Контейнер для перевозки опасных и ценных грузов

 

Контейнер предназначен для перевозки опасных предметов и ценностей авиационным транспортом. Контейнер содержит наружную металлическую оболочку, в которую последовательно установлены тепловая защита из дерева и внутренняя емкость, состоящая из металлического корпуса и тепловой защиты из дерева, внутренняя емкость снабжена внутренней сферической оболочкой для перевозимого груза. Наружная металлическая оболочка и металлический корпус внутренней емкости собраны в замкнутые оболочки с помощью стыков. Между наружной металлической оболочкой и тепловой защитой из дерева введен дополнительный металлический слой, сформированный в виде замкнутой оболочки с помощью стыка. Наружная металлическая оболочка, тепловая защита, дополнительный металлический слой и внутренняя емкость выполнены сферическими. Стыки наружной металлической оболочки, дополнительного металлического слоя и металлического корпуса внутренней емкости выполнены во взаимно перпендикулярных плоскостях. В стыки наружной металлической оболочки, дополнительного слоя и металлического корпуса внутренней емкости установлены металлические уплотнения для их герметизации. Для этой цели могут использоваться уплотнения трубчатого поперечного сечения, заполненные металлорезиной. Для упрощения операций сборки и разборки контейнера внутренние поверхности наружной металлической оболочки и тепловой защиты, а также наружные поверхности дополнительного слоя и металлического корпуса внутренней емкости покрыты антифрикционным материалом. Между наружной металлической оболочкой и дополнительным слоем, дополнительным слоем и металлическим корпусом внутренней емкости, металлическим корпусом внутренней емкости и ее тепловой защитой, а также между тепловой защитой внутренней емкости и внутренней сферической оболочкой для перевозимого груза введены ограничители поворота конической формы. Для обеспечения сохранности металлического корпуса внутренней емкости от воздействия химически агрессивной среды перевозимого груза при высокой температуре на указанный корпус нанесено покрытие. Технический результат состоит в повышении стойкости защитного контейнера к аварийным факторам высокой интенсивности, возникающим при аварии транспортных средств (например, самолета), с целью сохранения перевозимого груза объемом до 10 л массой до 30 мг при минимально возможных затратах массы контейнера к полезному объему (не более 90 кг/л). 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для транспортирования особо опасных предметов и ценностей авиационным транспортом.

Известен сейф, стенки которого содержат силовые слои из хромированной стали и графитовую пластину, получаемую из углеродного порошка, спрессованного при температуре 2300^oC. Полученная таким образом слоистая конструкция является устойчивой к воздействию на нее высоких температур (GB 1354724 A1, 30.05.1974).

К недостаткам такой конструкции относятся: 1. Невозможность противостоять воздействию интенсивных динамических нагрузок, возникающих при падении конструкции с большой высоты со скоростью встречи с твердой поверхностью (типа скальных пород) 70-90 м/с.

2. Сильно снижается устойчивость конструкции к воздействию на нее высоких температур после ударного воздействия, так как при этом в образовавшиеся зазоры возможно попадание интенсивных тепловых потоков.

Известен транспортировочный контейнер для перевозки опасных и ценных грузов (высокообогащенного урана), содержащий барабан с крышкой. В барабане расположен внутренний контейнер, снабженный зафиксированной на нем крышкой. Контейнер содержит приспособление для крепления крышки к внутреннему контейнеру болтами и уплотнительное кольцо, расположенное в канавке, выполненной в крышке. Между контейнером и барабаном расположен изоляционный материал. Изоляционный материал выполнен в виде последовательно расположенных слоев фибрового картона и фанеры (RU 2111560 C1, 20.05.1998).

Известный транспортировочный контейнер не обеспечивает необходимой безопасности при транспортировке в случае воздействия высокоинтенсивных динамических и тепловых нагрузок, в частности возникающих при авиационной аварии. При соударении с твердой поверхностью возможны не только большие деформации элементов конструкции, но разрушение и раскрытие стыков с последующим прониканием через них внутрь контейнера больших тепловых потоков.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, выражается в повышении стойкости защитного контейнера к аварийным факторам высокой интенсивности, возникающим при аварии транспортных средств (например, самолета), с целью сохранения перевозимого груза объемом до 10 литров и массой до 30 кг при минимально возможных затратах массы контейнера к полезному объему (не более 90 кг/л).

