PL B1. Stelaż kontenerowy zbiorników cylindrycznych, zwłaszcza dużej intermodalnej cysterny. LISOWSKI EDWARD, Kraków, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. B65D 88/12 ( ) B65D 90/20 ( ) B60P 3/22 ( ) (54) Stelaż kontenerowy zbiorników cylindrycznych, zwłaszcza dużej intermodalnej cysterny (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/11 (73) Uprawniony z patentu: LISOWSKI EDWARD, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/13 (72) Twórca(y) wynalazku: EDWARD LISOWSKI, Kraków, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja stelaża kontenerowego zbiorników cylindrycznych, zapewniająca przenoszenie dodatkowych obciążeń wzdłużnych i poprzecznych powstających podczas transportu przewożonego ładunku. Rozwiązanie znajduje szczególne zastosowanie w ponadgabarytowych kontenerach podczas transportu dużych intermodalnych cystern przewożących takie produkty jak gazy i chemikalia magazynowane w nich ciśnieniowo lub próżniowo. Najlepiej do transportu płynnych chemikaliów lub cieczy nadają się kontenery-cysterny umożliwiające transport bez przeładunku zarówno pojazdami samochodowymi, koleją i drogą morską, określane jako intermodalne jednostki transportowe UTI (akronim - Unités de Transport Intermodal). Zbiornik z całym oprzyrządowaniem umieszczany jest tradycyjnie w stelażu uniwersalnego kontenera 20 stopowego o pojemności ok. 20,000 litrów. Ilość załadowanego do zbiornika towaru zależy od jego ciężaru właściwego, rezerwy ekspansyjnej zbiornika, tary kontenera, a także przepisów drogowych. Maksymalna ładowność kontenera zazwyczaj nie przekracza 28 ton. Znormalizowane przez ISO (akronim - International Standardization Organization) wymiary standardowego kontenera wynoszą 20x8x8,5 stopy, czyli 6,10x2,44x2,59 metra (około 39 m 3 ), ale mogą też być kontenery większe o długości 30, 40 lub 45 stóp. Duże cylindryczne cysterny o zróżnicowanych kształtach przekrojów porzecznych, kołowym, owalnym lub innym kształcie, mają rozmiary zbliżone lub nieco większe od rozmiarów poprzecznych, wysokości lub szerokości standardowych kontenerów. Aby kontener cysterna mógł być wykorzystywany w wyżej wymienionych rodzajach transportu musi spełniać szereg wymagań, w tym między innymi musi być wytrzymały na zwiększone przyspieszenia we wszystkich kierunkach, jakie występują w transporcie, pochodzące od przyspieszania czy hamowania pojazdu. Powoduje to szczególne trudności w zbudowaniu odpowiedniego systemu zabezpieczeń dla zbiornika, jakim jest stelaż kontenera i konstrukcja podpór zbiornika. Dennice cystern należą do wrażliwych elementów na działanie dodatkowych obciążeń zwłaszcza wzdłużnych. Dla odciążenia dennicy i równomiernego przenoszenia sił wzdłużnych przez cały obwód zbiornika, są one wyposażane w wewnętrzne lub zewnętrzne pierścienie wzmacniające zwane wręgami usztywniającymi osadzanymi na obwodzie walczaka zbiornika zwykle w miejscu, które odpowiada minimalizacji momentu gnącego zbiornika. Znana jest z południowoafrykańskiego zgłoszenia WO (Int.Cl. 7 B65D88/12) dennica w kształcie wklęsłej kopuły skracająca długość zbiornika, która pozwala na efektywny wzrost objętości zbiornika montowanego w kontenerach ISO. Typowe konstrukcje stelaży kontenerowych dla cystern wielowręgowych mają postać prętowego prostopadłościanu o ścianach kratowych z zastrzałami. Ściany czołowe mają zastrzały w postaci belek krzyżulcowych wpawanych po przekątnej ściany, bądź belek półkrzyżulcowych wpawanych w naroża ścian ukośnie pod kątem 45, zwykle ze środkowego odcinka boku ściany. Natomiast istnieje ogromna różnorodność usztywniania ścian wzdłużnych stelaża - bocznych i poziomych tj. podłogowej i sufitowej - dla przeniesienia sił wzdłużnych i sił porzecznych generowanych w zbiorniku podczas transportu. Znana jest konstrukcja stelaża zbiornika ciśnieniowego ujawniona w koreańskim opisie patentowym KR (Int.Cl F17C1/02), którego ściana czołowa wzmocniona jest półkrzyżulcami. Ściany boczne w części przydennej mają dodatkowe belki poziome i pionowe w różnej odległości od końca stelaża. Utworzone przez te belki kraty przydenne wzmocnione są krzyżulcem na ścianie bocznej i półkrzyżulcami na ścianie sufitowej wychodzącymi ze środka belki poziomej, ustawionymi w kształcie litery V. Z kolei z chińskiego wzoru użytkowego CN (Int.Cl B65D88/12, B65D90/02, B65D90/20, B65D88/54) znany jest kontener zbiornikowy umożliwiający zabudowę zbiornika dużych rozmiarach, tj. o max. objętości, w kontenerze ISO o standardowych wymiarach. Zbiornik taki wzmocniony jest na obwodzie półwręgami, dolnymi i górnymi, zakończonymi specjalnymi końcówkami noskowymi przyłączonymi do zbiornika. Stelaż kontenera natomiast usztywniony jest jedynie zastrzałami skośnymi w jego dolnych narożach. Celem rozwiązania jest opracowanie lekkiego stelaża dla osadzenia w nim zbiornika o dużej objętości, pewnie przenoszącego siły wzdłużne i porzeczne od zamontowanego w nim zbiornika bez narażenia dennicy na te obciążenia, oraz zapewnienie odpowiedniej przestrzeni do instalacji aparatury za i wyładunkowej.

