加熱的運輸罐的製作方法
2023-07-15 06:23:16
專利名稱：加熱的運輸罐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種運輸罐。
運輸罐可以是罐容器的部件、鐵道槽車的部件或槽罐汽車的部件，它常常需要控制溫度。具體地說，運輸罐下部的區域通常要求加熱，例如，當運輸罐用於運輸在正常環境溫度下處於凝固狀態的物質(例如瀝青)時，便需要這種加熱。
眾所周知，為了用蒸氣進行加熱，需要在運輸罐的下部區域進行焊接，形成沿運輸罐軸向方向延伸的蒸氣通道。然而，這種已知的設計需要進行大量的焊接，從而產生焊接應力並顯著增加空罐的重量。
在另外一種設計中是用一層外殼形成蒸氣流通的空間，這層外殼包圍著運輸罐外套的下部區域並與之隔開一段距離。然而，對於較大的運輸罐，不僅需要在運輸罐的兩個端部區域，而且還需要在一個或多個居間的位置用容器框架或車用框架支承運輸罐，以便於將裝有運載物的運輸罐的垂直力從運輸罐的下部區域傳遞到這種框架的底座上。
美國專利說明書No.4753363說明的是一種不加熱的運輸罐，在這種運輸罐中，在圍繞運輸罐外套的增強環和底座的橫梁之間插入了居中的鞍座。然而，對於下部區域需要加熱的運輸罐，這種增強環隔斷了上述的蒸氣室。這就使一部分運輸罐外套得不到加熱，而且需要採用措施使蒸氣室分開的部分連接起來。另外一個重要的缺點是，由外殼構成的蒸氣室的任何隔斷都需要進行額外的焊接。
本發明的目的是提供一種可以在下部區域進行加熱的運輸罐，該運輸罐具有流過加熱介質或一般稱作溫度控制介質的流動室，該流動室的長度與罐的整個軸向長度相同，該運輸罐還可以用一個或多個位於運輸罐端部之間的處於居中位置的橫向鞍座進行有效支承。
此目的可以採用這樣一種運輸罐來達到，該運輸罐的外套至少在其下部區域由一層沿運輸罐縱向方向延伸的外殼復蓋，從而形成流過溫度控制介質的流動室，而且該運輸罐的外套通過至少一個位於運輸罐端部之間中間位置的橫向鞍座被支承在底座上，其中，外殼利用凸出部而與運輸罐外套分開一段距離，凸出部整體成形在外殼上並向外套凸出，鞍座具有支撐外殼並部分包圍外殼的部分，其中，在鞍座區域至少有一些凸出部上套有襯墊，每一個襯墊包括若干個彼此疊置的環形圓片。
使外殼與運輸罐外套分開從而形成流動室的凸出部整體成形在外殼上，因此並不堅固，本身不足以承受由裝滿運輸罐傳遞到相應橫向鞍座的力。因此凸出部需要用套在凸出部上的襯墊來支承。每一個襯墊由疊置的環形圓片構成，疊層的高度等於運輸罐外套和外殼之間的淨間隔。每個圓片可以相當薄並易於彎曲，使其可以適應運輸罐外套和外殼的曲率。這保證了環形圓片的整個面積都可被利用來傳遞力。
如果用一個單一的具有同樣總厚度的整體圓片代替疊置的環形圓片，則在安裝之前需要將這樣的圓片按照運輸罐外套的曲率進行預先彎曲。但這種方法有危險，在安裝過程中圓片可能轉動，因而可能發生點應力。另外，單個整體圓片不能跟隨運輸罐特別在運送過程中不小心造成的形變，在這種情況下，力的有效傳遞是特別重要的。
從安裝的觀點看，將襯墊做成圍繞凸出部的疊置的環形圓片也是有利的，因為環形圓片被凸出部定中，在使用過程中不會發生位移。
