SU1556534A3 - Контейнер с вакуумной изол цией - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области хранени  и транспортировки продуктов, а именно к контейнерам с вакуумной изол цией, предназначенным дл  перевозки продуктов, требующих хранени  при низких температурах в течение относительно длительного времени, а также дл  хранени  продуктов при температуре выше температуры окружающей среды. Цель изобретени  - повышение надежности при эксплуатации. Контейнер с вакуумной изол цией содержит герметичную наружную емкость и установленную в ней с зазором, образующим вакуумированную полость дл  теплоизол ции, герметичную внутреннюю емкость. Кажда  из емкостей имеет заднюю, съемную переднюю, верхнюю, нижнюю и боковые стенки, кажда  из которых выполнена из группы вогнутых листов, прикрепленных к поперечным балкам и заключенным между ними участкам продольных угловых балок. Листы закреплены таким образом, что рассто ние между периферийными участками листов соответствующих наружных и внутренних стеновых рамных секций превышает рассто ние между их центральными участками. Каждый лист наружной и внутренней стеновых рамных секций выполнен с возможностью передачи на балки каркаса действующих на них раст гивающих нагрузок от окружающей среды и давлени  наход щегос  в контейнере продукта, что в целом повышает надежность эксплуатации контейнера. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к области хранени  и транспортировки продуктов , а именно к контейнерам с вакуумной изол цией, предназначенным дл  перевозки продуктов, требующих хранени  при низких температурах в течение относительно длительных периодов времени , а также дл  хранени  продуктов при температуре выше температуры окружающей среды.

Цель изобретени  - повышение надежности при эксплуатации.

На Лиг о 1 изображен контейнер с вакуумной изол цией, вид сбоку; на

фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. 3 схема, иллюстрирующа  то, каким образом стенова  рамна  секци  противодействует силам давлени ; на фиг. - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 6 - разрез В-В на фиг. 1,

i

Контейнер с вакуумной изол цией имеет Лорму пр моугольной призмы и содержит герметичную наружную емкость 1 и установленную в ней посредством распорных элементов 2 с зазором , образующим вакуумированную noСП

ел

О5 СЛ

СО

см

лость дл  теплоизол ции, внутреннюю герметичную емкость 3Емкость 1 включает каркас, образованный продольными угловыми и поперечными балками 4 и 5 соответственно, и заднюю, съемную переднюю, нижнюю, верхнюю и боковые стенки 6-10 соответственно . Емкость 3 включает каркас , образованный продольными угло- выми и поперечными балками 11 и 12 соответственно , и заднюю, съемную переднюю , нижнюю, верхнюю и боковые стенки соответственно Кажда  из стенок наружной емкости 1 и внутренней емкости 3 выполнена из группы листов 18, прикрепленных к паре соседних поперечных балок 5 (в наружной емкости) и 12 (во внутренней емкости) и отрезкам продольных угловых балок k (в ем- i кости 1) и 12 (в емкости 3), заключенным между ними (между поперечными балками) и образующим соответственно наружную и внутреннюю стеновые рамные секции. Каждый лист 18 наружной и внутренней стеновых рамных секций выполнен вогнутым и закреплен таким образом , что рассто ние между периферийными участками листов 18 соответствующих наружных и внутренних секций превышает рассто ние между их центральными участками, при этом каждый изогнутый лист наружной и внутренней стеновой рамной секции выполнен с возможностью передачи на балки каркаса действующих на них раст гивающих нагрузок соответственно от окружающей среды и давлени  в контейнере.

