КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ БАЛЛОНОВ С ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в конструкции контейнера для хранения и транспортирования баллонов со сжатым природным газом.
Из описания патента RU 2155681 С1, МПК В60Р 3/22, публ. 10.09.2000 г., известна конструкция контейнера для хранения и транспортирования баллонов со сжатым природным газом, входящего в состав передвижного автомобильного газового заправщика (далее - ПАГЗ). Контейнер предназначен для продольного (относительно шасси полуприцепа) размещения баллонов, выполненных в форме цилиндров значительной длины, снабженных двумя горловинами.
Контейнер снабжен основанием, стяжными хомутами, удерживающими баллоны в поперечном направлении, а также передней и задней упорными стенками для ограничения перемещения баллонов в продольном направлении. В упорных стенках выполнены отверстия под горловины баллонов.
Баллоны, прижатые хомутами к основанию, образуют объемную фигуру в виде лежащей на боковой грани треугольной призмы.
Конструкции описанного выше контейнера присущи следующие недостатки.
Одним из существенных недостатков конструкции контейнера является возможность осевого проворота баллона при транспортировке. При осевом провороте баллона возможны нарушение герметичности соединения баллона с технологическим трубопроводом, постоянно подключенным к горловине баллона, и связанный с этим неконтролируемый выход газа.
Другим существенным недостатком является неравномерность нагрузок, прикладываемых к баллонам при хранении и транспортировке. Наибольшие нагрузки приходятся на баллоны, расположенные в нижней части контейнера. Чрезмерные нагрузки при транспортировке могут привести к деформации корпуса баллонов и выходу их из строя. Срок эксплуатации верхних и нижних баллонов существенно отличается.
Недостатком конструкции контейнера является также неудобство обслуживания, обусловленное значительной массой передней и задней упорных стенок, которые необходимо демонтировать при замене баллонов.
Наконец, недостатком конструкции является повышенная масса контейнера, обусловленная выполнением упорных стенок сплошными.
Из описания патента США US 5040933, МПК В60Р 3/22; B61D5/02, публ. 20.08.1991 г., известна конструкция вертикальных модулей для хранения и транспортирования баллонов со сжатым природным газом, входящих в состав ПАГЗ. Каждый модуль включает вертикальные переднюю и заднюю упорные переборки с отверстиями под горловины баллонов, два вертикальных ряда баллонов, закрепленных между упорными переборками, и устройства защиты газового баллона от проворота, включающие в себя две стопорные гайки, навернутые на резьбу каждой горловины баллона с обеих сторон напротив отверстия в каждой переборке. Модули установлены вплотную друг к другу и прикреплены к раме полуприцепа ПАГЗ; переборки соединены между собой своими фланцами. Замену баллонов в процессе эксплуатации выполняют, отсоединяя модуль с баллонами от рамы полуприцепа и соседних модулей и поднимая его вместе с баллонами с помощью подъемного устройства.
Многочисленные недостатки описанных выше вертикальных модулей обусловлены особенностями их конструкции.
В частности, недостатком вертикальных модулей является неудобство обслуживания ПАГЗ при замене отдельных баллонов, обусловленное необходимостью поднятия модуля с баллонами вверх на высоту, превышающую высоту модуля. В суровых климатических условиях демонтаж модулей на открытом воздухе не всегда целесообразен, а помещения с высотой потолка, по меньшей мере, в два раза превышающей высоту установки, могут отсутствовать.
Другим недостатком вертикальных модулей является неудобство обслуживания, обусловленное значительной массой модулей, а также значительной массой передней и задней упорных переборок, которые необходимо снимать при замене баллона.
Следующим недостатком вертикальных модулей является неудобство их обслуживания в составе ПАГЗ, которое обусловлено невозможностью без демонтажа модулей подтягивания стопорных гаек, расположенных внутри модуля и недоступных для монтажного инструмента.
Наиболее существенным недостатком вертикальных модулей является крепление баллонов только за горловины, из-за чего баллоны испытывают при хранении и транспортировке значительные нагрузки, приводящие к сокращению срока эксплуатации.
Недостатком ПАГЗ, в состав которых входят вертикальные модули, является отсутствие защиты от внешних воздействий оборудования, входящего в состав ПАГЗ (баллонов, трубопроводов и т.п. ).
Из описания патента США US 4784399, МПК В60Р 3/22, B61D 5/02, публ. 15.11.1988 г., известна конструкция горизонтальных модулей для хранения и транспортирования баллонов со сжатым природным газом, входящих в состав ПАГЗ. Каждый модуль включает горизонтальные переднюю и заднюю упорные переборки с отверстиями под горловины баллонов, горизонтальный ряд баллонов, закрепленных между упорными переборками, и устройства защиты газового баллона от проворота, включающие в себя две стопорные гайки, навернутые на резьбу каждой горловины баллона с обеих сторон напротив отверстия в каждой переборке. Модули установлены вплотную друг к другу и прикреплены к раме полуприцепа ПАГЗ; переборки соединены между собой своими фланцами. Замену баллонов в процессе эксплуатации выполняют, отсоединяя модуль с баллонами от рамы полуприцепа и соседних модулей и поднимая его вместе с баллонами с помощью подъемного устройства.
