Укупорочное устройство для контейнеров, предназначенных для хранения опасных жидкостей
Патент 2421384
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Укупорочное устройство для контейнеров, предназначенных для хранения опасных жидкостей
Иллюстрации
Укупорочное устройство располагается между верхним краем резервуара и краем крышки. Крышка предназначена для вдавливания в верхний край резервуара, обеспечивая герметизацию. Крышка и резервуар выполнены из тонколистового металла, причем на верхней кромке резервуара металл выгнут по направлению вовне с радиусом кривизны 180°. Между краем крышки и основной поверхностью крышки проходит периферическая канавка, далее край крышки выступает по основной оси за счет внешнего фланца канавки над осевой позицией основной поверхности крышки. Верхняя часть наружного фланца выгнута по направлению вовне с большим радиусом кривизны, чем радиус кривизны верхнего края резервуара, таким образом формируя накатанный край с размещенным в нем кольцевым уплотнительным материалом, заполняющим накатанный край и спускающимся в осевом направлении вниз таким образом, что свободная кромка накатанного края заканчивается на радиальном расстоянии от внешнего фланца, при этом указанное расстояние рассчитано таким образом, что в процессе герметизации верхний край резервуара с радиусом кривизны проходит между внешним фланцем и уплотнительным материалом, удерживаемым свободной кромкой, внутрь накатанного края. Предусмотрен резервуар с крышкой. Изобретение направлено на создание новой конструкции укупорочного устройства для контейнера с повышенной степенью безопасности, включая механические нагрузки (удар при падении и боковой толчок при перемещении) и герметичной изоляцией опасных грузов, в частности жидких субстанций. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат
Изобретение представляет собой укупорочное устройство, расположенное между верхним краем резервуара и краем крышки, закрывающей резервуар, с возможностью блокировки и разблокировки крышки. Основные элементы конструкции выполнены из относительно тонкой листовой стали. Данное укупорочное устройство отличается повышенной степенью безопасности, включая механические нагрузки (например, удар при падении или боковой толчок при перемещении) и обеспечивает герметичную изоляцию опасных грузов, в частности жидких субстанций.
Известно укупорочное устройство для стального резервуара, описаное в WO-A 1992/04248. В данном устройстве используется специальный адаптер для монтажа уплотнительного кольца, что позволяет в значительной мере повысить надежность механической фиксации крышки резервуара в закрытом виде. Для большей надежности на рабочие уплотняющие поверхности наносится специальный клеевой состав, дополнительно усиливающий герметичность.
Основная задача данного изобретения заключается в разработке укупорочного устройства в соответствии с достаточно высокими техническими требованиями к механизмам такого рода, с одновременным достижением относительной простоты и экономичности производственного процесса. Данная цель достигнута на основе п.п.1, 13 формулы. При этом вжимаемая крышка в данной конструкции полностью соответствует стандартным формам и типам герметизирующих крышек без необходимости внесения каких-либо значительных изменений в установившиеся методы и средства производства. Таким образом, мы максимально сократили объем необходимых технических изменений, что соответствует задаче изобретения и является одним из преимуществ данной конструкции.
Высокая плотность соединения обеспечивается за счет (прямого) взаимодействия края рабочего резервуара и края крышки, что позволяет исключить из конструкции дополнительное адаптерное кольцо. Корпусный край рабочего резервуара по изгибу плотно примыкает к стальной крышке (боковому фланцу) с фиксацией по накатанному краю, прямым или непрямым образом соприкасаясь с остаточным слоем уплотнительной смеси, что обеспечивает надежную герметизацию резервуара. Данное уплотнение основывается на прямом контакте между рабочими поверхностями с возможностью растяжения под обоюдным радиальным предварительным напряжением.
Кроме этого, рабочий резервуар уплотняется по внешнему радиусу при помощи нанесенного на накатанный край крышки уплотнительного материала (уплотнительной смеси) в виде специального вспенивающегося состава.
В процессе герметизации рабочего резервуара край отверстия с соответствующим радиусом кривизны вступает в контакт с уплотнительным материалом по внешнему краю ограничительного фланца крышки.
Ниже данное изобретение описано в различных вариантах выполнения на отдельных примерах и с использованием наглядных иллюстраций:
На фиг.1 представлены основные составляющие укупорочного устройства, включая крышку и отверстие резервуара в закрытом или открытом виде, по осевому сечению (с открытым фиксатором).
На фиг.2 представлены основные составляющие в том же составе, что и на фиг. 1, но в закрытом состоянии.
На фиг.3 представлен еще один вариант выполнения.
Крышка 1 по краю (участок 1) соединяется с основной поверхностью крышки 3 при помощи достаточно глубокой периферической канавки 4, выступающей в роли амортизационного элемента при ударах или другом механическом воздействии на рабочий резервуар. Внешний ограничительный фланец 5 по оси выступает над лицевой поверхностью крышки 3 и плавно переходит в накатанный по направлению извне край 7, свободная кромка 8 которого заканчивается на значительном радиальном расстоянии от верхней части 5а внешнего фланца 5. Накатанный край отличается достаточно большим радиусом кривизны для размещения уплотнительного материала 9 в достаточном объеме. При этом уплотнительный материал наносится от нижней щели d8 накатанного края 7 вниз до внешнего ограничительного фланца 5.