Зазор между наружной и внутренней

емкост ми 1 и 3 образует вакуумирован

ную полость. Поскольку на наружную поверхность листа 18 каждой наружной стеновой рамной секции действует окружающа  атмосфера, а внутренн   поверхность листа 18 обращена к вакууму, то действующее на него атмосферное давление создает значительную силу, стрем щуюс  вдавить лист 18 внутрь контейнера„ Каждый лист 18 выполнен вогнутым так, что нагрузки от этой довольно значительной силы точки полностью затрачиваютс  на раст жение по лини м действи  силы, параллельным криволинейной поверхности листа 18. Каждый лист 18 можно рассматри- вать как мембрану, имеющую установочную плоскость, котора  совпадает с пе риметром листа, т.е с его периферийными участками, которыми он прикреп4

JQ 25 , д 20

лен к поперечным балкам 5 и 12 и заключенным между ними участкам продольных угловых балок -I и 11. В этом случае мембрану можно рассматривать как криволинейную поверхность, котора  пересекаетс  с установочной плоскостью и искривлена относительно последней. На фиг. 3 изображена схема, иллюстрирующа  действие раст гивающих нагрузок на листы 18, где показана довольно проста  схема с двум  балками 4 теоретически бесконечной длины и с размещенным между балками листом 18 (мембраной), также бесконечной длины. Допустим, что в данном примере балки k не прогибаютс  под действием нагрузки и ч го мембрана (лист 18) не удлин етс  под действием раст гивающих нагрузок. Ширина мембраны, т.е. рассто ние между балками, обозначена буквой W. Атмосферное давление, действующее на наружную поверхность мембраны , показано маленькими стрелками Р, а результирующа  сила этого давлени  обозначена , Допустим, что мембрана выполнена так, что средн   ее часть будет прогибатьс  на величину d от плоскости, проход щей между балками k в месте соединени  с мембраной .

Указанна  сила IV полностью затрачиваетс  на нат жение лис-га 18. Чтобы вычислить раст гивающую силу, действующую на лист 18, нужно провести линию 19 касательную к листу 18 в точке стыка, где он присоединен к балке . Угол между линией 19 и установочной плоскостью обозначен & , а раст гивающа  сила в точке 20 касани  - Ft, Сила Ft может быть разложена на две составл ющие, а именно на силу

40

5

0

Fa, направленную противоположно силе Fr , и силу Fp, направленную перпендикул рно к составл ющей Fa. При уменьшении угла В действующа  на мембрану результирующа  раст гивающа  сила Ft увеличиваетс  Допустим, например, что угол fi равен 10°. Раст гивающа  сила F{. будет равна Fa (котора  была равна , умноженной на cosec 0). Соsec 10°ft 5,7, следовательно раст гивающа  сила F равна результирующей силе Ff, умноженной на 5,7.

Другим важным фактором  вл етс  вели1-ина прогиба мембраны Дл  данной ширины W величина прогиба d может быть вычислена по формуле

w

-2 (cosecQ- ctg б ) .

6 , равного 10, указансоставл ет примерно

Дл  угла ный прогиб d 0,09 W.

Дл  относительно небольших углов 0(т.е. 10° или меньше) раст гивающа  сила, действующа  на лист 18, приблизительно обратно пропорциональна величине угла 0 . Прогиб d листа 18, пр мо пропорционален углу б Желательно иметь величину прогиба d как можно меньшую, чтобы вмещающий объем контейнера по отношению к общему объему, занимаемому контейнером, был как можно больше. С другой стороны , существует практический нижний

Съемные передние стенки 7 и 1А наружной и внутренней емкостей 1 соединены между собой и образуют к ку 22 контейнера. Крышка контейнер и его передн   концева  часть снаб ны уплотнени ми 23. Дл  удержани  крышки 22 в закрытом положении в ко тейнере предусмотрены закрепл ющие приспособлени  2. Контейнер имеет наход щиес  под давлением герметич уплотнени  25.

Контейнер работает следующим образом .

Допустим, что контейнер должен быть использован дл  перевозки прод

20

предел величины прогиба d, ниже которого напр жение в мембране и балках становитс  настолько большим, что размеры и вес балок Ц и листов 18 будут непомерно большими.

