Емкость для перевозки жидкостей
Изобретение относится к изготовлению и модернизации автомобильных, железнодорожных и морских емкостей с двумя отсеками для перевозки жидкостей. Железнодорожная цистерна содержит установленный на платформе горизонтальный цилиндрический котел, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека с заливными горловинами и сливными патрубками, расположенными на расстоянии друг от друга на продольной оси симметрии котла, отличающаяся тем, что вертикальная перегородка закреплена посредине под углом к продольной оси симметрии котла между отверстиями заливных горловин и сливных патрубков и выполнена из гибкого материала, форма которой соразмерна половине его внутренней поверхности. Обеспечивается возможность снижения расходов на транспортировку жидкостей за счет устранения возврата цистерн порожняком. 5 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению и модернизации автомобильных, железнодорожных и морских емкостей с двумя отсеками для перевозки жидкостей в больших объемах на значительные расстояния. Изобретение предусматривает разработку устройства, позволяющего транспортировать жидкие продукты в прямом и обратном направлении, исключив возврат цистерн порожняком.
Известен резервуар для жидкости, содержащий металлический корпус, внутри которого помещена, заполняемая жидкостью эластичная оболочка с загрузочным и сливным отверстиями, закрепленная на загрузочной горловине и сливном патрубке резервуара. При выгрузке жидкости под оболочку подают сжатый газ для улучшения выгрузки вязких жидкостей, например, мазута (Авторское свидетельство SU 1597327 МПК В65D 88/54, 1990. Аналог).
Недостаток аналога - невозможность транспортировки разнородных жидкостей в обратном направлении без обработки полости оболочки перед загрузкой другого вида жидкости, а также то, что она занимает много места в корпусе и снижает объем перевозок.
Известен мягкий вкладыш в виде прямоугольной емкости, устанавливаемый в металлический резервуар, в том числе в цистерну. В верхней части вкладыша выполнены люверсы для прикрепления тросами к опоре, а в нижней части - сливное отверстие (Патент РФ на полезную модель №116842, Кл. В65D 88, 2012 г. Аналог).
Известное изобретение решает задачу продления эксплуатации цистерн, в которых появилась или возможно появление утечек жидкости, путем изоляции внутренней поверхности ее котла от контакта с транспортируемой жидкостью, особенно агрессивной. Вкладыш не разделяет котел на изолированные отсеки и это не позволяет перевозить разнородные жидкости, при его полном заполнении, в прямом и обратном направлениях, т.е. не решает задачу устранения возврата цистерн порожняком.
Известно транспортное средство, содержащее установленную на шасси цистерну для перевозки жидкостей, снабженную загрузочной и разгрузочной горловинами и, размещенную в котле эластичную емкость. Горловина емкости прикреплена к горловине цистерны и одновременно является загрузочной и разгрузочной, а на ее дне закреплен узел для выгрузки жидкости, например, пищевого продукта, выполненный в виде цепи, свободный конец которой пропущен через горловины емкости и цистерны. После выгрузки пищевого продукта через горловины емкости и цистерны, через другую горловину цистерны в котел загружают другой вид жидкости, например, нефть для транспортировки в обратном направлении и, таким образом, создают возможность устранения возвратных перегонов цистерн порожняком (патент SU 2004466 С1, кл. В65D 8/12; В61D 5/00, 1991 г. Аналог).
Недостаток аналога - сложность выгрузки жидкости вместе с емкостью через горловину цистерны, поскольку, заполненная жидкостью емкость, занимает весь объем котла, а в цистерне не предусмотрены сливные отверстия для ее разгрузки. Также не просто производить погружение пустой объемной емкости в заполненный нефтью котел. Кроме этого емкость, занимает в котле много места и уменьшает его полезный объем. Указанные недостатки не позволили решить задачу устранения возврата цистерн порожняком в места их прописки, и цистерна не была реализована. Эластичная емкость не является перегородкой котла, так как не разделяет его на два изолированных отсека и указанное изобретение в качестве прототипа мною не принято.
Наиболее близким аналогом является емкость для перевозки жидкости, содержащая установленный на транспортном средстве горизонтальный цилиндрический котел, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека с заливными горловинами и сливными патрубками. Внутри котла установлены перфорированные полые камеры для гашения динамических нагрузок от перемещения жидкости (Авторское свидетельство СССР №629131, М. кл. В65D 87/12, 1972 г. Прототип).
Существенным недостатком прототипа, а также всех известных емкостей для перевозки жидкостей, особенно нефтеналивных цистерн, является возврат их потребителю порожняком и пока не создано простых и эффективных технических решений этой проблемы. Между тем, в стране нефтеналивных железнодорожных цистерн насчитывается свыше 350 тысяч, сто процентов которых возвращаются порожняком и стоимость их перегона сопоставима с половиной стоимости транспортировки заполненных жидкостью. Плюс к этому в стране используется значительный парк автомобильных цистерн и емкостей для перевозки нефти морским транспортом. В результате этого убытки от возврата цистерн порожняком, составляют миллиарды рублей в год, даже без учета транспортировки жидких продуктов за рубеж.