Недостатки модулей обусловлены особенностями их конструкции.
Недостатком горизонтальных модулей является неудобство их обслуживания в составе ПАГЗ, которое обусловлено невозможностью без демонтажа модулей подтягивания стопорных гаек, расположенных внутри контейнера и недоступных для монтажного инструмента.
Наиболее существенным недостатком конструкции горизонтальных модулей является крепление баллонов только за горловины, из-за чего баллоны испытывают при хранении и транспортировке значительные нагрузки, приводящие к сокращению срока эксплуатации.
Недостатком ПАГЗ, в состав которых входят горизонтальные модули, является отсутствие защиты от внешних воздействий оборудования, входящего в состав ПАГЗ (баллонов, трубопроводов и т.п.).
Из международной заявки WO 2009102168 A2, МПК В60Р 3/24, публ. 20.08.2009 г., известен вариант исполнения устройства для предотвращения осевого проворота баллона, входящего в состав ПАГЗ. Устройство включает в себя: упорную переборку с отверстием под горловину баллона и несколькими малыми отверстиями для болтов, выполненными вокруг указанного отверстия; стопорную гайку с фланцем, навернутую на резьбу горловины баллона, причем во фланце указанной выше стопорной гайки также выполнены малые отверстия для болтов; болты и гайки для фиксирования гайки с фланцем на упорной переборке.
За ближайший аналог заявляемой полезной модели принят контейнер для транспортирования баллонов с природным газом, известный из описания патента RU 57687 U1, МПК В60Р 3/00, F17C 1/00, публ. 27.10.2006 г., включающий в себя металлический каркас с вертикальными стойками, стенки, дверцы, а также горизонтально расположенные внутри контейнера кассеты и стяжные хомуты для удержания баллонов в поперечном направлении. Балки кассет и стяжные хомуты в местах прилегания к баллонам снабжены прокладками из упругого полимерного материала.
Одним из существенных недостатков конструкции контейнера-аналога является отсутствие устройства для предотвращения осевого проворота баллона и связанная с этим возможность осевого проворота баллона при транспортировке. При осевом провороте баллона происходит нарушение герметичности соединения баллона с технологическим трубопроводом, подключенным к горловине баллона, и связанный с этим неконтролируемый выход газа.
Другим существенным недостатком аналога является отсутствие упорных переборок, ограничивающих сдвиг баллонов в продольном направлении при транспортировке контейнера. Массивный баллон при резких ускорениях транспортного средства подобен тарану.
Недостатками аналога являются также неудобство сборки контейнера и неудобство обслуживания контейнера, в частности, неудобство извлечения баллонов из контейнера при их замене в процессе эксплуатации. Конструкция контейнера не предполагает снятия крыши или боковых металлических стенок при его эксплуатации; установка и закрепление баллонов на кассетах возможно только до установки кассет в контейнер, а снятие баллонов - только после извлечения кассет из контейнера.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении удобства обслуживания контейнера для хранения и транспортирования баллонов со сжатым природным газом.
Указанный выше технический результат достигается в контейнере, включающем в себя каркас с вертикальными стойками, боковые стенки и дверцы, ряды горизонтальных балок и стяжные хомуты для удержания баллонов в поперечном направлении, причем балки и стяжные хомуты в местах, предназначенных для прилегания к баллонам с природным газом, снабжены прокладками из упругого материала.
Технический результат достигается тем, что крыша контейнера выполнена в виде съемного натяжного полотнища, горизонтальные балки выполнены съемными, а контейнер снабжен передними съемными и задними вертикальными упорными переборками, снабженными отверстиями под горловины баллонов, причем между переборками предусмотрены зазоры для заведения монтажного инструмента.
Полезная модель поясняется следующими изображениями.
На Фиг. 1 изображен контейнер в сборе с баллонами, со снятыми боковыми стенками, крышей и дверцами;
На Фиг. 2 изображен каркас контейнера с вертикальными стойками, горизонтальными балками и вертикальными упорными переборками;
На Фиг. 3 изображен контейнер в сборе с боковыми стенками и дверцами.
Позициями на изображениях обозначены:
1 - баллон со сжатым природным газом;
2 - стяжной хомут;
3 - каркас контейнера;
4 - вертикальная стойка;
5 - съемная боковая стенка;
6 - дверца;
7 - горизонтальная балка;
8 - передняя съемная вертикальная упорная переборка;
9 - задняя вертикальная упорная переборка;
10 - зазор между переборками.