在最佳實施例中，疊層式襯墊至少包含三個圓片，而且靠近運輸罐外套和外殼的外圓片的厚度較內圓片薄，其直徑也比後者大。由於要將力從運輸罐外套和相應地從外殼均勻傳遞到環形圓片的疊層上，這是特別合適的。圓片最好做成衝壓件，配置疊層時，使其圓滑的衝壓面分別對著運輸罐和外殼。因而在圓片的外側面上力的分布可以達到平滑過渡。
在本發明的另一個有利實施例中，凸出部是截頭圓錐形，在其與運輸罐外套相接的面上有一圓孔，外殼沿著圓孔的邊緣被焊接到運輸罐外套上。因此運輸罐外套和外殼的整個結構被增強了。
鞍座最好包含一個U形件，U形件的中心腹板是彎曲的，使其符合運輸罐的曲率，U形件的支腿被焊接在底座的橫梁上。
另外，在外殼和U形件的中心腹板之間插入一層狀木質層。這一層木質層形成充分的絕緣，並且還使支承力和力的傳遞更加均勻。另外，在木質層和外殼之間還可以插入鋼帶，鋼帶具有側面凸出部分，使木質層固定，使其不能沿罐的軸向方向移動。在鋼帶的兩個周向端的每一端上形成向外的彎邊，每個彎邊的端部焊接在運輸罐上。這些細節在製造時容易實現，這可以使鬆散插入的木質層固定，不發生移動，而同時還使得運輸罐外套和外殼可以發生熱膨脹而沒有發生應力破裂的危險。
下面結合附圖對本發明的實施例進行說明。
圖1是垂直於運輸罐軸線的截面圖，示出運輸罐容器下部的一半。
圖2是圖1的放大的細節圖。
圖3和圖4是側面視圖，部分是截面圖，示出圖1所示運輸罐下部區域的一部分。
圖1示出運輸罐外套10的一部分，以及橫梁11和縱梁12的一部分，縱梁和橫梁構成運輸罐容器下部底座的構件。編號13是運載車輛的一個負載支承區，負載支承區是按照ISO標準設計用來在角配件的中間位置支承容器的。
在下部區域，運輸罐外套10由外殼15包著，外殼沿運輸罐的整個軸向長度延伸，並由許多截頭圓錐形的插口型凸出部16支承在運輸罐外套10上，該凸出部16採用例如衝壓加工法整體成形在外殼15上。外殼15由例如2mm的鋼板製造，全部凸出部16不僅可以用來提供相對於運輸罐外套10的空間，而且還可以增強外殼15本身。
在編號17所示的位置，外殼15沿其整個周邊被焊接到外套10上。另外，至少一些或者甚至全部凸出部16在其截頭表面上都具有圓孔18，並用沿每個圓孔18的邊緣進行的圓縫焊接與運輸罐外套10相連接。因此，外殼15和運輸罐外套10相配合形成封閉的流動室20，蒸氣或其它一些加熱介質通過用14表示的輸入和輸出管道流經這個流動室。流動室20的淨高度例如為6mm。
在圖2中以放大尺寸示出的截頭圓錐插口型整體凸出部16用環形襯墊21套著，該襯墊21由四個單獨的環形圓片22、23疊置在一起構成。為清楚起見，襯墊21在圖1中未示出。
分別鄰接運輸罐外套10和外殼15的疊層的兩個外側環形圓片22每個的厚度為1mm，外徑為100mm，而兩個裡側的環形圓片23每個的厚度為2mm，外徑為90mm。圓片22、23是衝壓成形部件，外邊兩個圓片這樣放置，使它們的衝壓毛刺面彼此相對，而其圓滑的衝壓面則分別對著外套10和外殼15。
由圖2示出的由環形圓片疊置的襯墊與例如由一個整體圓片構成的襯墊相比具有以下的優點(1)由於它們的厚度比較薄，因此各個圓片22，23能夠準確地配合運輸罐外套10和外殼15的局部曲率。
(2)由於同樣的原因，各個環形圓片還可以跟隨在使用過程中由於負載、溫度等條件的變化而引起的曲率變化。
