2  Конструкция цистерн и их оборудование.

Грузовые кузова-цистерны имеют различную форму, конструкцию и материал, что зависит от вида перевозимого груза и его свойств. Цистерны обычно выполняют сварными из листовой стали (малоуглеродистой, коррозионно-стойкой). При этом цистерны из малоуглеродистой стали могут иметь внутреннее противокоррозионное покрытие из эмали, свинца, цинка, пластмассы, эпоксидных смол и других материалов. Цистерны также могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов или пластмасс.

Формы цистерн могут быть различными. Их поперечные сечения бывают прямоугольными, круглыми, эллиптическими. Расположение цистерн на подвижном составе также различно.

На подвижном составе цистерны устанавливаются горизонтально, наклонно и вертикально. Вертикальное и наклонное расположение цистерн применяют для перевозки сыпучих грузов с целью ускорения процесса выгрузки за счет использования собственной массы груза. Горизонтальное расположение цистерн используют для транспортировки жидких и газообразных грузов. Вертикальные цистерны имеют форму цилиндра или шара с нижней частью в виде усеченного конуса.

Наклонные и горизонтальные цистерны обычно имеют круг­лое или эллиптическое сечение, а иногда и прямоугольное. При наклонном и особенно при вертикальном расположении цистерн снижается их устойчивость за счет повышения центра тяжести. Часто ради повышения устойчивости подвижного состава для перевозки одной и той же массы груза применяют не одну, а две и более вертикальных цистерн, чем достигается снижение их центра тя­жести.

Конструкция цистерн и их оборудование существенно зависят от типа и свойств перевозимого груза. Некоторые грузы (гудрон, асфальт, битум, жидкая сера и др.) при перевозке в цистернах должны сохранять определенную температуру (например, жидкая сера — 140... 150 °С). Поэтому цистерны для транспортировки таких грузов оснащаются специальной системой подогрева.

Цистерны для перевозки жидкости обычно внутри разгоражи­ваются рядом специальных перегородок с целью уменьшения ударов жидкости о стенки и днища цистерны при движении. Цистерны для перевозки горючих жидкостей оборудуются противопожарными устройствами, а их заливные горловины снабжаются пламегасителями, дыхательными клапанами и т.д. Для наполнения и разгрузки цистерн используется специальное оборудование. Наполнение цистерн обычно осуществляется стационарным обо­рудованием, которое находится в местах погрузки. Разгрузка цистерн производится оборудованием, установленным на подвижном составе.

Цистерны для перевозки нефтепродуктов (рис. 3.2) служат глав­ным образом для доставки топлива с нефтебаз к топливораздаточным колонкам и промежуточным топливохранилищам, а также для заправки топливом различных транспортных средств (самолеты, автомобили, тракторы и др.). В этих цистернах могут перевозиться также масла, мазут и более вязкие нефтепродукты (гудрон, асфальт, битум и др.)

Цистерна для перевозки нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо и др.) — сварная, изготовлена из малоуглеродистой стали, имеет эллиптическое сечение и горизонтальное расположение.

Рис.3.2 Цистерна для перевозки нефтепродуктов:1 — цистерна;

2 — патрубок; 3, 6 — крышки; 4 — угольник; 5 — кронштейн; 7 — клапан; 8 — поплавок; 9 — горловина; 10 — подножка; 11— трубка;

12 — шкаф; 13, 14,  16 — трубопроводы;  15 — волнорез; 17, 19 — опоры; 18 — указатель уровня нефтепродукта

Цистерны для перевозки топлива изготавливаются из углеродистой стали и внутри покрываются цинком. Поперечное сечение их обычно эллиптической формы. Цистерны имеют горловины, смотровые окна, указатели уровня топлива и дыхательные клапаны для сообщения с окружающим воздухом. Горловины служат не только для заполнения цистерн топливом, но и являются дополнительными резервуарами, которые заполняются при расширении топлива вследствие его нагрева. Цистерны калибруют (тарируют), и их объем указывается на тарировочной пластине, которая закреплена внутри горловины. Цистерны оснащены насосами для заполнения, слива и перекачки топлива, которые имеют привод от двигателя подвижного состава через коробку отбора мощности и карданную передачу. Для безопасности цистерны оборудованы заземляющими устройствами и огнетушителями, а глушитель двигателя закреплен снизу переднего бампера автомобиля.

На рис. 3.3 представлена автоцистерна-заправщик.

