Конструкція цистерн і їх устаткування

Вантажні кузови-цистерни мають різну форму, конструкцію і матеріал, що залежить від виду вантажу, що перевозиться, і його властивостей. Цистерни зазвичай виконують зварними з листової сталі (маловуглецевої, корозійностійкої). При цьому цистерни з маловуглецевої сталі можуть мати внутрішнє протикорозійне покриття з емалі, свинцю, цинку, пластмаси, епоксидних смол і інших матеріалів. Цистерни також можуть бути виготовлені з алюмінієвих сплавів або пластмас.

Форми цистерн можуть бути різними. Їх поперечні перерізи бувають прямокутними, круглими, еліптичними. Розташування цистерн на рухомому складі також різне.

На рухомому складі цистерни встановлюються горизонтально, похило і вертикально. Вертикальне і похиле розташування цистерн застосовують для перевезення сипучих вантажів з метою прискорення процесу вивантаження за рахунок використання власної маси вантажу. Горизонтальне розташування цистерн використовують для транспортування рідких і газоподібних вантажів. Вертикальні цистерни мають форму циліндра або кулі з нижньою частиною у вигляді усіченого конуса.

Похилі і горизонтальні цистерни зазвичай мають круглий або еліптичний переріз, а іноді і прямокутний. При похилому і особливо при вертикальному розташуванні цистерн знижується їх стійкість за рахунок підвищення центру тяжіння. Часто заради підвищення стійкості рухомого складу для перевезення однієї і тієї ж маси вантажу застосовують не одну, а дві і більше вертикальних цистерн, чим досягається зниження їх центру тяжіння.

Конструкція цистерн і їх устаткування істотно залежать від типу і властивостей вантажу, що перевозиться. Деякі вантажі (гудрон, асфальт, бітум, рідка сірка та ін.) при перевезенні в цистернах повинні зберігати певну температуру (наприклад, рідка сірка – 140...150 С). Тому цистерни для транспортування таких вантажів оснащуються спеціальною системою підігрівання.

Цистерни для перевезення рідини зазвичай усередині розгороджуються рядом спеціальних перегородок з метою зменшення ударів рідини об стінки і днища цистерни при русі. Цистерни для перевезення горючих рідин обладналися протипожежними пристроями, а їх заливна горловина забезпечується полум'ягасниками, дихальними клапанами і так далі. Для наповнення і розвантаження цистерн використовується спеціальне устаткування. Наповнення цистерн зазвичай здійснюється стаціонарним устаткуванням, яке знаходиться в місцях вантаження. Розвантаження цистерн робиться устаткуванням, встановленим на рухомому складі.

Цистерни для перевезення нафтопродуктів (рис. 3.2) служать головним чином для доставки палива з нафтобаз до паливороздавальних колонок і проміжних паливозберігань, а також для заправки паливом різних транспортних засобів (літаки, автомобілі, трактори та ін.). У цих цистернах можуть перевозитися також олії, мазут і в'язкіші нафтопродукти (гудрон, асфальт, бітум та ін.)

Цистерна для перевезення нафтопродуктів (бензин, гас, дизельне паливо та ін.) – зварна, виготовлена з маловуглецевої сталі, має еліптичний переріз і горизонтальне розташування.

Рис.3.2 Цистерна для перевезення нафтопродуктів: 1 – цистерна; 2 – патрубок; 3, 6 – кришки; 4 – косинець; 5 – кронштейн; 7 – клапан; 8 – поплавець; 9 – горловина; 10 – підніжка; 11 – трубка; 12 – шафа; 13, 14, 16 – трубопроводи; 15 – хвилеріз; 17, 19 – опори; 18 – покажчик рівня нафтопродукту

Цистерни для перевезення палива виготовляються з вуглецевої сталі і усередині покриваються цинком. Поперечний переріз їх зазвичай еліптичної форми. Цистерни мають горловину, оглядові вікна, покажчики рівня палива і дихальні клапани для сполучення з навколишнім повітрям. Горловина служить не лише для заповнення цистерн паливом, але і є додатковими резервуарами, які заповнюються при розширенні палива внаслідок його нагріву. Цистерни калібрують (тарують), і їх об'єм вказується на тарировочній пластині, яка закріплена усередині горловини. Цистерни оснащені насосами для заповнення, зливу і перекачування палива, які мають привід від двигуна рухомого складу через коробку відбору потужності і карданну передачу. Для безпеки цистерни обладнані заземляючими пристроями і вогнегасниками, а глушник двигуна закріплений знизу переднього бампера автомобіля.

На рис. 3.3 представлена автоцистерна-заправник.