Полезная модель может быть реализована в конструкции контейнера, включающей в себя (см. Фиг. 1-3) каркас 3, вертикальные стойки 4, горизонтальные балки 7, стяжные хомуты 2, стенки 5 и дверцы 6, причем балки 7 и стяжные хомуты 2 в местах, предназначенных для прилегания к баллонам с природным газом, снабжены прокладками из упругого материала.
Для реализации полезной модели выполняют следующие изменения в конструкции контейнера.
Боковые стенки 5 выполняют составными и съемными.
Горизонтальные балки 7 выполняют съемными.
Крышу контейнера (на Фиг. 1-3 не показана) выполняют в виде съемного натяжного полотнища из плотного непромокаемого синтетического материала. Это позволяет устанавливать в контейнер и вынимать из контейнера отдельные баллоны с помощью подъемного устройства, например тельфера.
Контейнер снабжают передними съемными 8 и задними 9 вертикальными упорными переборками, в которых выполняют отверстия под горловины баллонов.
Между переборками выполняют зазоры для заведения монтажного инструмента при фиксации горловин баллонов от осевого проворота и для проверки качества фиксации горловин в процессе эксплуатации контейнера.
Сборку контейнера и установку баллонов с природным газом в контейнер выполняют следующим образом.
Изготавливают сварной каркас контейнера из металлических балок.
К каркасу присоединяют, к примеру, сваркой, вертикальные стойки 4 и задние вертикальные упорные переборки 9.
На обе горловины каждого из баллонов 1 накручивают, в зависимости от варианта реализации устройства для предотвращения осевого проворота баллона, первые стопорные гайки (вариант реализации устройства с двумя стопорными гайками описан, к примеру, в патенте США US 5040933), или гайки с фланцами (для варианта реализации устройства для предотвращения осевого проворота баллона, приведенного в заявке WO 2009102168 A2).
Устанавливают и соединяют со стойками 4 нижний ряд съемных горизонтальных балок 7.
Устанавливают на нижний ряд съемных горизонтальных балок 7 баллоны 1 (4 штуки), так, что горловины баллонов заходят в соответствующие отверстия переборок 9, и фиксируют баллоны 1 стяжными хомутами 2.
Проверяют точность установки баллонов 1 нижнего ряда.
Затем устанавливают и соединяют со стойками 4 второй ряд горизонтальных балок 7.
Устанавливают на второй ряд горизонтальных балок следующий ярус баллонов 1 (4 штуки) так, что горловины баллонов заходят в соответствующие отверстия переборок 9, и фиксируют их стяжными хомутами 2.
Проверяют точность установки баллонов 1 второго ряда.
Затем выполняют такие же операции для третьего и четвертого яруса баллонов 1.
Устанавливают передние вертикальные упорные переборки 8 и соединяют их с каркасом контейнера съемными резьбовыми соединительными элементами.
Фиксируют горловины баллонов 1 от проворота. В зависимости от используемого варианта реализации устройства для предотвращения осевого проворота баллона, горловины фиксируют путем навинчивания на них вторых стопорных гаек или путем прикручивания фланца к упорной переборке с помощью резьбовых пар болт-гайка.
К горловинам баллонов 1 подключают трубопроводы.
Устанавливают съемные боковые стенки 5 и крышу контейнера, выполненную в виде съемного натяжного полотнища.
Присоединяют к каркасу контейнера дверцы 6.
Контейнер готов к транспортированию баллонов с природным газом в составе любого транспортного средства, приспособленного для его размещения. В частности, контейнер можно использовать в составе ПАГЗ.
Контейнер в сборе с баллонами эксплуатируют известным образом.
При необходимости замены баллона снимают крышу и боковые стенки 5, открывают дверцы 6, отключают трубопроводы, снимают вертикальные упорные переборки 8, после чего отсоединяют стяжные хомуты и извлекают через верх контейнера сначала баллоны верхнего яруса, затем съемные горизонтальные балки 7, затем баллоны следующего яруса и т.д.
Изготовление и эксплуатация опытного образца контейнера подтвердили промышленную применимость полезной модели и ее соответствие заявленному техническому результату.
Повышение удобства обслуживания контейнера достигнуто, в частности, благодаря наличию съемных боковых стенок, позволяющих улучшить доступ к внутренним частям контейнера - местам крепления горизонтальных балок, стяжных хомутов. Выполнение зазоров между переборками одновременно снижает массу переборок (и облегчает тем самым сборку контейнера и снятие баллонов в процессе эксплуатации) и позволяет получить визуальный доступ и доступ монтажного инструмента к гайкам устройства для предотвращения осевого проворота баллона, расположенным внутри контейнера за переборками.
Повышение удобства замены баллонов в процессе эксплуатации достигнуто за счет выполнения крыши в виде съемного натяжного полотнища, а также за счет выполнения съемными боковых стенок, горизонтальных балок и передних упорных перегородок.
Достоинствами конструкции контейнера являются повышенная безопасность эксплуатации и повышенный срок эксплуатации баллонов. Проведенные патентные исследования подтверждают мировую новизну полезной модели.