КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА С ЛЮКОМ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей и может быть использована железнодорожным, автомобильным, речным транспортом, а также для наземных резервуаров.
Известен контейнер, содержащий емкость с люком, элемент которого закреплен на цилиндрической части котла посредством фланца, выполненного с упомянутым элементом за одно целое (ЕР №0247865, 1987). В данном решении люк представляет собой отдельно взятый конструктивный элемент, закрепленный на емкости снаружи. При таком исполнении не обеспечивается гарантированное соединение и прочное закрепление на поверхности, а повышенная концентрация напряжений из-за избытка сварных швов вызывает снижение эксплуатационной надежности всей конструкции.
Также известна конструкция корпуса цистерны из слоистого композиционного материала, в которой установлен элемент с хвостовиком, выполненный из композиционного материала и заделанный между слоями полого корпуса (FR № 2088110, 1970). В известной конструкции кольцевой трубчатый элемент не способен выдержать внешние осевые и радиальные нагрузки ввиду ненадежности его скрепления со стенкой корпуса. Утонение последней за счет ее расщепления в зоне отверстия неизбежно приведет к нарушению целостности соединения, выдавливанию хвостовика трубчатого элемента, потере эксплуатационной надежности всей конструкции. Кроме того, структура стенки ослаблена отверстиями в зонах крепления крышки: перерезание армирующих волокон порождает в конструкции места концентрации напряжений.
Известна конструкция контейнера-цистерны с люком из композиционных материалов (патент РФ № 2076514 от 27.03.97 г.) Известная конструкция относится к емкостям для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей. В данной конструкции люк выполнен из композиционного материала и закрепление его выполнено на внутренней поверхности котла с помощью кольцевого трубчатого элемента с хвостовиком, размещенным в полости котла по периметру люкового отверстия. Его крепление со стенкой котла выполнено посредством опорного вкладыша из композиционного материала, где опорный вкладыш выполнен в виде цилиндрического сегмента с внутренним контуром, ответным наружной поверхности хвостовика трубчатого элемента, и с наружным контуром, ответным внутренней поверхности стенки котла в зоне люкового отверстия. Снаружи на люк надета металлическая обечайка для присоединения металлической крышки, опертая на стенку котла через промежуточное кольцо.
Данное техническое решение, наиболее близкое по техническому решению к предлагаемому по совокупности признаков, выбрано за прототип.
Однако данная конструкция имеет ряд недостатков:
только клеевое соединение концевой части хвостовика и опорного вкладыша с внутренней поверхностью емкости без дополнительного крепления может привести к разрушению соединения в процессе эксплуатации узла;
высока вероятность разрушения промежуточного кольца из копозиционного материала вследствие воздействия на него нагрузок от внутреннего давления передаваемых металлической обечайкой;
наличие наружного изолирующего покрытия узла соединения не является упрочняющим признаком, а только защитой от внешних воздействий.
Заявляемое техническое решение позволяет устранить вышеуказанные недостатки и создать узел соединения с высокими прочностными характеристиками.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности контейнера-цистерны, расширение ресурса работы соединения.
При этом достигается следующий технический результат: повышение прочностных характеристик узла соединения.
Для достижения указанного технического результата в контейнере-цистерне, содержащем емкость из композиционного материала с отверстием под горловину люка на его цилиндрической части и установленный люк в отверстии емкости, скрепленный с ней горловиной из композиционного материала по периметру люкового отверстия и стенкой емкости посредством опорного вкладыша из композиционного материала, соединенного с поверхностью емкости клеевым соединением и выполненного в виде кольца, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю поверхность стенки емкости в зоне люкового отверстия, особенность заключается в том, что крепление горловины люка к цилиндрической части емкости выполнено посредством опорной части горловины, под основанием которой имеется закладной элемент. Закладной элемент выполнен в виде металлического кольца, по периметру которого приварены кронштейны для установки откидных болтов для крепления крышки люка. Кроме того, дополнительно стянут винтам со стенкой емкости.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от наиболее близкого к нему известного, является крепление горловины люка к цилиндрической части емкости, которое выполнено посредством опорной части горловины. Под основанием опорной части имеется закладной элемент в виде металлического кольца, по периметру которого приварены кронштейны для установки откидных болтов, для крепления крышки люка и дополнительно стянут винтами со стенкой емкости.
Указанные отличительные признаки являются существенными, так как они направлены на решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата.
Опорная часть горловины, под основанием которой имеется закладной элемент, дает возможность распределить нагрузку по большей площади поверхности емкости, исключив концентрацию напряжения в отдельных зонах, а также неравномерную нагрузку от действия вертикальных сил. А выполнение закладного элемента в виде металлического кольца делает возможным установку кронштейнов для откидных болтов, тем самым обеспечивая прочностные показатели даже при значительных нагрузках на крышку горловины емкости от внутреннего давления. Как следствие, такое крепление горловины еще позволяет уменьшить высоту горловины. Что, в свою очередь, делает возможным вписывание емкости в габарит контейнера (требование стандартов).
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащих сведения об аналогах заявленного решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками заявленного технического решения. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «новизна».
Совокупность новых существенных признаков с общими известными обусловили создание нового, высокоэффективного узла соединения как единой цельной конструкции с повышенными прочностными характеристиками. Применение данного технического решения позволит расширить ресурс работы соединения и повысить эксплуатационную надежность контейнера-цистерны, т.е. изготовить узел соединения высокого качества, который необходим для предполагаемого перечня грузов.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами:
фиг. 1 - общий вид контейнер-цистерны;
фиг. 2 - выносной элемент А.