RU223873U1 - Cryogenic tank - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к емкостям для безопасного транспортирования и хранения жидких криопродуктов и может быть использована для хранения, транспортировки жидкостей, газов под давлением на автомобильном, железнодорожном и водном транспорте, криогенной технике, а также в сосудах, имеющих вакуум между внутренним и наружным сосудами. Технический результат достигается за счет того, что в конструкции наружного сосуда в качестве цилиндрических обечаек используются профили простой формы в поперечном сечении, при этом в поперечном сечении продольный профиль имеет не менее одного замкнутого контура, образованного между дугами соосных окружностей разного диаметра и соединенные ребрами жесткости, а позиционирование профилей относительно друг друга обеспечивается, с помощью замков, при этом цельная жесткая конструкция достигается за счет соединения профилей сваркой по продольным швам. В частном случае, цилиндрические обечайки из профилей соединяются между собой опорно-усиливающими элементами, выполненными в виде проставки или шпангоута. Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение массы сосуда и увеличение полезной нагрузки. 7 ил. The utility model relates to containers for the safe transportation and storage of liquid cryogenic products and can be used for storing and transporting liquids and gases under pressure in road, rail and water transport, cryogenic technology, as well as in vessels with a vacuum between the internal and external vessels. The technical result is achieved due to the fact that in the design of the outer vessel, profiles of a simple cross-sectional shape are used as cylindrical shells, while in the cross-section the longitudinal profile has at least one closed contour formed between the arcs of coaxial circles of different diameters and connected by stiffeners, and the positioning of the profiles relative to each other is ensured using locks, while a solid rigid structure is achieved by connecting the profiles by welding along longitudinal seams. In a particular case, cylindrical shells made of profiles are connected to each other by supporting and reinforcing elements made in the form of a spacer or frame. The technical result of the claimed utility model is to reduce the weight of the vessel and increase the payload. 7 ill.

Description

Полезная модель относится к емкостям для безопасного транспортирования и хранения жидких криопродуктов и может быть использована для хранения, транспортировки жидкостей, газов под давлением на автомобильном, железнодорожном и водном транспорте, криогенной технике, а также в сосудах, имеющих вакуум между внутренним и наружным сосудами.The utility model relates to containers for the safe transportation and storage of liquid cryogenic products and can be used for storing and transporting liquids and gases under pressure in road, rail and water transport, cryogenic technology, as well as in vessels with a vacuum between the internal and external vessels.

Из уровня техники известна криогенная емкость для сжиженного газа, состоящая из внутреннего контейнера из коррозионно-стойкого металла, слоя теплоизоляции, выполненного на основе вакуумной технологии, и наружной оболочки. Наружная оболочка выполнена в виде дополнительного слоя теплоизоляции из композиционного материала [RU 2194917 C1, МПК F17C 3/00].A cryogenic container for liquefied gas is known from the prior art, consisting of an inner container made of corrosion-resistant metal, a thermal insulation layer made on the basis of vacuum technology, and an outer shell. The outer shell is made in the form of an additional layer of thermal insulation made of composite material [RU 2194917 C1, IPC F17C 3/00].

Недостатком вышеуказанного решения является увеличенная масса внутреннего сосуда из коррозионно-стойкого металла и сложность изготовления наружной оболочки из композитного материала.The disadvantage of the above solution is the increased mass of the inner vessel made of corrosion-resistant metal and the complexity of manufacturing the outer shell from a composite material.

Из уровня техники известна контейнер-цистерна, состоящая из цилиндрической обечайки с днищами, жестко скрепленными с двумя торцевыми рамами, внутреннего сосуда из алюминиевого сплава, имеющего экранно-вакуумную изоляцию, и опирающегося на цилиндрическую обечайку посредством установки низкотеплопроводных опор, при этом пространство между оболочкой и внутренним сосудом заполнено вакуумом, отличающийся тем, что к внутреннему сосуду из алюминиевого сплава присоединены биметаллические пластины, которые одной частью из алюминиевого сплава швом вварены во внутренней сосуд, а к другой их части из нержавеющей стали швом приварены трубопроводы системы коммуникаций. Цилиндрическая обечайка выполнена из конструкционной низколегированной стали [RU 197246 U1, МПК B65D 88/12].A tank container is known from the prior art, consisting of a cylindrical shell with bottoms rigidly fastened to two end frames, an inner vessel made of aluminum alloy having screen-vacuum insulation, and supported on the cylindrical shell by installing low-thermal conductivity supports, with the space between the shell and The inner vessel is filled with a vacuum, characterized in that bimetallic plates are attached to the inner vessel made of aluminum alloy, one part of which is made of aluminum alloy by seam welding into the inner vessel, and pipelines of the communication system are welded to the other part of stainless steel by seam welding. The cylindrical shell is made of structural low-alloy steel [RU 197246 U1, IPC B65D 88/12].