Рис. 3.3. Автоцистерна-заправщик: а — общий вид;

б — схема: 1 — двигатель автомобиля; 2 — кабина автомобиля; 3 — цистерна; 4 —трубопровод; 5 — кабина управления; 6 — контрольно-измерительные приборы; 7 — рама; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — карданная передача; 11 — коробка отбора мощности; 12 — глушитель

Прицеп-цистерна ПЦ-6,7-8925 (рис 3.4.,3.5) предназначен для перевозки топлива плотностью не более 860 кг/м³ и кратковременного его хранения.

Рис. 3.4. Прицеп-цистерна ПЦ-6,7-8925:1 - опора крепления рукава; 2 - дышло прицепа; 3 - трубопровод для приема и выдачи нефтепродукта; 4 — ящик задвижки Ду-70; 5 - огнетуши­тель; б - поплавковый указатель уровня; 7 — цистерна; 8 - горловина; 9 - ды­хательный клапан; 10 - ограничитель наполнения; 11 - боковой ящик; 12 — клин заземления; 13 - заземляющее устройство; 14 - пенал для рукава; 15 -шасси;16 — трубопровод слива отстоя; 17 — цепь заземления.

Прицеп-цистерна буксируется автомобилями-цистернами АЦ-8,5-255Б, АЦ-8-500A и автомобилем-топливозаправщиком ТЗ-8-255Б.

14  12                                  11

Рис.3.5. Схема технологического оборудования прицепа-цистерны ПЦ-6,7-8925: 1 — цистерна; 2 — наливная горловина; 3 — дыхательный клапан; 4 - кла­пан ограничения налива; 5 - кран ручного управления; б - ресивер для сжато­го воздуха; 7 - звуковой сигнал; 8 — штуцер постоянной пристыковки; 9, 13 -вентили; 10 — штуцер налива; 11 — пневмогидроклапан; 12 - отстойник; 14 -штуцер сливного патрубка; 15 - поплавок.

Цистерны для перевозки жидких пищевых продуктов (питьевая вода, молоко, квас, пиво, вино, спирт, фруктовые соки и др.) изготавливаются из коррозионно-стойкой стали, алюминиевых сплавов или пластмасс и имеют круглое, эллиптическое или прямоугольное сечения. При этом металлические цистерны оснащены термоизоляцией. Для наполнения цистерн жидкостью и ее слива применяются вакуумные устройства, которые используют вакуум во впускном трубопроводе двигателя автомобиля, а также авто­номные и стационарные насосы.

Цистерны для перевозки молока (рис. 3.6) используют для его доставки с заготовительных пунктов на молочные заводы и комбинаты. Эти цистерны обычно состоят из двух или трех отдельных резервуаров (секций), заключенных в общем кожухе.

При наполнении каждого резервуара цистерны молоком, пос­ле достижения предельного уровня, поплавок выключает подачу топлива в цилиндры двигателя и включает сигнализацию.

Рис. 3.6. Цистерны для перевозки молока: а — автомобиль-цистерна; б — прицеп-цистерна; в — схема цистерны и оборудо­вания: 1 — трубопровод двигателя; 2, 8, 16 — краны;  3, 5, 12 — клапаны; 4 — пеноуловитель; 6 — манометр;  7, 15 — трубопроводы; 9 — сигнализатор;10 — резервуар; 11 — термоизоляция: 13 — горловина; 14 — поплавки

Для пуска двигателя автомобиля необходимо отключить звуковую сигнализацию наполненного молоком резервуара. Слив молока из резервуаров цистерны осуществляется самотеком.

Аналогичную конструкцию имеют цистерны для транспорти­ровки других видов жидких пищевых продуктов.

Для перевозки молока выпускаются автомобили-цистерны АЦПТ-1,7, АЦПТ-2ЛА, АЦПТ-3,3, АЦПТ-6,2, полуприцеп-цистерна АЦПТ-11 (цифры обозначают вместимость цистерны в кубических метрах) и др.

Для перевозки молока используются контейнеры-цистерны. Полуприце­пы могут перевозить до трех заполненных контейнеров-цистерн.

Цистерны для сжатых и сжиженных газов предназначены для перевозки азота, кислорода, водорода, метана, пропана, бутана, углекислоты и других газов в сжатом и жидком состояниях.