(3)因為各個圓片22，23不預先彎曲，所以可以沿任何方位安裝它們。
(4)由於疊層襯墊的外側圓片22具有較大的直徑和較小的厚度，所以鄰接外套10和外殼15的外側圓片會造成非常均勻的力的分布，在力從運輸罐傳遞到鞍座(下面說明)時，不會發生任何突然的變化。
(5)由於利用了外側圓片的圓滑的衝壓面，所以這種效果得到了進一步改善。
(6)因為圓片22、23的內徑按照圖2所示的凸出部16的圓錐形狀是呈階梯形的，所以每個圓片都提供了最大的傳遞力的表面。
在安裝時，採用例如點焊或粘接的方法將各個圓片22、23彼此固定起來並固定到外殼15的內表面上，這種方法是有用的，每個圓片在一個位置固定，並不形成永久性的剛性連接。
其整個下部區域由連續的外殼15復蓋以形成蒸氣流動室20的上述運輸罐由底座的一根橫梁通過至少一個橫向鞍座支承著，鞍座位於運輸罐兩端部之間的中間位置，在圖1、3和4中，標號11代表一根這種橫梁。
橫向鞍座包括U形件25，該U形件的中心腹板26圍繞運輸罐軸線彎曲成圓形，使其符合運輸罐的曲率。U形件25的兩根支腳27跨在橫梁11上，並在運輸罐的最下部區域，即在圖1、3和4中編號28處被直接焊接在該橫梁上。在每個負載支承區域13的上面，運輸罐由於其彎曲而位於橫梁11的上面，在這樣的負載支承區域13的上面，U形件由一對支承板29連接到橫梁11上，該支承板29的內表面被焊接在支腳27和橫梁11的上部邊緣。每個支承板29在遠離運輸罐下部中心的邊緣上加工了圓切口30，以避免峰值應力。
厚度約為30mm的木質層31被插在U形件25的中心腹板26和外殼15之間。木質層31由三層分離的膠合板構成，膠合板根據運輸罐的曲率進行預先彎曲，並沿圓周方向彼此貼合在一起。
另外，2mm厚的不鏽鋼鋼帶32被配置在木質層31和外殼15的外表面之間。鋼帶32在其每個周向端具有向外的彎邊33。如圖1、3和4的34所示，鋼帶32的最外部邊緣被焊接在圓形增強板35上，該增強板35又焊接在運輸罐外套10上。在木質層31的各層板的端部位置，鋼帶32還具有側向的向外凸出的部分36，以防止鬆散插入的膠合板沿運輸罐的軸線方向移動。彎邊33用來補償運輸罐外套10和鋼帶32之間長度的差別，從而避免了應力，另外，彎邊還提供了一個對接面，防止了膠合板沿圓周方向移動。
由於木質層31稍具有軟塑性結構，所以它不僅在構成蒸氣流動室20的外殼15和橫向鞍座的U形件25之間起著絕緣的作用，而且還保證在運輸罐和鞍座之間傳遞的力的均勻分布。為此，木質層的寬度約為150mm，它顯著大於U形件25的中心腹板26的寬度，腹板26的寬度例如為100mm。
圖3和圖4所示的實施例的差別在於，在外殼15上加工的插口型凸出部16相對於橫向鞍座的位置(隨機)排列不同。在圖3的配置中，僅有位於鞍座中央面M上的凸出部16a才需要裝上如圖2所示的襯墊21，對於位於鞍座外邊的凸出部，不要求裝這種襯墊，而且不希望裝襯墊，因為襯墊減小了流動室的空間。
在圖4的配置中，沒有一個凸出部16對著鞍座的中央面M。此時，所有的或者至少多個凸出部16b需要按照圖2用襯墊21進行增強。