Недостатком вышеуказанного решения является увеличенная масса внешней цилиндрической обечайки из конструкционной низколегированной стали и так же сложность изготовления биметаллических пластин.The disadvantage of the above solution is the increased mass of the outer cylindrical shell made of structural low-alloy steel and also the complexity of manufacturing bimetallic plates.

Задачей полезной модели является совершенствование конструкции наружного сосуда, позволяющее увеличить устойчивость корпуса наружного сосуда к вакууму при снижении массы корпуса сосуда, упрощение технологии изготовление.The purpose of the utility model is to improve the design of the outer vessel, making it possible to increase the resistance of the outer vessel body to vacuum while reducing the weight of the vessel body, and to simplify the manufacturing technology.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является облегчение процесса сборки корпуса и уменьшение трудоемкости изготовления.The technical result of the claimed utility model is to facilitate the process of assembling the housing and reduce the labor intensity of manufacturing.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции наружного сосуда используются по крайней мере две цилиндрические обечайки, по крайней мере два шпангоута и два днища, а в качестве цилиндрических обечаек используются профили простой формы в поперечном сечении, при этом в поперечном сечении продольный профиль имеет не менее одного замкнутого контура, образованного между дугами соосных окружностей разного диаметра и соединенные ребрами жесткости, а позиционирование профилей относительно друг друга обеспечивается, с помощью замков, выполненных в виде самозащелкивающегося соединения, расположенных вдоль продольных швов профилей.The stated task and the specified technical result are achieved due to the fact that in the design of the outer vessel at least two cylindrical shells, at least two frames and two bottoms are used, and profiles of simple shape in cross section are used as cylindrical shells, while in cross section cross-section, the longitudinal profile has at least one closed contour formed between the arcs of coaxial circles of different diameters and connected by stiffening ribs, and the positioning of the profiles relative to each other is ensured using locks made in the form of a self-latching connection located along the longitudinal seams of the profiles.

При этом цельная жесткая конструкция достигается за счет соединения профилей сваркой по продольным швам.In this case, a solid, rigid structure is achieved by connecting the profiles by welding along longitudinal seams.

В частном случае, цилиндрические обечайки из профилей в поперечном сечении соединяются между собой опорно-усиливающими элементами, выполненными либо в виде проставки, либо в виде шпангоута. Полезная модель поясняется следующими фигурами:In a particular case, cylindrical shells made of profiles in cross section are connected to each other by supporting and reinforcing elements, made either in the form of a spacer or in the form of a frame. The utility model is illustrated by the following figures:

Фиг.1 - корпус наружного сосуда: 1 - днище; 2 - цилиндрическая обечайка; 3 - проставка; 4 - шпангоут, замыкающий цилиндрические обечайки;Figure 1 - body of the outer vessel: 1 - bottom; 2 - cylindrical shell; 3 - spacer; 4 - frame closing the cylindrical shells;

Фиг. 2 - корпус наружного сосуда без проставки: 1 - днище; 2 - цилиндрическая обечайка; 4 - шпангоут, замыкающий цилиндрические обечайки.Fig. 2 - body of the outer vessel without spacer: 1 - bottom; 2 - cylindrical shell; 4 - frame closing the cylindrical shells.