Техническая задача изобретения - создание или модернизация емкостей в виде цистерн с двумя изолированными отсеками любой длины и формы, позволяющее осуществить транспортировку разнородных жидкостей при полном их заполнении в прямом и обратном направлении, устранив возврат цистерн порожняком.
Технический результат - снижение затрат на транспортировку жидкостей и исключение промывки внутренней поверхности котла цистерны, поскольку через каждый отсек его заполняют постоянным видом жидкости.
Техническая задача и результат достигаются тем, что емкость, содержит, установленный на транспортном средстве горизонтальный цилиндрический или другой формы котел, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека с заливными горловинами и сливными патрубками. Новыми признаками являются: выполнение вертикальной перегородки в виде полотнища из эластичного материала, устойчивого к любым, в том числе, агрессивным видам жидкости. Полотнище выполнено с впадиной, форма которой, при заполнении транспортируемой жидкостью, соразмерна форме половины внутренней поверхности котла и закреплено кромкой на средине котла под углом к большей оси симметрии между отверстиями заливных горловин и сливных патрубков.
Это признаки основные, они необходимы и достаточны для осуществления изобретения и достижения технического результата.
Особенностями изобретения также являются: выполнение средства фиксации полотнища на внутренней поверхности котла в виде Т-образной в сечении кромки, на горизонтальную полку которой и/или на внутреннюю поверхность котла нанесен высокопрочный, нетоксичный и устойчивый к любым видам жидкости, клей;
- выполнение Т-образной в сечении кромки в виде вакуумной присоски с нанесенным на горизонтальную полку клея;
Указанные признаки являются факультативными, так как могут быть заменены другими средствами закрепления полотнища в котле.
Причинно-следственная связь новых признаков и достигаемого технического результата состоит в следующем:
- выполнение перегородки в виде вертикального полотнища из эластичного материала с впадиной, форма которой, при заполнении транспортируемой жидкостью, соразмерна форме половины внутренней поверхности котла, позволило через один из отсеков заполнить весь объем котла жидкостью и устранить нагрузку от перевозимой жидкости на полотнище за счет плотного прилегания его к котлу;
- закрепление полотнища кромками на средине котла под углом к большей оси симметрии между отверстиями заливных горловин и сливных патрубков, позволило разделить котел на два равных изолированных отсека и заполнять через соответствующий отсек весь котел одним видом жидкости для транспортировки в прямом направлении, а после разгрузки, через другой отсек загружать весь котел другим видом жидкости для транспортировки в обратном направлении;
- выполнение кромки полотнища Т-образной в сечении, на горизонтальную полку которой и/или на внутреннюю поверхность котла нанесен высокопрочный, нетоксичный и устойчивый к любым видам жидкости, клей обеспечило простое и надежное закрепление полотнища в котле и транспортировку любого вида жидкости, в том числе агрессивной без перетекания в другой отсек;
- выполнение Т-образной в сечении кромки полотнища в виде вакуумной присоски на, горизонтальную полку которой и/или на внутреннюю поверхность котла нанесен высокопрочный, нетоксичный и устойчивый к любым видам жидкости, клей, позволило исключить использование сложных приспособлений для прижима кромки полотнища при закреплении в котле.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема транспортного средства с емкостью в виде цистерны, вид сбоку с частичным разрезом; фиг. 2 - вид котла цистерны сверху с частичными разрезами; фиг. 3 - место А на фиг. 2, показано кольцевое поперечное ребро в котле; фиг. 4 - место Б на фиг. 2, показано закрепление перегородки в котле Т-образной кромкой на клею; фиг. 5 -то же, пример закрепления перегородки вакуумной присоской на клею.
Емкость в виде цистерны состоит из установленного на транспортном средстве 1, например, автомобиле продольного цилиндрического котла 2 постоянного круглого или овального сечения. Котел 2 разделен вертикальной перегородкой 3 на два равных изолированных отсека 4 и 5 (фиг. 2) с заливными горловинами 6 и 7 (фиг. 1), герметичными крышками 8 и 9, а также сливными патрубками 10 и 11 с шаровыми клапанами 12. Перегородка 3 представляет собой вертикальное полотнище 13 (фиг. 2, 4 и 5)) с Т-образной кромкой 14 и выполнена из эластичного материала: резины, полиуретана или другого подходящего для этой цели прочного, не токсичного и устойчивого к любому виду жидкости, в том числе агрессивной, материала, например, производства немецкой компании Low and Bonard. Перегородка 3 имеет впадину 15, которая при заполнении одного из отсеков 4 или 5 жидкостью принимает форму соразмерную половине внутренней поверхности котла 2 и плотно к нему прилегает. При доработке, находящейся в эксплуатации цистерны, в ее металлической перегородке вырезают круглое отверстие с оставлением кольцевого ребра 16 для сохранения прочности цистерны, кромку которого закругляют для устранения концентрации напряжений при изгибах в противоположные стороны полотнища 13, а также прорезают пазы (не показаны) в местах пересечения с ним Т-образной кромки. В местах закрепления полотнища 13, при его перегибе в противоположные стороны при заполнении разнородной жидкостью разных отсеков 4, 5 и обходе ребра 16 (фиг. 3), в котле 2, образованы кольцевые воздушные камеры 17 и 18. Эти камеры гасят динамические нагрузки и предотвращают возникновение гидравлических ударов от колебаний жидкости при резких движениях с места или остановках транспортного средства 1. Полотнище 13 закреплено на внутренней поверхности, на средине котла 2 под углом к большей оси симметрии, между отверстиями 19 и 20 заливных горловин 6 и 7 и отверстий 21 и 22 сливных патрубков 10 и 11 и разделяет его на равные отсеки 4 и 5.
