Устройство компенсации теплового расширения жидкости в цистерне

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ЦИСТЕРНЕ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Коваленко Александр Владимирович Басалаев Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство компенсации теплового расширения жидкости в цистерне, содержащее гидроцилиндры, установленные на торцевых поверхностях цистерны, резервуар которой соединен с внутренними полостями этих гидроцилиндров, отличающееся тем, что в гидроцилиндрах установлены поршни, опирающиеся на пружины. 54912009.08.30 Предлагаемая полезная модель относится к устройствам гашения колебаний жидкости и может быть использована в цистернах транспортных средств для обеспечения полного налива жидкости с компенсацией ее теплового расширения. В настоящее время, чтобы избежать потери жидкости при транспортировке вследствие теплового ее расширения, транспортируемые цистерны эксплуатируются с неполным наливом 1. Цистерны без устройств гашения колебаний жидкости в случае частичного их заполнения отличаются большими перемещениями центра масс груза в резервуаре. Колебания жидкости в резервуаре приводят к существенному снижению продольной, поперечной устойчивости и управляемости транспортного средства. Особенно опасно снижение поперечной устойчивости при повороте транспортного средства, когда под действием центробежных сил центр тяжести груза перемещается к одной стороне цистерны, что может привести к опрокидыванию транспортного средства. Для снижения этих нагрузок внутри цистерн устанавливают продольные и поперечные перегородки, которые частично гасят эти колебания. Проведение работ внутри цистерны достаточно сложно и нетехнологично. В ряде случаев санитарные нормы запрещают использование перегородок в цистернах, предназначенных для перевозки продуктов питания (например, молока) из-за трудностей очистки внутренней части резервуара 2. При частичном заполнении цистерн требуется увеличение количества рейсов транспортного средства для доставки груза, что связано с повышением расхода топлива на перевозки. Как установлено, колебание жидкости в цистерне и связанные с этим динамические нагрузки и перемещения центра тяжести грз отсутствуют при полном заполнении цистерны жидкостью 3. Однако при этом требуется учитывать тепловое расширение жидкости. Известно устройство компенсации теплового расширения жидкости в цистерне, выполненное в виде расширительного цилиндра, установленного на цистерне, резервуар которой соединен с резервуаром расширительного цилиндра 4. При повышении температуры жидкости ее объем в цистерне увеличивается, и часть жидкости поступает в резервуар расширительного цилиндра. Это позволяет полностью заполнять резервуар цистерны и тем самым при транспортировке исключить колебание жидкости в ней, вызываемое частичным заполнением резервуара. Данное устройство принято в качестве прототипа. Недостатком такого устройства является то, что в зоне соединения оболочки цистерны с поверхностью расширительного цилиндра возникают высокие напряжения, которые приводят к разрушению этого соединения. Кроме того, установка расширительного цилиндра не исключает динамических нагрузок массы жидкости в цистерне в продольном направлении при резком торможении или ускорении транспортного средства. Указанные нагрузки на торцевые поверхности резервуара цистерны могут привести к ее разрушению,а действие этих нагрузок на транспортное средство приводит к излишней его нагруженности. Задачей настоящего технического решения является повышение надежности работы устройства компенсации теплового расширения жидкости в цистерне. Поставленная задача решается в устройстве компенсации теплового расширения жидкости в цистерне, содержащем гидроцилиндры, установленные на торцевых поверхностях цистерны, резервуар которой соединен с полостями этих гидроцилиндров, причем, согласно техническому решению, в гидроцилиндрах установлены поршни, опирающиеся на пружины. Предлагаемое устройство позволяет компенсировать тепловое расширение жидкости в транспортируемой цистерне за счет заполнения освобождаемых объемов гидроцилиндров 2 54912009.08.30 при тепловом расширении жидкости в резервуаре цистерны, а также снизить динамические нагрузки, воздействующие на цистерну и транспортное средство, за счет введения в гидроцилиндры подпружиненных поршней, взаимодействующих с жидкостью в цистерне. На фигуре дана схема устройства компенсации теплового расширения жидкости в цистерне. Устройство содержит гидроцилиндры 1, установленные на торцевых поверхностях цистерны 2. В гидроцилиндрах 1 установлены поршни 3, опирающиеся на пружины 4. Полости гидроцилиндров 1 соединены с резервуаром цистерны 2, установленной на платформе 5. Устройство работает следующим образом. При повышении температуры жидкость,находящаяся в цистерне 2, расширяется, создавая в ней давление. Под действием этого давления происходит перемещение поршней 3 гидроцилиндров 1 и сжатие пружин 4. В освобождаемые объемы гидроцилиндров 1 поступает жидкость из резервуара цистерны 2,компенсируя тепловое расширение жидкости в цистерне 2. В процессе разгона или торможения транспортного средства масса жидкости создает давление на торцевые поверхности цистерны 2, под действием которого происходит перемещение поршней 3 гидроцилиндров 1, сжимающих пружины 4, и заполнение жидкостью объемов гидроцилиндров 1. В результате давление на торцевые поверхности цистерны 2 снижается, а также уменьшаются динамические нагрузки, воздействующие на транспортное средство в указанном процессе. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы устройства компенсации теплового расширения жидкости в цистерне, а также снизить динамические нагрузки при транспортировке цистерн с жидкостью. При этом обеспечивается полный налив жидкости в транспортируемые цистерны, вследствие чего снижается расход топлива на транспортировку груза, повышается устойчивость движения транспортного средства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3