3 PL B1 3 Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że stelaż posiada co najmniej dwie ramki podporowe o wymiarach równych wymiarom ściany czołowej, usytuowane w płaszczyznach przydennicowych wręg zbiornika, z co najmniej jedną przeponą połączoną z wręgą zbiornika. Każda ramka podporowa osadzona jest w stelażu na obustronnej strukturze zastrzałowej, zbiegającej się na każdym boku ramki podporowej w dwóch węzłach usztywniających usytuowanych w jednakowej odległości od naroży ramki podporowej, korzystnie w jednej czwartej długości jej boku. Na ścianach wzdłużnych, pomiędzy ścianą czołową a przydennicową ramką podporową, stelaż posiada dookolny pas kratownicowy o kracie półkrzyżowej, bezsłupkowej, którego struktura zastrzałowa na każdej ścianie wzdłużnej ma kształt litery W. Korzystnie, węzeł usztywniający przydennicowych ramek podporowych posiada z jednej strony dwa belkowe zastrzały, narożny i dośrodkowy, rozstawione w kształcie zbliżonym do litery V, połączone ze ścianą czołową w narożu stelaża i styku jej półkrzyżulca, a z drugiej strony belkowym zastrzał skośny o kącie nachylenia co najwyżej 35 połączony jest z belką wzdłużną w punkcie oddalonym od ramki podporowej na stały wymiar. Korzystnie, w węźle tym na ścianach bocznych stelaża litera V utworzona przez zastrzały, narożny i dośrodkowy jest niesymetryczna, a zastrzał skośny stanowi zasadniczo przedłużenie zastrzału dośrodkowego, natomiast na ścianach poziomych stelaża litera V jest symetryczna, a zastrzał skośny jest pochylony i dociągnięty do punktu ustalonego na belce wzdłużnej. Korzystnie węzeł usztywniający środkowe ramki podporowe posiada dwa belkowe zastrzały skośne o kącie nachylenia co najwyżej 35, połączone obustronnie z belką wzdłużną w punktach jednakowo oddalonych od tej ramki na stały wymiar. Korzystne rozwiązanie ramki podporowej przeznaczonej dla zbiornika o średnicy równej szerokości kontenera ISO posiada cztery przepołowione, pionowe belki boczne połączone krzyżakiem. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest podparcie zbiornika za pomocą ramek podporowych z przeponami oraz wzmocnienie ich odpowiednim układem zastrzałów kratownicowych. Struktura zastrzałowa w kształcie litery W pozwala na równomierne przenoszenie sił od zbiornika na ramę stelaża. Ramka podporowa przejmuje część sił wzdłużnych i pionowych oraz bocznych, działających od sił hamowania lub przyspieszania pojazdu. Konstrukcja umożliwia zabudowę dużych zbiorników w stelażu, zarówno co do średnicy jak i długości. Zbiornik może wchodzić w obrys stelaża, przez co może być o większej średnicy, a sam stelaż w tym przypadku ma odpowiednie wzmocnienie w najwęższym miejscu na boku ramki podporowej poprzez specjalny krzyżak. Rozwiązanie według wynalazku zobrazowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok izometryczny stelaża wielopodporowego, fig. 2 - widok izometryczny zbiornika z wieloma ramkami podporowymi, fig. 3 - widok izometryczny stelaża dwupodporowego, fig. 4 - fragment przekroju wzdłużnego pionowego, fig. 5 - widok czołowy stelaża, fig. 6 - przekrój poprzeczny stelaża z dwoma zbiornikami, fig. 7- przekrój poprzeczny ramki podporowej dwuprzeponowej, fig. 8 - przekrój poprzeczny ramki podporowej jednoprzeponowej, fig. 9 - szczegół widoku krzyżaka, fig szczegół bocznego węzła usztywniającego przydennicowej ramki podporowej, fig szczegół poziomego węzła usztywniającego przydennicowej ramki podporowej, a fig szczegół węzła usztywniającego środkowej ramki podporowej. Stalowy cylindryczny zbiornik 1, wzmocniony zewnętrznymi wręgami 2, osadzony jest w spawanym stelażu kontenerowym ISO mającym postać prostopadłościanu wykonanego z profilowanych belek. Wręgi 2 wzmacniane są ukośnikami 3 rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie zbiornika 1. Ściany czołowe 4 usztywnione są półkrzyżulcami 5 tj. belkami wpawanymi w naroża ścian ukośnie pod kątem 45, zasadniczo ze środkowego punktu szerokości S/2 tej ściany tj. krótszego boku. W stelażu, w płaszczyźnie wręg 2 zbiornika 1 zamontowane są prostokątne ramki podporowe 6 o standardowych wymiarach SxH ściany czołowej 4, z przeponą 7 podpierającą zbiornik 1. Prostokątna ramka podporowa 6 utworzona jest przez dwie poziome belki 8, podłogową i sufitową, i dwie pionowe boczne belki 9, oraz płaską, blaszaną przeponę 7 z otworem na zbiornik 1 stanowiącą usztywnienie poprzeczne tego zbiornika. Dla przeniesienia sił wzdłużnych ramki podporowe 6 osadzone są w stelażu na strukturze zastrzałowej, składającej się z zastrzału narożnego 11, zastrzału dośrodkowego 12 i zastrzału skośnego 13, tworzących na każdym boku ramki podporowej 6 dwa węzły usztywniające stelaż. Przydennicowe ramki podporowe 6 zbiornika 1 oddalone są od ściany czołowej 4 stelaża o wielkość A, która stanowi optymalne miejsce podparcia zbiornika (zwykle dla dwóch podpór jest to 1/4 długości zbiornika).