Указанный технический результат достигается тем, что в контейнере для перевозки опасных и ценных грузов, содержащем наружную металлическую оболочку, в которую последовательно установлены тепловая защита и внутренняя емкость, снабженная внутренней оболочкой для перевозимого груза, согласно изобретению внутренняя емкость представляет собой металлический корпус и тепловую защиту из дерева, а между наружной металлической оболочкой и тепловой защитой, выполненной из дерева, введен дополнительный металлический слой, причем наружная металлическая оболочка, дополнительный металлический слой, тепловая защита, внутренняя емкость и внутренняя оболочка для перевозимого груза выполнены сферическими, а наружная металлическая оболочка, дополнительный металлический слой и металлический корпус внутренней емкости собраны в замкнутые оболочки с помощью стыков, выполненных во взаимно перпендикулярных плоскостях и содержащих металлические уплотнения.

Для герметизации стыков могут использоваться уплотнения трубчатого поперечного сечения, заполненные металлорезиной.

Для упрощения операций сборки и разборки контейнера внутренние поверхности наружной металлической оболочки и тепловой защиты, а также наружные поверхности дополнительного слоя и металлического корпуса внутренней емкости покрыты антифрикционным материалом.

Между наружной металлической оболочкой и дополнительным слоем, дополнительным слоем и тепловой защитой, тепловой защитой и металлическим корпусом внутренней емкости, металлическим корпусом внутренней емкости и ее тепловой защитой, а также между тепловой защитой внутренней емкости и внутренней сферической оболочкой для перевозимого груза введены ограничители поворота конической формы.

Для обеспечения сохранности металлического корпуса внутренней емкости от воздействия химически агрессивной среды перевозимого груза при высокой температуре на корпус нанесено стойкое покрытие.

На фиг. 1 представлен общий вид контейнера для перевозки опасных и ценных грузов; на фиг. 2, 3, 4 - состояние стыков до аварийного воздействия; на фиг. 5 - защитный контейнер после аварийных воздействий; на фиг. 6, 7 - состояние стыков после аварийных воздействий.

Контейнер для перевозки опасных и ценных грузов состоит из последовательно установленных наружной металлической оболочки 1, дополнительного металлического слоя 2, тепловой защиты 3, внутренней емкости 4, включающей металлический корпус 5 и тепловую защиту 6, и внутренней сферической оболочки 7 для перевозимого груза. Для герметизации стыков наружной металлической оболочки, дополнительного слоя, металлического корпуса внутренней емкости используются металлические уплотнения 8. Эти уплотнения могут иметь как сплошное, так и трубчатое поперечное сечение, причем для исключения раскрытия стыков в пределах изменения размеров соединяемых деталей при резких температурных перепадах в эксплуатации трубчатые уплотнения могут заполняться металлорезиной 9, позволяющей за счет своей упругости выбирать указанные изменения размеров. Замыкание стыков оболочек выполнено с помощью винтов 10, как элементов наиболее технологичных в изготовлении, удобных в эксплуатации и обеспечивающих требуемые степень и качество деформации уплотнений при герметизации стыков. Для облегчения операций сборки и разборки контейнеров внутренние поверхности наружной металлической оболочки 1 и тепловой защиты 3, а также наружные поверхности дополнительного слоя 2 и металлического корпуса 5 внутренней емкости 4 покрыты антифрикционным материалом 11. Между наружной металлической оболочкой 1 и дополнительным слоем 2, дополнительным слоем 2 и тепловой защитой 3, тепловой защитой 3 и металлическим корпусом 5 внутренней емкости 4, металлическим корпусом 5 внутренней емкости 4 и ее тепловой защитой 6, тепловой защитой 6 внутренней емкости 4 и внутренней сферической оболочкой 7 установлены ограничители поворота 12. На металлический корпус 5 внутренней емкости 4 нанесено покрытие 15, стойкое к химически агрессивной среде перевозимого груза при высокой температуре. Для удобства эксплуатации контейнер с помощью болтового крепления 13 установлен на легкую подставку (раму) 14.

Рассмотрим одну из наиболее вероятных и тяжелых последовательностей развития аварии с контейнером, транспортируемым самолетом. При разрушении самолета в воздухе на крейсерском режиме полета контейнер выпадает из самолета и с высоты 9000-1000 м падает на поверхность Земли. При соударении с твердой поверхностью со скоростью 70-90 м/с оболочки контейнера деформируются, поглощая кинетическую энергию удара. При этом в наиболее неблагоприятном случае (ориентация плоскости стыка наружной металлической оболочки 1 перпендикулярна плоскости преграды) возможно раскрытие стыка наружной металлической оболочки. Однако целостность стыка дополнительного металлического слоя 2 сохраняется в связи с тем, что он уплотняется инерционными силами и находится в стесненных условиях. Так как наружная металлическая оболочка 1, дополнительный металлический слой 2 и тепловая защита 3 поглощают значительную часть кинетической энергии удара, внутренняя емкость 4 деформируется в меньшей степени и дальнейшая защита транспортируемого груза от различных аварийных воздействий (пожар, воздействие пуль, глубоководное затопление и т.д.) возлагается, в основном, на внутреннюю емкость 4, хотя и поврежденные наружная металлическая оболочка 1, дополнительный слой 2 и тепловая защита 3 тоже могут частично продолжать выполнять защитные функции. Толщина металлического корпуса 5 внутренней емкости 4 и ее тепловая защита 6 из дерева выбраны такими, чтобы гарантированно обеспечивалась защита груза при последующих аварийных воздействиях даже при отсутствии наружной металлической оболочки 1, дополнительного слоя 2 и тепловой защиты 3, воспринимающих наиболее интенсивные нагрузки при ударе о твердую поверхность и нагреве в случае возникновения пожара.