Стенки 2а, 10 резервуара 2 для формирования корпусного отверстия выполнены с изгибом незначительного радиуса кривизны 11, около 180 градусов по направлению извне. Параллельно стенке 10 расположена стальная пластина 18, переходящая от начального радиуса кривизны в соответствии с заданным радиальным расстоянием Δr по оси вниз на длину L 18, значительно превышающую диаметр d7 накатанного края 7 крышки 1.
Кроме этого, стальная стенка изогнута вдоль оси и радиуса по направлению извне для образования опорного ребра 12. По внешнему краю опорного ребра корпусная пластина в значительной мере изогнута и заканчивается накатанным краем 13, большего диаметра по сравнению с накатанным краем крышки 7 или диаметром d11 радиуса кривизны 11, рассчитанным таким образом, чтобы накатанный край 13 по внутреннему радиусу граничил или плотно примыкал к стенке 10.
В качестве альтернативы корпусная стенка между опорным ребром 12 и накатанным краем 13 в отдельных областях может быть выполнена в виде выступа 16, как это представлено на фиг.1 (выступающий контур, маркированный пунктирной линией).
Для механического закрепления вдавливаемой части крышки в отверстии резервуара после закрытия на стенке 10 и внешнем ограничительном фланце 5 крышки 1 расположена специальная канавка 15, или 14, или фиксирующий элемент.
На фиг.1 представлены крышка и рабочее отверстие резервуара непосредственно перед началом операции герметизации (маркированная стрелкой 17 область). На фиг.2 данная конструкция представлена уже в конечном закрытом виде.
Стенка 10 с радиусом кривизны 11 переходит через перемычку 6 между внешним ограничительным фланцем 5 и накатанным краем 7 крышки во внутреннюю часть накатанного края 7. Корпусная стенка 10 прямым или непрямым образом примыкает к внешнему ограничительному фланцу 5. Это соединение обеспечивается за счет перекрытия рабочих сечений фланца 5 и стенки 10 при радиальном предварительном напряжении, как схематически представлено на фиг. 2. Остаточный слой уплотнительного материала 9, вытесненный из внутренней области, частично сохраняется по внешнему краю, что обеспечивается за счет соединения внешнего ограничительного фланца 5 с верхним краем резервуара.
На основе данного соединения с предварительным напряжением обеспечивается надежное механическое уплотнение конструкции между двумя рабочими плоскостями.
Как представлено на фиг.2, радиальное расстояние от стальной свободной кромки 8 до внешнего ограничительного фланца 5 рассчитано таким образом, чтобы обеспечить надежное примыкание края резервуара с радиусом кривизны 11 к накатанному краю 7. Кроме этого, это позволяет сохранить соответствующее поперечное сечение уплотнительного материала 9 внутри накатанного края 7 и по внешней стороне - в области опорного ребра. При этом уплотнительный материал между накатанным краем 7 и опорным ребром 12 находится под давлением, что значительно повышает надежность уплотнения и исключает необходимость использования дополнительных клеевых смесей.
Все основные компоненты в комплексе (глубокая и широкая периферическая канавка 4, накатанный край 7, радиальное расстояние между стенками 10 и 18, диагональное опорное ребро 12 и объемный, примыкающий к стенке 10 накатанный край 13) образуют надежную и эффективную амортизационную систему для защиты рабочего резервуара от любого механического воздействия или ударов без снижения или ограничения уплотняющих характеристик укупорочного устройства.
Как следует из описания укупорочного устройства, стенка 10 со всеми основными составляющими устройства - 11, 18, 12, 13 и 16, может быть выполнена из одного цельного стального элемента. При этом нет необходимости в использовании дополнительного адаптерного кольца.
Крышка для резервуара производится в соответствии со стандартными техническими методами. Это не только обеспечивает простоту и экономичность производственного процесса, но и гарантирует оптимальную стабильность и плотность укупорочного устройства, что делает его отличным выбором для герметизации резервуаров с опасными субстанциями.
На фиг. 3 представлен еще один пример выполнения данного устройства с принципами работы согласно фиг. 1, где резервуар представлен в открытом виде на момент начала процесса герметизации, и фиг.2, где резервуар представлен в закрытом состоянии.
Основное отличие данного варианта выполнения от описанных выше устройств заключается в кольцевой канавке 15, которая в данном случае более сильно выгнута по радиусу (канавка 15') для поддержки накатанного края 13. Согласно фиг. 1 накатанный край граничит со стенкой резервуара 10 (верхний край стенки резервуара 2) и плотно примыкает к нему. Перемещение канавки 15 выше по оси рабочего основания приводит к образованию дополнительной радиальной опоры для накатанного края 13, что обеспечивает дополнительную стабилизацию опорного ребра 12, а также размыкающего элемента 16 (выделен на фиг.1 пунктирной линией).
Корпусная канавка 15' может быть еще более вытянута по оси и изогнута, например, как это представлено на фиг.1.
