в грунте и распределяют внешние нагрузки, что повышает его прочность. Дополнительные ребра жесткости 10 увеличивают жесткость фланцевых соединений 9 модулей, а также общую жесткость конструкции резервуара.
Горловина 6 обеспечивает доступ внутрь резервуара для обслуживания любого модуля 1, 3, 5, а также при необходимости для откачки (разгрузки) из резервуара хранящейся жидкости или сыпучих веществ.
Заявленный модульный резервуар в частных случаях выполнения используют также как и в общем случае, с учетом следующих дополнений и особенностей (Фиг. 1, 2).
В частном случае, когда резервуар содержит по меньшей мере одну дополнительную горловину 6 с крышкой, (Фиг. 2), это позволяет более равномерно осуществлять закачивание/откачивание подлежащих хранению жидких или сыпучих веществ, а также обеспечивает удобное обслуживание резервуара.
В частном случае выполнения резервуара, когда все горловины 6 выполнены с поперечными кольцевыми ребрами жесткости 11 (Фиг. 2), это дополнительно повышает прочность как самих горловин, так и конструкции резервуара в целом.
В частном случае выполнения резервуара (Фиг. 1), когда первый и последний модули 1, 3 выполнены соответственно с торцевыми боковинами 2, 4 в виде единой детали (заедино), указанное выполнение технологически является сложным, но обеспечивает абсолютную герметичность между торцевыми боковинами и обечайкой этих модулей.
В частных случаях выполнения, когда концевые модули 1, 3 герметично соединены с соответствующими торцевыми боковинами 2, 4 разной формы (плоская, выпуклая), т.е. являются сборными, это технологически упрощает их производство в заводских условиях.
В частности, (Фиг. 2) когда концевые модули 1, 3 снабжены торцевыми боковинами 2, 4 в форме полусфер с продольными и поперечными ребрами жесткости и соединены с ними с помощью стянутых болтами с гайками фланцев 9, усиленных перпендикулярными ребрами жесткости 10, а также сварки изнутри и снаружи, указанное выполнение обеспечивает герметичность присоединения торцевых боковин, увеличивает жесткость конструкции, а также обеспечивает равномерное распределение нагрузок грунта на корпус резервуара, исключает его деформацию и повышает прочность конструкции в целом.
В частном случае выполнения, (Фиг. 2), когда концевые модули 1, 3 снабжены торцевыми боковинами 2, 4 в форме полусфер, и по меньшей мере одна из них снабжена горловиной 6 с крышкой, это способствует более равномерному закачиванию/откачиванию подлежащих хранению жидких или сыпучих веществ, а также позволяет максимально удобно разместить резервуар на объекте.
В частном случае, выполнение всех модулей вида 1, 3, 5 и горловин 6 из линейного полиэтилена низкой плотности высокого давления, придает резервуару дополнительную прочность, обеспечивая возможность его использования при пониженных и повышенных температурах.
Таким образом, заявленный модульный резервуар для хранения жидкостей (в том числе технической воды, питьевой воды, масла, некоторых кислот), сыпучих субстанций (в том числе зерна, гранулированных удобрений, смесей), которые не вступают в реакцию с материалом резервуара, обладает высокими прочностными характеристиками и повышенным удобством эксплуатации.