Распорные элементы 2 соедин ют между собой каркасы внутренней и наружной емкостей 1 и 3 с обеспече- - нием промежутка между ними, причем элементы 2 должны быть установлены таким образом, чтобы раст гивающим наг- 30 продукта, при низких температурах ,

25

тов, например замороженного пищево

рузкам, передаваемым от листов 18 рамных секций, действующих на поперечные балки 5 и 12, противодействовало соп- .ротивление сжатию распорных элементов 2.

j Распорные элементы 2 должны быть выполнены таким образом, чтобы теплопередача через указанные элементы была минимальной. Это может быть выполнено трем  способами. Во-первых, распорные элементы 2 должны быть выполнены из материала, имеющего низкую теплопроводность . Во-вторых, элементы 2 должны быть такими, чтобы путь теплопередачи через них был как можно длиннее . В-третьих распорные элементы 2 должны иметь как можно меньшую ллощадь поперечного сечени  провод щего тракта . Наружний и внутренний каркасы подвергаютс  воздействию очень высоких нагрузок от давлени  окружающей среды и атмосферы или жидкости в контейнере, в св зи с чем распорные элементы 2 должны быть достаточно прочными, чтобы нести вес внутренней емкости и помещенного в него материала , а также выдерживать любые ударные нагрузки, которым может быть подвергнут контейнер.

например -62,2°С. Продукт может быт доведен до желаемой низкой температ ры путем использовани  известных средств (например, криогенной жидко

ти) , после чего продукт помещают в контейнер.В некоторых случа х дл  продлени  существовани  низких темп ратур в контейнере, в него может бы помещено некоторое количество крио40 генной жидкости (например, жидкого азота), при этом испарившуюс  жидкость врем  от времени выпускают в атмосферу дл  предотвращени  чрезме ного нарастани  давлени . Зазор ме

45 ДУ наружной и внутренней емкост ми и 3 образует вакуумированную полост в результате чего наружные и внутре ние стеновые рамные секции подверга ютс  воздействию давлени  соответст

50 венно окружающей среды и содержимог контейнера.

Листы 18 боковых стенок рамных секций действуют на соответствующую верхнюю продольную угловую балку 4

55 некоторой силой, котора  параллельн той части криволинейной поверхности листа 18 и приложена в той точке,гд лист 18 прикреплен к балке k. Эта с ла имеет направленную внутрь состав

10

Кажда  из продольных угловых балок k и 11 содержит две полки 21, сход щиес  одна с другой под пр мым уг- лом, противоположные кромки полок 21 загнуты внутрь. Листы 18 могут быть присоединены к балкам k и 11 путем использовани  известных способов соединени , причем дл  сведени  к минимуму вс ких местных напр жений кромки лис-, тов 18 могут быть присоединены к загнутым внутрь кромкам полок 21 балок 1 и 11.

Съемные передние стенки 7 и 1А наружной и внутренней емкостей 1 и 3 соединены между собой и образуют крышку 22 контейнера. Крышка контейнера и его передн   концева  часть снабжены уплотнени ми 23. Дл  удержани  крышки 22 в закрытом положении в контейнере предусмотрены закрепл ющие приспособлени  2. Контейнер имеет наход щиес  под давлением герметичные уплотнени  25.

Контейнер работает следующим образом .

Допустим, что контейнер должен быть использован дл  перевозки продук15

20

30 продукта, при низких температурах ,

25

продукта, при низких температурах ,

тов, например замороженного пищевого

например -62,2°С. Продукт может быть доведен до желаемой низкой температуры путем использовани  известных средств (например, криогенной жидкости ) , после чего продукт помещают в контейнер.В некоторых случа х дл  продлени  существовани  низких температур в контейнере, в него может быть помещено некоторое количество криогенной жидкости (например, жидкого азота), при этом испарившуюс  жидкость врем  от времени выпускают в атмосферу дл  предотвращени  чрезмерного нарастани  давлени . Зазор межДУ наружной и внутренней емкост ми 1 и 3 образует вакуумированную полость, в результате чего наружные и внутренние стеновые рамные секции подвергаютс  воздействию давлени  соответственно окружающей среды и содержимого контейнера.