Рис. 3.3. Автоцистерна-заправник: а – загальний вигляд; б – схема: 1 – двигун автомобіля; 2 – кабіна автомобіля; 3 – цистерна; 4 – трубопровід; 5 – кабіна управління; 6 – контрольно-вимірювальні прилади; 7 – рама; 8 – фільтр; 9 – насос; 10 – карданна передача; 11 – коробка відбору потужності; 12 – глушник

Причіп-цистерна ПЦ-6,7-8925 ( рис 3.4, 3.5) призначений для перевезення палива щільністю не більше 860 кг/м³ і короткочасного його зберігання.

Рис. 3.4. Причіп-цистерна ПЦ-6,7-8925: 1 – опора кріплення рукава; 2 – дишло причепа; 3 – трубопровід для прийому і видачі нафтопродукту; 4 – ящик засувки Ду-70; 5 – вогнегасник; би – поплавцевий покажчик рівня; 7 – цистерна; 8 – горловина; 9 – дихальний клапан; 10 – обмежувач наповнення; 11 – бічний ящик; 12 – клин заземлення; 13 – заземляючий пристрій; 14 – пенал для рукава; 15 – шасі; 16 – трубопровід зливу відстою; 17 – ланцюг заземлення.

Причіп-цистерна буксирується автомобілями-цистернами АЦ-8,5-255Б, АЦ-8-500A і автомобілем-паливозаправщиком ТЗ-8-255Б.

14 12 11

Рис. 3.5. Схема технологічного устаткування причепа-цистерни ПЦ-6,7-8925: 1 – цистерна; 2 – наливна горловина; 3 – дихальний клапан; 4 – клапан обмеження наливання; 5 – кран ручного управління; 6 – ресівер для стислого повітря; 7 – звуковий сигнал; 8 – штуцер постійної пристиковки; 9, 13 – вентилі; 10 – штуцер наливання; 11 – пневмогідроклапан; 12 – відстійник; 14 – штуцер зливного патрубка; 15 – поплавець.

Цистерни для перевезення рідких харчових продуктів (питна вода, молоко, квас, пиво, вино, спирт, фруктові соки та ін.) виготовляються з корозійностійкої сталі, алюмінієвих сплавів або пластмас і мають круглий, еліптичний або прямокутний перерізи. При цьому металеві цистерни оснащені термоізоляцією. Для наповнення цистерн рідиною і її зливу застосовуються вакуумні пристрої, які використовують вакуум у впускному трубопроводі двигуна автомобіля, а також автономні і стаціонарні насоси.

Цистерни для перевезення молока (рис. 3.6) використовують для його доставки із заготівельних пунктів на молочні заводи і комбінати. Ці цистерни зазвичай складаються з двох або трьох окремих резервуарів (секцій), що знаходяться в загальному кожусі.

При наповненні кожного резервуару цистерни молоком, після досягнення граничного рівня, поплавець вимикає подачу палива в циліндри двигуна і включає сигналізацію.

Рис. 3.6. Цистерни для перевезення молока: а – автомобіль-цистерна; б – причіп-цистерна; в – схема цистерни і устаткування: 1 – трубопровід двигуна; 2, 8, 16 – крани; 3, 5, 12 – клапани; 4 – піновловлювач; 6 – манометр; 7, 15 – трубопроводи; 9 – сигналізатор;10 – резервуар; 11 – термоізоляція: 13 – горловина; 14 – поплавці

Для пуску двигуна автомобіля необхідно відключити звукову сигналізацію наповненого молоком резервуару. Злив молока з резервуарів цистерни здійснюється самопливно.

Аналогічну конструкцію мають цистерни для транспортування інших видів рідких харчових продуктів.

Для перевезення молока випускаються автомобілі-цистерни АЦПТ-1,7, АЦПТ-2ЛА, АЦПТ-3,3, АЦПТ-6,2, напівпричіп-цистерна АЦПТ-11 (цифри означають місткість цистерни в кубічних метрах) та ін.

Для перевезення молока використовуються контейнери-цистерни. Напівпричепи можуть перевозити до трьох заповнених контейнерів-цистерн.

Цистерни для стиснутих і зріджених газів призначені для перевезення азоту, кисню, водню, метану, пропану, бутану, вуглекислоти і інших газів в стиснутому і рідкому станах.

Цистерни можуть бути транспортними і газозаправними. Транспортні цистерни застосовуються тільки для перевезення зріджених газів до споживача з місця їх виробництва або від газороздавальних станцій. Конструкція цих цистерн така ж, як для перевезення нафтопродуктів. Газ з цистерн зливається за рахунок перепаду тисків (наприклад, тиск пропану при температурі 50С рівний 1,8 МПа), а заливають газ в цистерну безпосередньо з технологічної напірної лінії газобензинового заводу або газорозподільної станції.

Газозаправні цистерни використовуються як для транспортування, так одночасно і для роздачі газу в тару споживача. З цією метою вони забезпечуються насосом, лічильником і заправними рукавами.