4 4 PL B1 Węzeł usztywniający przydennicowych ramek podporowych 6 z jednej strony połączony jest ze ścianą czołową 4 dwoma belkowymi zastrzałami, narożnym 11, doprowadzanym do naroża stelaża, i dośrodkowym 12, doprowadzanym do punktu styku półkrzyżulca 5 z bokiem tej ściany, rozstawionymi w kształcie zbliżonym do litery V, tworzącymi na każdej ścianie wzdłużnej strukturę zbliżoną do dużej litery W, a z drugiej strony połączony jest z belką wzdłużną 14 belkowym zastrzałem skośnym 13 tworzącym nierównoramienny trójkąt o boku B na tej belce (o kącie nachylenia około ). Pomiędzy ścianą czołową 4 a przydennicową ramką podporową 6 struktura tych zastrzałów tworzy dookolny pas kratownicowy wzmacniający stelaż, o kracie półkrzyżowej bezsłupkowej. Węzeł ten usytuowany jest odmiennie na ścianach wzdłużnych, bocznych i poziomych, co pokazano na fig. 10 i 11. Na ścianie bocznej stelaża pokazanej na fig. 10 litera V jest niesymetryczna, a zastrzał skośny 13 stanowi przedłużenie zastrzału dośrodkowego 12 na wymiar B o kącie nachylenia co najwyżej 35. Natomiast na ścianie poziomej, sufitowej i podłogowej, pokazanej na fig. 11 litera V jest symetryczna, a zastrzał skośny 13 jest pochylony i dociągnięty na wymiar B. Węzeł usztywniający środkowych ramek podporowych 6 zbiornika 1 usytuowany jest zasadniczo w punkcie oddalonym od naroża ramki podporowej 6 o wielkość około S/4, i połączony jest obustronnie z belką wzdłużną 14 belkowymi zastrzałami skośnymi 13 tworzącymi nierównoramienne trójkąty o boku B na tej belce (o kącie nachylenia około ). W przypadku, gdy jeden lub więcej zbiorników 1 ma duży wymiar poprzeczny zbliżony do rozmiaru szerokości kontenera S, ramka podporowa 6 utworzona jest przez dwie poziome belki 8, podłogową i sufitową, i cztery krótsze, przepołowione pionowe boczne belki 9 połączone krzyżakiem 10, oraz blaszane przepony 7 w formie ćwierćprzepon pokazanych na fig. 5 lub półprzepon pokazanych na fig. 6. Rama ściany czołowej 4 okrywająca dennice w przypadku takich zbiorników z oczywistych względów nie jest dzielona, co obrazuje fig. 4. Ramka podporowa 6 może mieć więcej przepon 7, co pokazano na fig. 7. W przeponach 7 mogą być wykonywane otwory przelotowe dla umożliwienia instalacji aparatury za i wyładunkowej lub otwory odciążające. Zastrzeżenia patentowe 1. Stelaż kontenerowy zbiorników cylindrycznych, zwłaszcza dużej intermodalnej cysterny wielowręgowej, mający postać belkowego prostopadłościanu o standardowych wymiarach kontenera ISO, o ścianach kratowych z zastrzałami, posiadający usztywnione ściany czołowe belkami półkrzyżulcowymi wpawanymi w naroża tych