Цистерны могут быть транспортными и газозаправочными. Транспортные цистерны применяются только для перевозки сжиженных газов к потребителю с места их производства или от газораздаточных станций. Конструкция этих цистерн такая же, как для перевозки нефтепродуктов. Газ из цистерн сливается за счет перепада давлений (например, давление пропана при температуре 50°С равно 1,8 МПа), а заливают газ в цистерну непосредственно из технологической напорной линии газобензинового завода или газораспределительной станции.

Газозаправочные цистерны используются как для транспорти­ровки, так одновременно и для раздачи газа в тару потребителя. С этой целью они снабжаются насосом, счетчиком и заправочными рукавами.

Цистерны для перевозки сыпучих грузов должны предохранять эти грузы от воздействия внешней среды. К сыпучим относятся следующие грузы: строительные (цемент, гипс, известь), пищевые (соль, мука, какао, яичный порошок, сухое молоко, сахарный песок, зерно и др.) и химические (сода, графит, сульфат натрия, окись алюминия).

Отличительной особенностью конструкции цистерн для пере­возки сыпучих грузов от других типов цистерн является различ­ный способ их разгрузки: гравитационный или бункерный, само­свальный, механический с помощью шнеков и транспортеров, пневматический и комбинированный. Наибольшее распространение получил пневматический способ разгрузки.

Пневматический способ обеспечивает подачу груза непосред­ственно к месту потребления, исключает соприкосновение груза с окружающей средой, а также предотвращает потери, загрязнение и порчу груза. Пневматический способ разгрузки подразделяется на аэрационно-пневматический, аэрозольный и комбинированный. При аэрационно-пневматическом способе разгрузки внутрь цистерны нагнетается сжатый воздух под небольшим давлением, равным 0,05 МПа, а к разгрузочному патрубку — под давлением 0,15...0,2 МПа. При аэрозольном способе разгрузки сжатый воз­дух подается под небольшим давлением под наклонно установ­ленное днище, что приводит к перемещению нижних слоев груза к разгрузочному отверстию. Там груз захватывается сжатым воздухом, который имеет давление 0,15...0,2 МПа, и вместе с воздухом поступает в разгрузочный шланг.

Цистерны для перевозки сыпучих грузов имеют различную форму: шаровую, цилиндрическую и усеченного конуса. Они могут устанавливаться на подвижном составе вертикально, а также с небольшим горизонтальным наклоном назад.

Цистерны для перевозки цемента (рис. 3.7, а) обычно имеют цилиндрическую форму, пневматическую разгрузку и устанавли­ваются на подвижном составе с некоторым горизонтальным на­клоном назад (на угол 7...9°).

При разгрузке цистерны сжатый воздух подается из компрессора 1, который приводится в действие от двигателя автомобиля. Воздух проходит через влагомаслоотделитель 2 к воздухораспределителю 6, оборудованному манометром 8 и предохранительным клапаном 7, который отрегулирован на давление 0,25 МПа. Из воздухораспределителя сжатый воздух по трубопроводам 3,11 поступает к аэроднищу 10 и разгрузочному патрубку 12.

Аэроднище цистерны состоит из нескольких слоев пористой ткани 15, которые размещены над металлической сеткой 16. Через аэроднище сжатый воздух проходит вверх и насыщает нижние слои цемента. Эти слои цемента перемещаются в разгрузочный патрубок 12, куда также подается сжатый воздух. В разгрузочном патрубке сжатый воздух захватывает цемент и через форсунки 13 по­ступает с ним в разгрузочный шланг.

Рис. 3.7. Цистерна для перевозки цемента: а — полуприцеп-цистерна; б — схема цистерны: 1 — компрессор; 2 — влагомаслоотделитель; 3,  11 — трубопроводы; 4 — вентиль; 5,  7, 9 — клапаны;

 6 —воздухораспределитель; 8 — манометр; 10 — аэроднище; 12 — патрубок; 13 —форсунка; 14 — люк; 15 — ткань; 16 – сетка

Цистерны для перевозки цемента могут быть использованы также для транспортировки гипса и химических удобрений.

Цистерны для перевозки битума имеют термоизоляционный слой и подогреватели, так как битум необходимо перевозить при температуре 190... 260 °С. Они изготавливаются сварными из листовой стали, имеют эллиптическое сечение и термоизоляцию из стекловаты. Система подогрева включает в себя П-образную жаровую трубу, проходящую вдоль цистерны, подогреватель и топливные бачки. Битумные насосы — механические или объемные и имеют привод от коробки передач автомобиля.

