Резервуар для водоснабжения с закрепленной на нем крышкой

 

Полезная модель относится к системам водоснабжения, может быть использована для хранения воды в средствах транспорта и направлена на снижение массы устройства и повышение его надежности при повышенных статических и динамических нагрузках в условиях низких температур. К корпусу 1 с помощью болтовых соединений прикреплена крышка 2. Корпус и крышка имеют наружный слой 3 и внутренний слой 4 из стеклопластика. Между слоями 3 и 4 находится теплоизоляционный слой 5. В месте стыка корпуса с крышкой на их стенках выполнены стыковочные фланцы 7 и 8, между которыми проложены элементы 9 уплотнения. Во внутренний слой 4 стенок корпуса вмонтированы элементы 10 электронагрева. Детали усиления корпуса состоят из вмонтированных во внутренний слой 4 стеклопластика горизонтальной металлической рамы 15 и металлических шпангоутов 16, концы которых прикреплены к раме 15. Средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции выполнены в виде металлических кронштейнов 17, расположенных по периметру резервуара. Во внутренний слой боковых стенок корпуса под рамой 15 вмонтированы один или несколько горизонтальных металлических поясов 21, к которым прикреплены кронштейны 17. Из армирующих элементов 15, 16 и 21 образуется своеобразная корзина, которая придает прочность и надежность основным пластмассовым элементам корпуса 1. Во время работы ни один из элементов металлической арматуры не контактирует с наполняющей корпус водой и каждый из армирующих элементов является защищенным от потери тепла в окружающую среду благодаря наличию теплоизолирующего слоя 5. 1 нез. и 7 завис, п.п. ф-пы, 3 ил.

Полезная модель относится к системам водоснабжения и может быть использована для хранения запаса питьевой воды в быту, в промышленности и на транспорте, в том числе в районах с суровым климатом.

Из описания изобретения к американскому патенту US 5046529, кл. Е03В 11/02, опубл. 10.09.91 г [1], известен водяной резервуар, включающий корпус и прикрепленную к нему крышку, выполненные из полиэтилена высокой плотности. Стенки корпуса и крышки водяного бака [1] не имеют теплоизоляционного слоя. В связи с этим в холодное время года при отрицательных температурах окружающей среды такой резервуар может надежно функционировать лишь в теплых отапливаемых помещениях. Использование подобного водяного резервуара зимой в условиях сурового климата сопряжено с опасностью замерзания его содержимого.

Из описания изобретения к патенту RU 2199629, кл. Е03В 11/00, опубл. 11.10.2002 г [2], известен водяной резервуар, включающий корпус и прикрепленную к корпусу крышку. Согласно описанию [2] корпус и крышка резервуара выполнены из пластика, например, из полиэтилена низкого давления с теплоизоляционным покрытием. Для повышения эксплуатационной надежности резервуара в холодное время года нижняя его часть утеплена грунтовой обсыпкой, а верхняя часть - теплоизоляционным материалом. Как указывают авторы изобретения [2], полиэтилен низкого давления (имеющий теплопроводность в сто раз меньшую, чем теплопроводность стали) в сочетании с покрытием из теплоизоляционного материала повышает эксплуатационную надежность устройства. Однако применение такого технического решения в условиях переменных ударных нагрузок при низких температурах, характерных для работы, например, подвижного состава железнодорожного транспорта может привести к поломкам элементов резервуара. Поэтому использование резервуара конструкции [2] в пассажирском железнодорожном вагоне весьма проблематично.

Из описания изобретения к патенту RU 2331739, кл. Е03В 11/02, опубл. 20.08.2008 г [3], известен водяной резервуар, включающий корпус и прикрепленную к корпусу крышку. Корпус и крышка выполнены из неметаллического материала и имеют слоистую структуру. Корпус подкреплен элементами жесткости, выполненными в виде шпангоутов. Корпус и крышка имеют теплоизоляционный слой и защитное покрытие из стеклопластика. Техническое решение [3] является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения. Однако конструкция [3] чрезвычайно перегружена металлическими подкрепляющими элементами и поэтому применима лишь для стационарных условий хранения воды. Кроме того, отсутствие средств нагрева не позволяют рекомендовать решение [3] для использования в зимний период в районах сурового климата.

Техническим результатом настоящей полезной модели является снижение массы устройства и повышение его надежности при повышенных статических и динамических нагрузках в условиях низких температур окружающей среды.