Листы 18 боковых стенок рамных секций действуют на соответствующую верхнюю продольную угловую балку 4 с

некоторой силой, котора  параллельна той части криволинейной поверхности листа 18 и приложена в той точке,где лист 18 прикреплен к балке k. Эта сила имеет направленную внутрь составл 10

15

ющую, но основна  составл юща  сила направлена вертикально. Аналогичным образом каждый лист 18 верхних стеновых рамных секций воздействует на верхние продольные угловые балки k главным образом с силой, направленной вбок и внутрь. Результирующей силой,

действующей на каждую из верхних продольных угловых балок k и 11, будет равнодействующа  вертикальных и боковых сил, возникающих от воздействи  листов 18 боковых и верхних стеновых рамных секций, причем когда последние имеют одинаковую площадь, результирующа  сила направлена вниз, вбок и внутрь под- углом примерно 5° к горизонтали. Аналогичные силы действуют на нижние продольные угловые балки k. Воздействию этих сил ротивл ютс  поперечные балки, которые работают на сжатие„

Листы 18 стеновых рамных секций воздействуют на каждую из поперечных балок 5 и 12 значительными раст гива- 25 ющими силами. Однако боковые составл ющие сил от двух соседних листов 18 будут уничтожать друг друга, так что поперечные балки 5 будут сопротивл ть1 с  главным образом только направлен- 30 ной внутрь составл ющей результирующих сил0 Но даже эта направленна  внутрь составл юща  может быть значительной . Например, если стенова  рамна  секци  имеет высоту 1,2 м и шири- .. ну 0,9 м, то обща  направленна  внутрь составл юща  силы давлени  окружающей среды на уровне мор  составл ет приблизительно 68000 кг. Эта нагрузка к вертикальной и горизонтальной ос м. Составл ющие сил, действующих на эти угловые продольные балки 4 и 11, также направлены по линии, проход щей под углом приблизительно k$° к горизонтальной и вертикальной ос м. Поскольку пр ма , на которой расположены указанные балки, проходит под углом kS°, расссто ние между крайней наружной точкой угла наружной балки 4 и крайней внутренней точкой угла внутренней балки 11 максимальнее Следовательно , в каждой паре внешних и внутренних стеновых рамных секций максимальное рассто ние между наиболее удаленными друг от друга поверхност ми балок k и 11 приблизительно в 1,4 раза больше толщины указанной пары секций . Это позвол ет максимально увеличить размер этих балок k и 11 в направлени  действи  наибольших сил, что дает возможность оптимизировать конструкцию этих балок, чтобы они могли противосто ть воздействию этих сил.

Там, где каждый лист 18 присоединен к соответствующей балке k и 11, т.е. в месте стыка, лист 18 расположен относительно балки так, что поверхность ее касательна к кривизне листа 18, который имеет равномерную кривизну. Например, в точке присоединени  листа 18 к балке 4 изогнута  часть полки 21 указанной балки касательна к листу 18, Касательна  лини , проведенна  в точке контакта, будет составл ть с общей плоскостью, в которой находитс  стенова  секци , угол, равный, как показано на фиг. 3, угделена между двум  соседними попереч- о ЛУ $ .Следовательно, в местах соединеными балками 5 и проход щими между ними участками продольных угловых балок k. Кроме того, распорные элементы 2 обеспечивают опору между внутренними и наружными угловыми балками 5 и 4.

Силы, действующие на балки задней и передней стенок, похожи на те, что действуют на продольные угловые балки k тем, что это силы воздействи  на указанные балки стеновых рамных секций , расположенных под пр мым углом друг к другу. Следовательно, результирующа  сила направлена внутрь под углом л- kS к плоскости каждого из соседних листов 18.