Фиг. 3 - цилиндрические обечайки, сваренные между собой по продольному шву: 2 - цилиндрическая обечайка;Fig. 3 - cylindrical shells, welded together along the longitudinal seam: 2 - cylindrical shell;

Фиг. 4 - поперечное сечение продольного профиля (пример исполнения): 5 - профиль простой формы в поперечном сечении; 6 - замок.Fig. 4 - cross section of a longitudinal profile (execution example): 5 - profile of a simple shape in cross section; 6 - lock.

Фиг. 5 - соединение двух продольных профилей с помощью замков: 5 - профиль простой формы в поперечном сечении; 6 - замок.Fig. 5 - connection of two longitudinal profiles using locks: 5 - profile of a simple shape in cross section; 6 - lock.

Фиг. 6 - сварка двух продольных профилей после сборки: 1 - днище; 4 - шпангоут; 5 - профиль простой формы в поперечном сечении.Fig. 6 - welding of two longitudinal profiles after assembly: 1 - bottom; 4 - frame; 5 - profile of a simple shape in cross section.

Фиг. 7 - соединение продольного профиля поз.5 проставкой поз.3: 3 - проставка; 5 - профиль простой формы в поперечном сечении.Fig. 7 - connection of the longitudinal profile pos. 5 with a spacer pos. 3: 3 - spacer; 5 - profile of a simple shape in cross section.

Криогенная емкость включает в себя: днище (1); цилиндрическую обечайку (2), выполненную из профиля простой формы (5) в поперечном сечении; проставку (3); шпангоут (4), замыкающий цилиндрические обечайки (2); замок (6).The cryogenic tank includes: bottom (1); a cylindrical shell (2) made of a profile of simple shape (5) in cross section; spacer (3); frame (4) closing the cylindrical shells (2); lock (6).

Криогенная емкость состоит из наружного и внутреннего сосудов, выполненных из одинаковых материалов, например, из алюминиевых сплавов, соединенных между собой посредством стаканов и пальцев, сопрягаемых между собой втулками из материала с низкой теплопроводностью для минимизации теплопритоков. Между внутренним и наружным сосудами проложена тепловая экранно-вакуумная изоляция, в которой создан глубокий вакуум.A cryogenic tank consists of outer and inner vessels made of the same materials, for example, aluminum alloys, interconnected by means of cups and fingers, mated to each other with bushings made of a material with low thermal conductivity to minimize heat inflows. A thermal screen-vacuum insulation is laid between the inner and outer vessels, in which a deep vacuum is created.

Наружный сосуд (фиг. 1-фиг. 3) состоит из по крайней мере двух цилиндрических обечаек (2), выполненных из профилей (5) простой формы в поперечном сечении, которая определяется из эксплуатационных и конструктивных особенностей сосуда, при этом в поперечном сечении продольный профиль имеет не менее одного замкнутого контура, образованного между дугами соосных окружностей разного диаметра и соединенные ребрами жесткости, по крайней мере двух шпангоутов (4) и двух днищ (1). Для получения цилиндрической обечайки (2) профили (5) простой формы в поперечном сечении соединяются между собой посредством замков, выполненных в виде самозащелкивающегося соединения (фиг. 4, фиг. 5), расположенных вдоль швов профилей (5) простой формы в поперченом сечении (фиг. 4, фиг. 5). Цилиндрические обечайки сваривают по продольным швам образуя цельную жесткую конструкцию (фиг. 5). Цилиндрическая обечайка (2) соединяется, с помощью сварки, с днищами (1) по торцам наружного сосуда посредством шпангоутов (4) (фиг. 1-2, фиг. 6-7). В частном случае, цилиндрические обечайки (2), выполненные из профилей (5) простой формы в поперечном сечении, соединяются между собой опорно-усиливающими элементами в виде проставки (3) (фиг. 1) или шпангоута (4) для обеспечения дополнительных точек опор сосуда, определяемых из эксплуатационных и конструктивных особенностей сосуда.The outer vessel (Fig. 1-Fig. 3) consists of at least two cylindrical shells (2), made of profiles (5) of a simple cross-sectional shape, which is determined from the operational and design features of the vessel, while in the cross-section the longitudinal the profile has at least one closed contour formed between the arcs of coaxial circles of different diameters and connected by stiffening ribs of at least two frames (4) and two bottoms (1). To obtain a cylindrical shell (2), profiles (5) of simple shape in cross section are connected to each other by means of locks made in the form of a self-latching connection (Fig. 4, Fig. 5), located along the seams of profiles (5) of simple shape in cross section ( Fig. 4, Fig. 5). The cylindrical shells are welded along the longitudinal seams to form a solid rigid structure (Fig. 5). The cylindrical shell (2) is connected by welding to the bottoms (1) at the ends of the outer vessel by means of frames (4) (Fig. 1-2, Fig. 6-7). In a particular case, cylindrical shells (2), made of profiles (5) of simple cross-sectional shape, are connected to each other by supporting and reinforcing elements in the form of a spacer (3) (Fig. 1) or a frame (4) to provide additional support points vessel, determined from the operational and design features of the vessel.