Указанный технический результат достигается в резервуаре для водоснабжения с закрепленной на нем крышкой, включающем корпус, крышку, средства крепления крышки к корпусу, средства уплотнения стыка корпуса с крышкой, детали усиления корпуса и средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции, стенки корпуса и крышки имеют наружный и внутренний слои стеклопластика, теплоизоляционный слой, находящийся между упомянутыми слоями из стеклопластика, и слой внутреннего покрытия, при этом в месте стыка корпуса с крышкой на стенках корпуса и крышки выполнены стыковочные фланцы, каждый из которых состоит из слоя стеклопластика и слоя внутреннего покрытия, во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса вмонтированы элементы электронагрева, средства крепления крышки к корпусу состоят из металлических накладок и комплекта болтов, гаек и шайб, детали усиления корпуса состоят из вмонтированной во внутренний слой стеклопластика горизонтальной металлической рамы, которая охватывает корпус по периметру, и ряда металлических шпангоутов, которые вмонтированы во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса и концы которых прикреплены к горизонтальной металлической раме, средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции выполнены в виде металлических кронштейнов, расположенных по периметру стыка корпуса с крышкой, каждый из кронштейнов состоит из вертикальной прямоугольной пластины, прикрепленных к ней горизонтальной прямоугольной пластины и вертикальных треугольных пластин, при этом вертикальная прямоугольная пластина каждого из кронштейнов скреплена с горизонтальной металлической рамой.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения полезной модели.

Во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса под горизонтальной металлической рамой вмонтированы один или несколько горизонтальных металлических поясов, к которым прикреплены вертикальные прямоугольные пластины каждого из кронштейнов.

В качестве материала внутреннего покрытия корпуса и крышки использован пищевой полиэтилен с добавкой серебра.

В качестве элементов электронагрева, вмонтированных во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса, использованы саморегулирующиеся греющие кабели, причем расстояние от поверхности каждого саморегулирующегося греющего кабеля до внутренней поверхности теплоизолирующего слоя составляет не менее величины наружного диаметра упомянутого кабеля.

В качестве материала теплоизоляционного слоя использован пенополиуретан.

Толщина внутреннего слоя стеклопластика стенок корпуса и крышки резервуара составляет 0,45-0,85 толщины теплоизоляционного слоя, а толщина наружного слоя стеклопластика стенок корпуса и крышки резервуара составляет 0,07-0,25 толщины теплоизоляционного слоя.

Металлические накладки каждого из стыковочных фланцев вмонтированы в слой стеклопластика этих фланцев.

Каждая из металлических накладок стыковочных фланцев покрыта полимерным материалом.

Существо изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Общий вид водяного резервуара (схема).

Фиг.2. То же, вид сбоку по стрелке А на фиг.1.

Фиг.3. Узел стыка корпуса с крышкой, разрез по Б-Б на фиг.2.

В прилагаемых чертежах использованы следующие условные цифровые обозначения узлов и деталей.

1. Корпус резервуара.

2. Крышка резервуара.

3. Наружный слой стеклопластика стенок корпуса и крышки.

4. Внутренний слой стеклопластика стенок корпуса и крышки.

5. Теплоизоляционный слой.

6. Слой внутреннего покрытия.

7. Стыковочный фланец корпуса.

8. Стыковочный фланец крышки.

9. Элементы уплотнения.

10. Саморегулирующиеся греющие кабели.

11. Металлические накладки стыковочных фланцев.

12. Болты.

13. Гайки.

14. Шайбы.

15. Горизонтальная металлическая рама.

16. Металлические шпангоуты.

17. Металлические кронштейны.

18. Вертикальная прямоугольная пластина кронштейна.

19. Горизонтальная прямоугольная пластина кронштейна.

20. Вертикальные треугольные пластины кронштейна.

21. Горизонтальные металлические пояса корпуса резервуара.