在上述的實施例中，包圍運輸罐下部區域的外殼15圍繞運輸罐軸線伸展例如80°的角度。運輸罐其餘的圓周面用常規的增強環37圍著，增強環37的斜切端部正象鋼帶32的端部一樣被焊接在增強板35上，從而避免在運輸罐外套10和外殼15上發生峰值應力。
圖1還示出了包圍整個運輸罐並具有蒙皮38的絕緣體。
權利要求
1.一種運輸罐，其外套(10)的至少下部區域由沿運輸罐縱向延伸的外殼(15)復蓋，從而形成溫度控制介質的流動室(20)，該外套(10)通過至少一個橫向鞍座(25)由底座支承著，橫向鞍座位於運輸罐端部之間的中間區域，所述運輸罐的特徵在於外殼(15)利用凸出部(16)與運輸罐外套(10)分開一段距離，所述凸出部(16)整體成形在外殼(15)上並向運輸罐外套(10)突出；鞍座(25)具有鄰接外殼(15)的部分，並部分包圍著外殼(15)；位於鞍座(25)區域的凸出部(16)套裝有襯墊(21)，每個襯墊包括多個彼此疊置的環形圓片(22、23)。
2.如權利要求1所述的運輸罐，其特徵在於，每個疊層襯墊至少包括三個環形圓片(22、23)，靠近運輸罐外套(10)和外殼(15)的外圓片(22)比疊層襯墊的內圓片(23)薄。
3.如權利要求1所述的運輸罐，其特徵在於，每個疊層襯墊至少包括三個環形圓片(22、23)，靠近運輸罐外套(10)和外殼(15)的外圓片(22)的直徑大於疊層襯墊的內圓片(23)的直徑。
4.如權利要求1所述的運輸罐，其特徵在於，環形圓片(22、23)是衝壓部件，疊層襯墊的外圓片(22)配置成使其圓滑的衝壓面分別對著運輸罐外套(10)和外殼(15)。
5.如權利要求1所述的運輸罐，其特徵在於，凸出部(16)為截頭圓錐形，並在它與運輸罐外套(10)相接的表面上具有圓孔(18)，外殼(15)沿圓孔(18)的邊緣被焊接到運輸罐外套(10)上。
6.如權利要求1所述的運輸罐，其特徵在於，鞍座包括U形件(25)，該U形件(25)的中心腹板(26)被彎曲成符合運輸罐的曲率，該U形件的支腳(27)被焊接在底座的橫梁(11)上。
7.如權利要求6所述的運輸罐，其特徵在於，層狀的木質層(31)被配置在外殼(15)和U形件(25)的中心腹板(26)之間。
8.如權利要求7所述的運輸罐，其特徵在於，一條鋼帶(32)被配置在木質層(31)和外殼(15)之間，鋼帶(32)具有側面突出部分(36)，用以固定木質層(31)，使其不能沿運輸罐的軸線方向移動。
9.如權利要求8所述的運輸罐，其特徵在於，在鋼帶(32)的兩個周向端上均形成向外的彎邊(33)，每一個彎邊的端邊(34)被焊接在運輸罐上。
全文摘要
加熱的運輸罐外套10的下部區域由外殼15包著，該外殼利用整體成型在該外殼上的凸出部16與外套分開一段距離，構成蒸氣流動室20的外殼沿罐的軸向長度延伸。罐通過中間橫向鞍座25由底座的橫梁11支承，凸出部由配置在罐外套和外殼之間的襯墊增強。每個襯墊由相當薄的環形圓片疊置而成。各個環形圓片能夠使其曲率與罐外套的曲率保持一致，並能跟隨曲率的瞬時變化，因而保證了在所有負載條件下力的均勻分布。
文檔編號B65D88/12GK1073646SQ92114899
公開日1993年6月30日 申請日期1992年12月22日 優先權日1991年12月23日
發明者赫爾穆特·格哈特 申請人:格哈德有限公司維斯特韋爾德鐵廠