Соответствующие пары верхних и ниж- них наружных и внутренних угловых продольных балок k и 11 расположены на одной линии, проход щей под углом

45

50

55

ни  листов 18 с соответствующими балками к этим листам не будет приложено никаких изгибающих моментов.

Предлагаемый контейнер обеспечивает надежность при эксплуатации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Контейнер с вакуумной изол цией, содержащий герметичную наружную емкость и установленную в ней посредством распорных элементов с зазором, образующим вакуумированную полость дл  теплоизол ции, внутреннюю герметичную емкость, кажда  из емкостей включает каркас, образованный продольными угловыми и поперечными балками, и заднюю, съемную переднюю, нижнюю, верхнюю и боковые стенки, кажда  из

   10

   15

   Q

   25 30 ..

   5° к вертикальной и горизонтальной ос м. Составл ющие сил, действующих на эти угловые продольные балки 4 и 11, также направлены по линии, проход щей под углом приблизительно k$° к горизонтальной и вертикальной ос м. Поскольку пр ма , на которой расположены указанные балки, проходит под углом kS°, расссто ние между крайней наружной точкой угла наружной балки 4 и крайней внутренней точкой угла внутренней балки 11 максимальнее Следовательно , в каждой паре внешних и внутренних стеновых рамных секций максимальное рассто ние между наиболее удаленными друг от друга поверхност ми балок k и 11 приблизительно в 1,4 раза больше толщины указанной пары секций . Это позвол ет максимально увеличить размер этих балок k и 11 в направлени  действи  наибольших сил, что дает возможность оптимизировать конструкцию этих балок, чтобы они могли противосто ть воздействию этих сил.

   Там, где каждый лист 18 присоединен к соответствующей балке k и 11, т.е. в месте стыка, лист 18 расположен относительно балки так, что поверхность ее касательна к кривизне листа 18, который имеет равномерную кривизну. Например, в точке присоединени  листа 18 к балке 4 изогнута  часть полки 21 указанной балки касательна к листу 18, Касательна  лини , проведенна  в точке контакта, будет составл ть с общей плоскостью, в которой находитс  стенова  секци , угол, равный, как показано на фиг. 3, угЛУ $ .Следовательно, в местах соедине

   ни  листов 18 с соответствующими балками к этим листам не будет приложено никаких изгибающих моментов.

   Предлагаемый контейнер обеспечивает надежность при эксплуатации.

   Формула изобретени 

   Контейнер с вакуумной изол цией, содержащий герметичную наружную емкость и установленную в ней посредством распорных элементов с зазором, образующим вакуумированную полость дл  теплоизол ции, внутреннюю герметичную емкость, кажда  из емкостей включает каркас, образованный продольными угловыми и поперечными балками, и заднюю, съемную переднюю, нижнюю, верхнюю и боковые стенки, кажда  из

   которых выполнена из группы листов, прикрепленных к паре соседних поперечных балок и отрезкам продольных угловых балок, заключенным между ними и образующим соответственно наружную и внутреннюю стеновые рамные секции , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при эксплуатации, каждый лист наружной и внутренней стеновых рамных секций выполнен вогнутым и закреплен так, что

   рассто ние между периферийными участками листов соответствующих наружных и внутренних секций превышает рассто ние между их центральными участками, при этом каждый изогнутый лист наружной и внутренней стеновых рамных секций выполнен с возможностью передачи на балки каркаса действующих на них раст гивающих нагрузок соответственно от окружающей среды и давлени  в контейнере .

   Л 5 18 9 I /

   т

   6

   7

   Т

   -#

   U- it в

   А Фиг.1

   f 8 6

   Фиг.2

   са

   N

   го

   го

   I /

   n w r г

   Ш.5

   6-6

   в-в

   Щиг.б