На фиг.1-2 представлен общий вид резервуара для водоснабжения. К корпусу 1 прикреплена крышка 2. Как показано на фиг.3, стенки корпуса 1 и крышки 2 имеют наружный слой 3 и внутренний слой 4, выполненные из стеклопластика. Между слоями 3 и 4 находится теплоизоляционный слой 5. В качестве материала теплоизоляционного слоя 5 может быть использован пенополиуритан. Изнутри корпус 1 и крышка 2 имеют слой 6 внутреннего покрытия из материала с бактерицидными свойствами, например, из пищевого полиэтилена с добавкой серебра. Толщина внутреннего слоя 4 стеклопластика стенок корпуса 1 и крышки 2 составляет 0,45-0,85 толщины теплоизоляционного слоя 5, а толщина наружного слоя 3 стеклопластика стенок корпуса 1 и крышки 2 составляет 0,07-0,25 толщины теплоизоляционного слоя 5. В месте стыка корпуса 1 с крышкой 5 на их стенках выполнены стыковочные фланцы 7 и 8 соответственно. Каждый из стыковочных фланцев 7 и 8 выполнен из слоя стеклопластика и слоя внутреннего покрытия. Между стыковочными фланцами 7 и 8 проложены элементы 9 уплотнения, выполненные из упругого полимерного материала, например, из твердой резины. Во внутренний слой 4 стенок корпуса 1 вмонтированы элементы электронагрева. В качестве элементов электронагрева могут быть использованы саморегулирующиеся греющие кабели 10. При этом расстояние от поверхности каждого саморегулирующегося кабеля 10 до внутренней поверхности теплоизоляционного слоя 5 должно быть не менее величины наружного диаметра упомянутого кабеля.

Средства крепления крышки 2 к корпусу 1 состоят из металлических накладок 11, наложенных на стыковочные фланцы, и комплекта болтов 12, гаек 13 и шайб 14. Накладки 11 могут быть вмонтированы в слой стеклопластика каждого из стыковочных фланцев или покрыты полимерным материалом.

Детали усиления корпуса состоят из горизонтальной металлической рамы 15, вмонтированной во внутренний слой 4 стеклопластика. Рама 15 охватывает корпус 1 резервуара по периметру. К горизонтальной металлической раме 15 прикреплены своими концами шпангоуты 16, которые вмонтированы во внутренний слой 4 стеклопластика стенки корпуса 1 и дна корпуса 1.

Средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции (например, к балкам рамы вагона) выполнены в виде металлических кронштейнов 17, расположенных по периметру стыка корпуса 1 резервуара с крышкой 2. Каждый из кронштейнов 17 состоит из вертикальной прямоугольной пластины 18 и прикрепленных к этой пластине горизонтальной прямоугольной пластины 19 и двух вертикальных треугольных пластин 20. При этом вертикальная прямоугольная пластина 18 каждого из кронштейнов 17 прикреплена к горизонтальной металлической раме 15. Во внутренний слой 4 стеклопластика боковых стенок корпуса 1 резервуара под горизонтальной металлической рамой 15 могут быть вмонтированы один или несколько горизонтальных металлических поясов 21, к которым дополнительно прикреплены вертикальные прямоугольные пластины 18 каждого из кронштейнов 17.

В качестве основного неметаллического материала в предлагаемом изделии использован стеклопластик, отличающийся высокой прочностью. Кроме того, учитывая, что изделие подвергается повышенным статическим и динамическим нагрузкам и подвергается воздействию низких температур, авторы стремились максимально упрочнить стеклопластик металлическими армирующими элементами. При этом учитывалось и то обстоятельство, что теплопроводность металла на порядок превышает теплопроводность пластмассы. В предлагаемом техническом решении горизонтальная металлическая рама 15 усиливает верхнюю часть корпуса 1, а прикрепленные концами к горизонтальной металлической раме 15 металлические шпангоуты 16 разгружают пластмассовые стенки корпуса 1 от вертикально действующих нагрузок, которые создает заполняющая корпус 1 вода. Расположенные под горизонтальной металлической рамой 15 горизонтальные металлические пояса 21 воспринимают горизонтально направленные нагрузки, которым подвергаются стенки корпуса 1. Крепление металлических шпангоутов 16 к горизонтальным металлическим поясам 21 придает дополнительно прочность всей металлической арматуре. Особую роль в предлагаемой конструкции играют металлические кронштейны 17. В данном случае кронштейны не только передают нагрузки от корпуса 1 несущим элементам базовой конструкции, но и дополнительно скрепляют горизонтальную металлическую раму 15 с горизонтальными металлическими поясами 21 и с металлическими шпангоутами 16. Таким образом, из армирующих элементов получается своеобразная корзина, которая придает прочность и надежность основным пластмассовым элементам корпуса и корпусу в целом. Важно отметить, что при этом ни один из элементов металлической арматуры не контактирует с наполняющей корпус водой и каждый из армирующих элементов является защищенным от потери тепла в окружающую среду благодаря тому, что он защищен теплоизолирующим слоем 5.

Крепление крышки 2 к корпусу 1 водяного резервуара производят следующим образом.

