КОТЕЛ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ И ХРАНЕНИЯ ЖИДКИХ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования жидких грузов и может быть использована в вагонах-цистернах и контейнерах-цистернах.
Известен котел, содержащий обечайку и днища, при этом обечайка образована двумя элементами и соединительными вставками, пересекающимися друг с другом (US 4356925, B65D 87/00, опубл. 02.11.201982).
Технической проблемой указанного котла является пересечение элементов обечайки и соединительных вставок друг с другом, которое оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние котла из-за образования угловатости сварных швов вовнутрь котла.
Известен котел, содержащий обечайку и днища, при этом обечайка включает четыре элемента, соединенные друг с другом через продольные трубчатые элементы (US 4840282, В65В 88/06, опубл. 20.06.1989).
Технической проблемой указанного котла является взаимное соединение кромок элементов обечайки с продольными трубчатыми элементами с угловатостью сварных швов, влияющей на напряженно-деформированное состояние обечайки котла.
Техническим результатом заявляемого технического решения является снижение напряжений в обечайке котла для перевозки и хранения жидких грузов.
1
2
3
1
2
3
2
Достигается заявленный технический результат котлом для перевозки и хранения жидких грузов, содержащим обечайку и днища, обечайка образована четырьмя элементами, в поперечном сечении выполненные с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, и соединительными вставками, соединяющие продольные кромки элементов, в котором соединительные вставки выполнены радиально направленными вовнутрь котла, при этом верхние и нижние соединительные вставки в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, боковые соединительные вставки в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, при этом R больше R, a R меньше R.
1
2
3
В качестве развития полезной модели радиус R может быть выполнен в диапазоне размеров от 707 до 807 мм, радиус R может быть выполнен в диапазоне размеров от 513 до 613 мм, радиус R может быть выполнен в диапазоне размеров от 422 до 522 мм; высота «Н» котла может быть выполнена размером 2556 мм, ширина «W» котла может быть выполнена размером 2383 мм.
2
3
1
2
3
2
1
2
3
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что соединительные вставки выполнены радиально направленными вовнутрь котла, при этом верхние и нижние соединительные вставки в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, боковые соединительные вставки в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, при этом R больше R, a R меньше R; радиус Rможет быть выполнен в диапазоне размеров от 707 до 807 мм, радиус R может быть выполнен в диапазоне размеров от 513 до 613 мм, радиус R может быть выполнен в диапазоне размеров от 422 до 522 мм; высота «Н» котла может быть выполнена размером 2556 мм, ширина «W» котла может быть выполнена размером 2383 мм. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется графическим изображением, где на фиг. 1 показан общий вид котла для перевозки и хранения жидких грузов, на фиг. 2 - вид А фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1.
1
Котел для перевозки и хранения жидких грузов (Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3) содержит обечайку 1, соединенную по торцам с днищами 2, при этом обечайка 1 образована четырьмя элементами 3 с продольными осями, определяющими углы прямоугольника, в поперечном сечении выполненными с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, и четырьмя соединительными вставками 4, соединяющими продольные кромки элементов 3 сверху, снизу и с обеих сторон обечайки 1.
Технический результат, который заключается в снижении напряжений в обечайке котла для перевозки и хранения жидких грузов, обеспечивается следующим образом.
Соединительные вставки 4 выполнены радиально направленными вовнутрь котла. Такое выполнение позволяет плавно соединять кромки элементов 3 между собой через соединительные вставки 4, исключая напряжения в обечайке, превышающие допустимые.
2
3
1
2
3
2
1
2
3
2
1
2
1
2
3
2
Верхние и нижние соединительные вставки 4.1 в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, боковые соединительные вставки 4.2 в поперечном сечении выполнены с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, при этом R больше R, a Rменьше R. Такое исполнение котла позволяет исключить угловатость сварных швов в обечайке 1 котла, влияющих на напряженно-деформированное состояние котла, позволяет улучшить распределение напряжений по всей обечайке 1 при гидростатическом испытании. Приведенная зависимость, где R больше R, a R меньше R, обеспечивает допустимую овальность обечайки 1 при вписывании котла для перевозки и хранения жидких грузов в допустимый габарит, исключая при этом повышение напряжений в обечайке 1 котла. Выполнение обечайки 1 с размером радиуса Rкривизны срединных цилиндрических поверхностей элементов 3, превышающими размер радиуса R кривизны срединных цилиндрических поверхностей верхних и нижних соединяющих вставок 4.1 позволяет максимально использовать допустимый габарит, увеличивая объем котла при обеспечении восприятия котлом допустимых напряжений. Выполнение обечайки 1 с размером радиуса R кривизны срединных цилиндрических поверхностей элементов 3 равными или менее размера радиуса Rкривизны срединных цилиндрических поверхностей верхних и нижних соединительных вставок 4.1 приведет к появлению угловатости сварных швов в обечайке 1. Выполнение обечайки 1 с размером радиуса R кривизны срединных цилиндрических поверхностей боковых соединительных вставок 4.2 равными или превышающими размер радиуса R кривизны срединных цилиндрических поверхностей верхних и нижних соединительных вставок 4.1 приведет также к появлению угловатости сварных швов в обечайке 1 и выходу котла за допустимые пределы поперечного габарита.
1
2
3
Радиус R выполнен в диапазоне размеров от 707 до 807 мм, радиус R выполнен в диапазоне размеров от 513 до 613 мм, и радиус R выполнен в диапазоне размеров от 422 до 522 мм. Заявляемые диапазоны размеров являются оптимальными, поскольку при выходе за их нижний предел увеличивается уровень напряжений в обечайке 1 котла с превышением допустимых напряжений из-за появления угловатости сварных швов при соединении между собой элементов 3 через соединительные вставки 4, а при превышении верхнего предела заявленных диапазонов размеров увеличивается объем котла с превышением поперечного габарита.
В конкретном примере реализации котла для перевозки и хранения жидких грузов высота «Н» котла выполнена размером 2556 мм, ширина «W» котла выполнена размером 2383 мм, обеспечивающие вписывание в допустимый габарит, строго регламентированный международными стандартами.
Полезная модель работает следующим образом.
1
2
3
Котел для перевозки и хранения жидких грузов представляет собой силовую каркасную оболочку, несущую эксплуатационные нагрузки. Котел содержит обечайку 1 и днища 2. Обечайку 1 собирают из четырех элементов 3 с продольными осями, определяющими углы прямоугольника и четырех соединительных вставок 4. При этом соединительные вставки 4 выполнены радиально направленными вовнутрь котла, что обеспечивает плавное соединение элементов 3 и соединительных вставок 4 без угловатостей сварных швов. Элементы 3 выполняют в поперечном сечении с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей, верхние и нижние соединительные вставки 4.1 выполняют в поперечном сечении с радиусом Rкривизны их срединных цилиндрических поверхностей, и боковые соединительные вставки 4.2 выполняют в поперечном сечении с радиусом R кривизны их срединных цилиндрических поверхностей. Такое исполнение котла позволяет изготовить котел в допустимом габарите, без превышения угловатости сварных швов в обечайке 1 котла, влияющей на напряженно-деформированное состояние котла. В процессе эксплуатации данное конструктивное исполнение котла обеспечивает распределение напряжений по всей обечайке 1. Таким образом применение предлагаемого технического решения обеспечивает снижение напряжений в обечайке 1 котла для перевозки и хранения жидких грузов.