ścian ukośnie pod kątem 45, zasadniczo ze środka boku wyznaczającego szerokość ściany czołowej, znamienny tym, że posiada co najmniej dwie ramki podporowe (6), o wymiarach równych wymiarom ściany czołowej (4), usytuowane w płaszczyznach przydennicowych wręg (2) zbiornika (1), z co najmniej jedną przeponą (7) połączoną z wręgą (2) zbiornika (1), przy czym każda ramka podporowa (6) osadzona jest w stelażu na obustronnej strukturze zastrzałowej, zbiegającej się na każdym boku ramki podporowej (6) w dwóch węzłach usztywniających usytuowanych w jednakowej odległości od naroży ramki podporowej (6), korzystnie w jednej czwartej długości jej boku, natomiast na ścianach wzdłużnych, pomiędzy ścianą czołową (4) a przydennicową ramką podporową (6), stelaż posiada dookolny pas kratownicowy o kracie półkrzyżowej, bezsłupkowej, którego struktura zastrzałowa na każdej ścianie wzdłużnej ma kształt litery W. 2. Stelaż według zastrz. 1, znamienny tym, że węzeł usztywniający przydennicowe ramki podporowe (6) posiada z jednej strony dwa belkowe zastrzały, narożny (11) i dośrodkowy (12), rozstawione w kształcie litery V, połączone ze ścianą czołową (4) w narożu stelaża i styku jej półkrzyżulca (5), a z drugiej strony belkowy zastrzał skośny (13) o kącie nachylenia co najwyżej 35 połączony jest z belką wzdłużną (14) w punkcie oddalonym od ramki podporowej (6) na wymiar (B). 3. Stelaż według zastrz. 2, znamienny tym, że na ścianach bocznych stelaża litera V utworzona przez zastrzały, narożny (11) i dośrodkowy (12), jest niesymetryczna, a zastrzał skośny (13) stanowi zasadniczo przedłużenie zastrzału dośrodkowego (12). 4. Stelaż według zastrz. 2, znamienny tym, że na ścianach poziomych stelaża litera V utworzona przez zastrzały, narożny (11) i dośrodkowy (12), jest symetryczna, a zastrzał skośny (13) jest pochylony i dociągnięty do punktu ustalonego na belce wzdłużnej (14).

5 PL B Stelaż według zastrz. 1, znamienny tym, że węzeł usztywniający środkowe ramki podporowe (6) posiada dwa belkowe zastrzały skośne (13) o kącie nachylenia co najwyżej 35, połączone obustronnie z belką wzdłużną (14) w punktach jednakowo oddalonych od tej ramki na wymiar (B). 6. Stelaż według zastrz. 1, znamienny tym, że ramka podporowa (6) dla zbiornika (1) o średnicy równej szerokości (S) kontenera ISO posiada cztery przepołowione, pionowe belki (9) boczne połączone krzyżakiem (10). Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1

9 PL B1 9

10 10 PL B1

11 PL B1 11

12 12 PL B1

13 PL B1 13

14 14 PL B1

15 PL B1 15

16 16 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 4,92 zł (w tym 23% VAT)