Тщательно очищают слой 6 внутреннего покрытия корпуса 1, крышки 2 и контактные поверхности их стыковочных фланцев 7 и 8. Устанавливают корпус 1 на специальный сборочный стенд и, проложив по всему периметру контактной поверхности стыковочного фланца корпуса 1 элементы 9 уплотнения, ставят накладки 11 на стыковочные фланцы 7 и 8 и закрывают корпус 1 крышкой 2. Затем осуществляют болтовое соединение, используя комплект болтов 12 с гайками 13 и шайбами 14. Водяной резервуар готов к установке на транспортном средстве.

В лабораторных условиях предлагаемая конструкция резервуара была проверена на способность выдерживать статические и динамические нагрузки. Испытания показали, что предлагаемый резервуар с прикрепленной к нему крышкой выдерживает нагрузки на 20-25% большие по сравнению с аналогичными водяными резервуарами. Обеспечивается надежная работа резервуара при понижении температуры окружающей среды до - 50°С. С учетом результатов испытаний готовится опытная партия резервуаров для опробования в условиях работы действующего транспорта.

1. Резервуар для водоснабжения с закрепленной на нем крышкой, включающий корпус, крышку, средства крепления крышки к корпусу, средства уплотнения стыка корпуса с крышкой, детали усиления корпуса и средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции, стенки корпуса и крышки имеют наружный и внутренний слои стеклопластика, теплоизоляционный слой, находящийся между упомянутыми слоями из стеклопластика, и слой внутреннего покрытия, при этом в месте стыка корпуса с крышкой на стенках корпуса и крышки выполнены стыковочные фланцы, каждый из которых состоит из слоя стеклопластика и слоя внутреннего покрытия, во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса вмонтированы элементы электронагрева, средства крепления крышки к корпусу состоят из металлических накладок и комплекта болтов, гаек и шайб, детали усиления корпуса состоят из вмонтированной во внутренний слой стеклопластика горизонтальной металлической рамы, которая охватывает корпус по периметру, и ряда металлических шпангоутов, которые вмонтированы во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса и концы которых прикреплены к горизонтальной металлической раме, средства крепления резервуара к несущим элементам базовой конструкции выполнены в виде металлических кронштейнов, расположенных по периметру стыка корпуса с крышкой, каждый из кронштейнов состоит из вертикальной прямоугольной пластины, прикрепленных к ней горизонтальной прямоугольной пластины и вертикальных треугольных пластин, при этом вертикальная прямоугольная пластина каждого из кронштейнов скреплена с горизонтальной металлической рамой.

2. Резервуар по п.1 отличающийся тем, что во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса под горизонтальной металлической рамой вмонтированы один или несколько горизонтальных металлических поясов, к которым прикреплены вертикальные прямоугольные пластины каждого из кронштейнов.

3. Резервуар по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала внутреннего покрытия корпуса и крышки использован пищевой полиэтилен с добавкой серебра.

4. Резервуар по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве элементов электронагрева, вмонтированных во внутренний слой стеклопластика стенок корпуса, использованы саморегулирующиеся греющие кабели, причем расстояние от поверхности каждого саморегулирующегося греющего кабеля до внутренней поверхности теплоизолирующего слоя составляет не менее наружного диаметра упомянутого кабеля.

5. Резервуар по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала теплоизоляционного слоя использован пенополиуретан.

6. Резервуар по п.5, отличающийся тем, что толщина внутреннего слоя стеклопластика стенок корпуса и крышки резервуара составляет 0,45-0,85 толщины теплоизоляционного слоя, а толщина наружного слоя стеклопластика стенок корпуса и крышки резервуара составляет 0,07-0,25 толщины теплоизоляционного слоя.

7. Резервуар по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что металлические накладки каждого из стыковочных фланцев вмонтированы в слой стеклопластика этих фланцев.

8. Резервуар по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что каждая из металлических накладок стыковочных фланцев покрыта полимерным материалом.



 

Похожие патенты:

Устройство, монтаж и прокладка трубопровода систем водоснабжения из чугунных труб относится к прокладке трубопровода систем водоснабжения в городских коллекторах подземных коммуникаций с применением раструбных высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом взамен стальных труб.

Электромеханическая установка для статических и динамических испытаний и экспертиз строительных конструкций, содержащая смонтированные на силовом полу нагружающее устройство и опоры для испытуемой строительной конструкци.

Полезная модель относится к строительству, в частности, к стендам для испытаний конструкций, и может быть использована для моделирования изменения напряженно-деформированного состояния конструкций в результате воздействия различных видов нагрузок
Наверх