Цистерни для перевезення сипких вантажів повинні оберігати ці вантажі від дії зовнішнього середовища. До сипких відносяться наступні вантажі: будівельні (цемент, гіпс, вапно), харчові (сіль, борошно, какао, яєчний порошок, сухе молоко, цукровий пісок, зерно та ін.) і хімічні (сода, графіт, сульфат натрію, окисел алюмінію).

Відмітною особливістю конструкції цистерн для перевезення сипких вантажів від інших типів цистерн являється різний спосіб їх розвантаження: гравітаційний або бункерний, самоскидний, механічний за допомогою шнеків і транспортерів, пневматичний і комбінований. Найбільше поширення отримав пневматичний спосіб розвантаження.

Пневматичний спосіб забезпечує подання вантажу безпосередньо до місця споживання, виключає зіткнення вантажу з довкіллям, а також запобігає втратам, забрудненню і псуванню вантажу. Пневматичний спосіб розвантаження підрозділяється на аераційно-пневматичний, аерозольний і комбінований. При аераційно-пневматичному способі розвантаження всередину цистерни нагнітається стисле повітря під невеликим тиском, рівним 0,05 МПа, а до розвантажувального патрубка – під тиском 0,15...0,2 МПа. При аерозольному способі розвантаження стиснуте повітря подається під невеликим тиском під похило встановлене днище, що призводить до переміщення нижніх шарів вантажу до розвантажувального отвору. Там вантаж захоплюється стислим повітрям, яке має тиск 0,15...0,2 МПа, і разом з повітрям поступає в розвантажувальний шланг.

Цистерни для перевезення сипких вантажів мають різну форму: кульову, циліндричну і усіченого конуса. Вони можуть встановлюватися на рухомому складі вертикально, а також з невеликим горизонтальним нахилом назад.

Цистерни для перевезення цементу (рис. 3.7, а) зазвичай мають циліндричну форму, пневматичне розвантаження і встановлюються на рухомому складі з деяким горизонтальним нахилом назад (на кут 7...9).

При розвантаженні цистерни стисле повітря подається з компресора 1, який приводиться в дію від двигуна автомобіля. Повітря проходить через вологомасловідділювач 2 до розподільника повітря 6, обладнаного манометром 8 і запобіжним клапаном 7, який відрегульований на тиск 0,25 МПа. З розподільника повітря стисле повітря по трубопроводах 3,11 поступає до аероднища 10 і розвантажувального патрубка 12.

Аероднище цистерни складається з декількох шарів пористої тканини 15, які розміщені над металевою сіткою 16. Через аероднище стисле повітря проходить вгору і насичує нижні шари цементу. Ці шари цементу переміщаються в розвантажувальний патрубок 12, куди також подається стисле повітря. У розвантажувальному патрубку стисле повітря захоплює цемент і через форсунки 13 поступає з ним в розвантажувальний шланг.

Рис. 3.7. Цистерна для перевезення цементу: а – напівпричіп-цистерна; б – схема цистерни: 1 – компресор; 2 – влагомаслоотделитель; 3, 11 – трубопроводи; 4 – вентиль; 5, 7, 9 – клапани; 6 – розподільник повітря; 8 – манометр; 10 – аероднище; 12 – патрубок; 13 – форсунка; 14 – люк; 15 – тканина; 16 – сітка

Цистерни для перевезення цементу можуть бути використані також для транспортування гіпсу і хімічних добрив.

Цистерни для перевезення бітуму мають термоізоляційний шар і підігрівачі, оскільки бітум необхідно перевозити при температурі 190...260С. Вони виготовляються зварними з листової сталі, мають еліптичний переріз і термоізоляцію із скловати. Система підігрівання включає П-образну жарову трубу, що проходить уздовж цистерни, підігрівач і паливні бачки. Бітумні насоси – механічні або об'ємні і мають привід від коробки передач автомобіля.

Промисловістю випускаються автобітумовоз ДС-41А вантажопідйомністю 6850 кг, що складається з напівпричепа-цистерни безрамної конструкції і сідельного тягача ЗИЛ-130В1, а також ДС-10А вантажопідйомністю 14500 кг, що включає цистерну, змонтовану на шасі напівпричепа ЧМЗАП-5524П і сідельний тягач КрАЗ-258.

Цистерни для перевезення борошна призначені для доставки борошна від млинів на хлібозаводи і хлібокомбінати. Вони відрізняються по конструкції від цистерн для перевезення інших сипких вантажів, оскільки борошно має знижену плинність із-за її малої щільності (0,55 т/м³). При розвантаженні цистерн для перевезення борошна застосовується аераційно-пневматичний спосіб.