Промышленностью выпускаются автобитумиовоз ДС-41А грузоподъемностью 6850 кг, состоящий из полуприцепа-цистерны безрамной конструкции и седельного тягача ЗИЛ-130В1, а также ДС-10А грузоподъемностью 14500 кг, вклю­чающий цистерну, смонтированную на шасси полуприцепа ЧМЗАП-5524П и седельный тягач КрАЗ-258.

Цистерны для перевозки муки предназначены для доставки муки от мельниц на хлебозаводы и хлебокомбинаты. Они отличаются по конструкции от цистерн для перевозки других сыпучих грузов, так как мука обладает пониженной текучестью из-за ее малой плотности (0,55 т/м³). При разгрузке цистерн для перевозки муки применяется аэрационно-пневматический способ.

На рис. 3.8 представлен полуприцеп-цистерна для перевозки муки. Его грузоподъемность 7 т, вместимость 12,8 м³, время за грузки 25... 30 мин, а время разгрузки 25... 35 мин. Дальность подачи муки при разгрузке — до 30 м, а высота подачи — до 15 м.

На полуприцепе вертикально установлены два резервуара 2 цилиндрическо-конической формы и компрессор с приводом от электродвигателя, питание которого осуществляется от внешней сети.

  Рис. 3.8. Цистерна для перевозки муки:а — полуприцеп-муковоз; б — схема цистерны:  1 — люк; 2 — резервуар; 3 -трубопровод; 4 — перегородка; 5 — конус

Загрузка резервуаров мукой производится сверху через люки 1. При разгрузке муки сжатый воздух от компрессора проходит че­рез масловлагоотделители и фильтр, а затем поступает в резервуар 2 по трем каналам: в верхнюю сферическую часть, под аэрирующее устройство 4 (пористую перегородку) в нижнюю часть резервуара и к разгрузочному наконечнику. Аэрированная мука под действием собственного веса и давления воздуха поступает в конус 5 трубопровода 3 и затем с помощью поддува — в разгрузочный шланг. Резервуары оборудованы горизонтальной площадкой и лестницей, которые предназначены для доступа к верхним загрузочным люкам.

Автоцистерны для перевозки жидких минеральных удобрений. К жидким минеральным удобрениям относятся аммиачная вода, углеаммиакаты и жидкие комплексные удобрения различных марок.

Все емкости в верхней части имеют люки, герметично закрывающиеся крышками. В них устанав­ливаются сапуны или предохранительные клапаны. Емкости оборудованы трубками-уровнемерами.

В технологическое оборудование входят также центробежный насос, трубопроводы, рукава и соединительная арматура. Принципиальные схемы соединения технологического оборудования аналогичны цистернам для пере­возки нефтепродуктов.

Полуприцепы-цистерны ЕД-20,5-1 (рис.3.9.) имеют две схемы техноло­гического оборудования: с центробежным насосом и с мотокомпрессором.

Центробежный насос или мотокомпрессор приводятся в действие от двигателя внутреннего сгорания.

Полуприцепы-цистерны загружаются наливом через люки, через сливную горловину или самозаправкой с помощью перекачивающих устройств, слив удобрений осуществляется самотеком или с помощью перекачивающих средств.

              1

Рис. 3.9. Принципиальная схема технологического оборудования полу­прицепа-цистерны ЕД-20,5-1 с мотокомпрессором: 1 - сливная трубка; 2 - корытце; 3 - клапан; 4 - люк; 5 - цистерна; 6 -компрессор; 7 — двигатель внутреннего сгорания; 8 — быстроразъемная муф­та; 9 - затвор; 10 - кран; 11 —уровнемер.

Автоцистерны для перевозки сыпучих сельскохозяйственных грузов. К сыпучим грузам относятся минеральные удобрения (порошковые или гранулированные), комбикорма и т. д. Перевозка их осуществляется в цис­тернах постоянного диаметра. Разгрузка цистерн производится при наклоне их с помощью многозвенных гидроцилиндров, располагаемых у передней стенки. Угол подъема 40...50 .

Многосекционные цистерны с пневматической разгрузкой (рис.3.10.) широко используются в странах Западной Европы для перевозки кормов.

Эффективный способ выгрузки кормов из цистерны с помощью регуляторов разгрузки, установленных в каждой секции, разработан фирмой Welgro BV (Нидерланды).

Рис 3.10. Цистерна для перевозки кормов с пневматической разгрузкой:1 - полый поршень; 2 - цилиндр; 3 -разгрузочный наконечник.