Рассмотрим пример конкретного выполнения контейнера для перевозки опасных и ценных грузов.

Наружная металлическая оболочка 1, дополнительный слой 2, металлический корпус 5 внутренней емкости 4 выполнены из стали 12Х18Н10Т. Выбор этой стали обусловлен ее высокой коррозионной стойкостью, жаростойкостью, а также высоким относительным удлинением (δ равно 43%). Тепловая защита 6 внутренней емкости 4 выполнена из сосны, пропитанной антипиреном, в виде двух полусферических деталей, состыкованных между собой гладким замковым соединением. Тепловая защита 3 тоже изготовлена из сосны, пропитанной антипиреном. Наличие в конструкции такого слоя позволяет, кроме тепловой защитной функции, смягчить удар на внутреннюю емкость. Такую же дополнительную функцию выполняет тепловая защита 6, входящая в состав внутренней емкости 4, по отношению к внутренней сферической оболочке 7 с перевозимым грузом. Сферическая оболочка 7 выполнена из нелегированной низкоуглеродистой стали. Для герметизации стыков наружной металлической оболочки 1, дополнительного металлического слоя 2 и металлического корпуса 5 внутренней емкости 4 между полусферическими оболочками в канавку одной из полусфер установлены уплотнения 8 из отожженной стали 12Х18Н10Т трубчатого поперечного сечения, заполненные металлорезиной 9 на основе стальной проволоки. Уплотнения 8 задавливаются в канавку одной полусферы специальным выступом ("зубом") ответной полусферы с помощью винтов 10 из стали 30ХГСА. Ограничители поворота 12 изготовлены из стали 30Х13. Они имеют коническую форму. Установка ограничителей поворота в посадочные места осуществляется с помощью резьбового соединения. В качестве антифрикционного материала 11 используется графитная смазка, а покрытия от воздействия агрессивной среды перевозимого груза при высокой температуре - нитрид титана. Контейнер установлен на подставку 14 сварной конструкции, состоящую из двух частей, соединяемых с помощью болтового крепления 13 из стали 30ХГСА.

Конструкция контейнера позволяет решить поставленные задачи и получить технический результат в виде повышения стойкости к аварийным факторам, в первую очередь авиационной аварии, при минимально возможных массогабаритных затратах - не более 90 кг/л при массе перевозимого груза до 30 кг и объемом до 10 л.

Формула изобретения

1. Контейнер для перевозки опасных и ценных грузов, содержащий наружную металлическую оболочку, в которую последовательно установлены тепловая защита и внутренняя емкость, снабженная внутренней оболочкой для перевозимого груза, отличающийся тем, что внутренняя емкость представляет собой металлический корпус и тепловую защиту из дерева, а между наружной металлической оболочкой и тепловой защитой, выполненной из дерева, введен дополнительный металлический слой, причем наружная металлическая оболочка, дополнительный металлический слой, тепловая защита, внутренняя емкость и внутренняя оболочка для перевозимого груза выполнены сферическими, а наружная металлическая оболочка, дополнительный металлический слой и металлический корпус внутренней емкости собраны в замкнутые оболочки с помощью стыков, выполненных во взаимно перпендикулярных плоскостях и содержащих металлические уплотнения.

2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности наружной металлической оболочки и тепловой защиты, наружные поверхности дополнительного слоя и металлического корпуса внутренней емкости покрыты антифрикционным материалом.

3. Контейнер по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для герметизации стыков в наружной металлической оболочке, дополнительном слое и металлическом корпусе внутренней емкости используются уплотнения трубчатого поперечного сечения, заполненные металлорезиной.

4. Контейнер по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что между наружной металлической оболочкой и дополнительным слоем, дополнительным слоем и тепловой защитой, тепловой защитой и металлическим корпусом внутренней емкости, металлическим корпусом внутренней емкости и ее тепловой защитой, тепловой защитой внутренней емкости и внутренней сферической оболочкой введены ограничители поворота.

5. Контейнер по п.4, отличающийся тем, что ограничители поворота выполнены коническими.

6. Контейнер по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что на металлический корпус внутренней емкости нанесено стойкое покрытие к химически агрессивной среде при высокой температуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7