Часть канавки крышки 14', входящая в канавку 15', рассчитана таким образом, чтобы в закрытом состоянии обеспечить надежное геометрическое и силовое замыкание. В данной системе также используется частичная объемная опора, при этом осевое восходящее давление в канавке крышки 14' может использоваться для дополнительной поддержки канавки 15' в резервуаре. Обе данные канавки в комплексе оказывают поддержку по внутреннему радиусу резервуара и внешней оси окантовки 13.
Таким образом, все составные компоненты укупорочного устройства совмещаются на основе соединения опорных канавок и накатанных выступов.
1. Укупорочное устройство, располагаемое между верхним краем резервуара (2) и краем крышки (1), крышка предназначена для вдавливания в верхний край резервуара, обеспечивая герметизацию; и крышка и резервуар выполнены из тонколистового металла, причем на верхней кромке резервуара металл выгнут по направлению вовне с радиусом кривизны (11) 180°; между краем крышки и основной поверхностью крышки (3) проходит периферическая канавка (4), далее край крышки выступает по основной оси за счет внешнего фланца (5) канавки (4) над осевой позицией основной поверхности крышки (3); верхняя часть наружного фланца выгнута по направлению вовне с большим радиусом кривизны, чем радиус кривизны (11) верхнего края резервуара, таким образом, формируя накатанный край (7) с размещенным в нем кольцевым уплотнительным материалом (9), заполняющим накатанный край и спускающимся в осевом направлении вниз, таким образом, что: свободная кромка (8) накатанного края (7) заканчивается на радиальном расстоянии (d8) от внешнего фланца (5), при этом указанное расстояние рассчитано таким образом, что в процессе герметизации верхний край резервуара с радиусом кривизны (11) проходит между внешним фланцем (5) и уплотнительным материалом (9), удерживаемым свободной кромкой (8), внутрь накатанного края (7).
2. Устройство по п.1, в котором диаметр открытого края резервуара в области изгиба и диаметр края крышки в области перемычки (6) от внешнего фланца (5) к накатанному краю (7) рассчитаны таким образом, что в закрытом состоянии край резервуара острой дугой упирается вовнутрь за счет радиуса изгиба в области перехода (6) под радиальным напряжением, направленным вовнутрь.
3. Устройство по п.1, в котором в качестве уплотнительного материала использована набухающая смесь (9).
4. Устройство по п.1, в котором листовой металл резервуара (2) после изгиба с радиусом кривизны (11) продолжается вниз по осевому направлению почти параллельно стенке резервуара (10).
5. Устройство по п.4, в котором опорное ребро (12) расширено в радиальном направлении вовне и наклонно вверх.
6. Устройство по п.1, в котором листовой металл резервуара изогнут в направлении вниз по оси от внешнего радиального края опорного ребра и согнут радиально вовнутрь с образованием накатанного края (13) с радиусом кривизны так, чтобы прилегать снаружи к краю резервуара или упираться в него, в частности упираясь в радиальную периферическую выемку (15) стенки резервуара.
7. Устройство по п.6, в котором листовой металл резервуара между опорным ребром (12) и накатанным краем (13) выполнен в виде выступа (16), расположенного по радиальному и/или осевому направлению.
8. Устройство по п.1, в котором край резервуара и все корпусные элементы укупорочного устройства выполнены из единого листа металла.
9. Устройство по п.1, в котором крышка (1) и край резервуара в закрытом положении соединены на основе геометрического и/или силового замыкания между кольцевыми канавками (14, 15) внешнего ограничительного фланца (5) и стенки резервуара (10), при этом при силовом замыкании совмещенные области крышки и края резервуара примыкают друг к другу с осевым растяжением при радиальном предварительном напряжении.
10. Устройство по п.1, в котором крышка и резервуар соединены крепежным разъемом с образованием закрытого резервуара.
11. Устройство по п.1, в котором верхний край резервуара (2) выполнен открытым с замыкающим краем, служащим для герметизации резервуара стальной крышкой (1).
12. Устройство по п.4, в котором стенка резервуара далее загнута дальше нижней границы накатанного края (7) или дальше диаметра накатанного края и где стенка изогнута в радиальном направлении, образуя при закрытом состоянии крышки опорное ребро (12) для поддержки уплотнительного материала (9).
13. Резервуар с верхним краем (2), снабженный крышкой (1), край которой входит в верхний край резервуара, обеспечивая герметизацию, крышка и резервуар выполнены из листового металла, при этом металл на краю резервуара загнут по направлению наружу преимущественно под углом 180° с радиусом кривизны (11), металл крышки изогнут наружу по радиальному направлению с радиусом кривизны, большим, чем острый радиус кривизны края резервуара с формированием накатанного края (7), оканчивающегося свободной кромкой (8), в котором размещен уплотнительный материал (9), заполняющий накатанный край и выходящий наружу по осевому направлению; свободная кромка (8) накатанного края (7) заканчивается на радиальном расстоянии (d8) от внешнего фланца (5), а указанное расстояние рассчитано таким образом, что в процессе закупорки край корпуса резервуара с острым радиусом кривизны (11) может входить или входит вовнутрь накатанного края (7) крышки (1), проходя свободную кромку (8).