На рис. 3.8 представлений напівпричіп-цистерна для перевезення борошна. Його вантажопідйомність 7 т, місткість 12,8 м³, час за вантаження 25...30 хв, а час розвантаження 25...35 хв. Дальність подання борошна при розвантаженні – до 30 м, а висота подання – до 15 м.

На напівпричепі вертикально встановлені два резервуари 2 циліндрично-конічних форми і компресор з приводом від електродвигуна, живлення якого здійснюється від зовнішньої мережі.

Рис. 3.8. Цистерна для перевезення муки: а – напівпричіп-борошновоз; б – схема цистерни: 1 – люк; 2 – резервуар; 3 – трубопровід; 4 – перегородка; 5 – конус

Завантаження резервуарів борошном робиться згори через люки 1. При розвантаженні борошна стисле повітря від компресора проходить через масловлагоотделители і фільтр, а потім поступає в резервуар 2 по трьох каналах: у верхню сферичну частину, під аеруючий пристрій 4 (пористу перегородку) в нижню частину резервуару і до розвантажувального наконечника. Аероване борошно під дією власної ваги і тиску повітря поступає в конус 5 трубопроводу 3 і потім за допомогою піддування – в розвантажувальний шланг. Резервуари обладнані горизонтальним майданчиком і сходами, які призначені для доступу до верхніх завантажувальних люків.

Автоцистерни для перевезення рідких мінеральних добрив. До рідких мінеральних добрив відносяться аміачна вода, вуглеаміакати і рідкі комплексні добрива різних марок.

Усі місткості у верхній частині мають люки, що герметично закриваються кришками. У них встановлюються сапуни або запобіжні клапани. Місткості обладнані трубками-рівнемірами.

У технологічне устаткування входять також відцентровий насос, трубопроводи, рукави і сполучна арматура. Принципові схеми з'єднання технологічного устаткування аналогічні цистернам для перевезення нафтопродуктів.

Напівпричепи-цистерни ЕД-20,5-1 (рис.3.9.) мають дві схеми технологічного устаткування: з відцентровим насосом і з мотокомпресором.

Відцентровий насос або мотокомпресор приводяться в дію від двигуна внутрішнього згорання.

Напівпричепи-цистерни завантажуються наливанням через люки, через зливну горловину або самозаправкою за допомогою перекачуючих пристроїв, злив добрив здійснюється самопливно або за допомогою перекачуючих засобів.

Рис. 3.9. Принципова схема технологічного устаткування напівпричепа-цистерни ЕД-20,5-1 з мотокомпресором: 1 – зливна трубка; 2 – коритце; 3 – клапан; 4 – люк; 5 – цистерна; 6 – компресор; 7 – двигун внутрішнього згорання; 8 – швидкорознімна муфта; 9 – затвор; 10 – кран; 11 – рівномір.

Автоцистерни для перевезення сипких сільськогосподарських вантажів. До сипких вантажів відносяться мінеральні добрива (порошкові або гранульовані), комбікорми і т.д. Перевезення їх здійснюється в цистернах постійного діаметру. Розвантаження цистерн робиться при нахилі їх за допомогою багатоланкових гідроциліндрів, що розташовуються у передньої стінки. Кут підйому 40...50.

Багатосекційні цистерни з пневматичним розвантаженням (рис. 3.10) широко використовуються в країнах Західної Європи для перевезення кормів.

Ефективний спосіб вивантаження кормів з цистерни за допомогою регуляторів розвантаження, встановлених в кожній секції, розроблений фірмою Welgro BV(Нідерланди).

Рис 3.10. Цистерна для перевезення кормів з пневматичним розвантаженням: 1 – порожнистий поршень; 2 – циліндр; 3 – розвантажувальний наконечник.

Пристрій є циліндром, що монтується у воронкоподібному днищі кожної секції. Під усіма відсіками проходить труба, що закінчується в задній частині розвантажувальним наконечником. Усередині кожного циліндра знаходиться порожнистий поршень, який пересувається вгору і вниз. Верхня частина циліндра закрита конусоподібною кришкою. Стик поршня і нижньої частини секції ущільнюється гумовою прокладкою. Переміщення поршня здійснюється за допомогою механічного штовхача або пневматичної камери, встановленої усередині циліндра. Конічна кришка забезпечує рівномірний розподіл вантажу по нижній частині відсіку. Тиск повітря при розвантаженні складає 60 кПа (у цистернах із звичайною пневморазгрузкой - 200 кПа). При вивантаженні кормів повітря від компресора подається у верхню частину секції цистерни і в розвантажувальну трубу діаметром 102 мм. Зниження швидкості повітря в трубі дозволяє збільшити вміст кормів в кожному одиничному об'ємі повітря, що подається, що значно скорочує час вивантаження. Наприклад, 10 т кормів розвантажуються за 21 хв.

Дата добавления: 2013-12-13