Изобретение может быть использовано при серийном изготовлении автомобильных, железнодорожных или морских цистерн любого объема с цилиндрической или овальной формой котла 2 с двумя отсеками 4 и 5 или модернизации находящихся в эксплуатации. Полотнище 13 может быть изготовлено вулканизацией фрагментов листовой резины, а из полимерного материала сваркой и не требует сложного специального оборудования.
Кромка 14 полотнища 13 выполнена Т-образной в сечении, а в следующем примере в виде Т-образной в сечении вакуумной присоски 23 с ниппелем 24 для соединения с переносным источником вакуума (не показано).
Для закрепления полотнища 13 в котле 2, например автомобильной цистерны с двумя отсеками 4 и 5 ровного цилиндрического профиля, не имеющей других конструктивных элементов, кроме закругленного поперечного ребра 16, через горловину 6 в котел 2 опускают свернутое в продольный рулон полотнище 13 и необходимое монтажное оборудование и через горловины 6 и 7 перемещаются рабочие. Полотнище 13 передвигают к средине котла 2, разворачивают и наносят на горизонтальные полки Т-образной кромки 14, (в другом примере вакуумной присоски 23) и/или внутреннюю поверхность котла 2 высокопрочный, нетоксичный и устойчивый к любым видам жидкости клей. Затем устанавливают полотнище 13 кромками 14 под углом к продольной оси котла так, чтобы полотнище 13 проходило через центр котла 2 и закрепляют его, прижав магнитами 25, а в другом примере и усилием разряжения в кольцевой вакуумной присоске 23, ниппель 24 которой, при закреплении полотнища 13 в котле 2. подсоединяется к переносной вакуумной установке (не показана). После приклеивания кромок 14 к внутренней поверхности котла 2, магниты 25 снимают и рабочие выносят их через горловины 6 и 7 котла 2. Отсек 4 через отверстие 19 горловин 6 заполняют, например, нефтью, при этом впадина 15 полотнища 13 принимает форму внутренней поверхности половины котла 2 и плотно прилегает к внутренней поверхности отсека 5 и не воспринимает нагрузки от транспортируемой жидкости. Надежное и герметичное закрепление эластичной перегородки 3 на внутренней поверхности котла 2, предотвращает перетекания жидкости из одного в другой отсеки 4, 5 и предотвращает смешивание разных жидкостей при транспортировке в прямом и обратном направлениях, а воздушные камеры 17 и 18 гасят динамические нагрузки от колебания жидкости. Нефть, при открытых крышках 8 и 9 горловин 6 и 7, заполняет вместе с отсеком 4 весь котел 2, а в отсек 5 не поступает. По прибытию цистерны в место назначения, нефть выгружают через сливное отверстие 21 патрубка 10, а через отверстие 20 горловин 7 заполняют отсек 5 и весь котел 2 альтернативным видом жидкости, например, растительным маслом или питьевой водой. Полотнище выгибается в обратную сторону и наружная поверхность впадины 15 плотно прилегает к внутренней поверхности котла 2. После транспортировки цистерны в обратном направлении и слива растительного масла через сливное отверстие 22 патрубка 11, цистерну аналогичным образом заполняют снова нефтью через отверстие 19 горловины 6 без промывки ее полости, так как до этого отсек 4 был заполнен нефтью.
Применение изобретения позволяет производить заполнение одним видом жидкости через один отсек всего котла без протечек его в другой отсек, и транспортировать в прямом направлении, а после выгрузки - заполнять другим видом жидкости через другой отсек также всего котла и транспортировать в обратном направлении. Изобретение создает реальную возможность устранить возвратные перегоны цистерн порожними и сэкономить многомиллионные средства.
Железнодорожная цистерна для перевозки жидкостей, содержащая установленный на платформе горизонтальный цилиндрический котел, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека с заливными горловинами и сливными патрубками, расположенными на расстоянии друг от друга на продольной оси симметрии котла, отличающаяся тем, что вертикальная перегородка закреплена посредине под углом к продольной оси симметрии котла между отверстиями заливных горловин и сливных патрубков и выполнена из гибкого материала, форма которой соразмерна половине его внутренней поверхности.