Использование профиля (5) простой формы в поперечном сечении облегчает процесс сборки корпуса наружного сосуда и уменьшает трудоемкость изготовления, т.к. исключаются из конструкции дополнительные элементы жесткости. Например, масса заявляемого наружного сосуда из алюминиевых профилей меньше до 30%, в сравнении с наружным сосудом из конструкционной низколегированной стали с дополнительными элементами жесткости. В результате увеличивается полезная масса перевозимого груза.The use of a profile (5) of a simple cross-sectional shape facilitates the process of assembling the body of the outer vessel and reduces the labor intensity of manufacturing, because Additional stiffening elements are excluded from the design. For example, the mass of the inventive outer vessel made of aluminum profiles is up to 30% less, in comparison with the outer vessel made of structural low-alloy steel with additional rigidity elements. As a result, the useful weight of the transported cargo increases.

Также при изготовлении наружного сосуда из алюминиевых профилей в отличии от технологии изготовления емкостей из листа исключаются операции раскроя и вальцевания. В результате происходит увеличение устойчивости корпуса наружного сосуда к вакууму при снижении массы корпуса сосуда, упрощение технологии изготовление.Also, when manufacturing an outer vessel from aluminum profiles, in contrast to the technology for manufacturing containers from sheet metal, cutting and rolling operations are eliminated. As a result, the resistance of the outer vessel body to vacuum increases while the weight of the vessel body decreases, and the manufacturing technology is simplified.

Полезная модель работает следующим образом, изготовленный криогенный сосуд сцепляется с тягачом и наполняется криогенным продуктом для транспортировки.The utility model operates as follows: a manufactured cryogenic vessel is coupled to a tractor and filled with a cryogenic product for transportation.

Claims (1)

Криогенная емкость, состоящая из наружного и внутреннего сосудов, выполненных из одинаковых материалов, соединенных между собой посредством стаканов и пальцев, сопрягаемых между собой втулками, между внутренним и наружным сосудами проложена тепловая экранно-вакуумная изоляция, в которой создан глубокий вакуум, отличающаяся тем, что наружный сосуд состоит из по крайней мере двух шпангоутов, двух днищ и по крайней мере двух цилиндрических обечаек, которые выполнены из профилей простой формы в поперечном сечении, при этом в поперечном сечении продольный профиль имеет не менее одного замкнутого контура, образованного между дугами соосных окружностей разного диаметра, которые соединены между собой ребрами жесткости, при этом для получения цилиндрических обечаек профили соединяют между собой посредством замков, представляющих собой самозащелкивающиеся соединения, расположенные вдоль продольных швов профилей, кроме того, цилиндрические обечайки соединены по продольным швам посредством сварного соединения.A cryogenic container consisting of outer and inner vessels made of identical materials, interconnected by means of cups and fingers mated with each other by bushings; between the inner and outer vessels there is thermal screen-vacuum insulation, in which a deep vacuum is created, characterized in that the outer vessel consists of at least two frames, two bottoms and at least two cylindrical shells, which are made of profiles of simple shape in cross section, while in cross section the longitudinal profile has at least one closed contour formed between arcs of coaxial circles of different diameter, which are connected to each other by stiffening ribs, while to obtain cylindrical shells, the profiles are connected to each other by means of locks, which are self-locking connections located along the longitudinal seams of the profiles, in addition, the cylindrical shells are connected along the longitudinal seams by means of a welded joint.