Прицеп-цистерна для светлых нефтепродуктов объемом 10 м3

Общий вид ПЦ копия.dwg

Технические характиристики:
ем перевозимого груза - 10
Количество отсеков -
Материал цистерны - Сплав АМг3
КП-190603.65-080904480 ВО
Объем перевозимого груза 10

Донный клапан.dwg

Канал стравливания воздуха
Наименование показателя
Параметры потока нефтепродукта при открытии донного клапана:
Давление пневмосистемы
Температура окружающей среды
Поршень управляющий пневмоцилиндра
Кольцо 058-062-25-2-3
КП-190603.65-080904480 ВО
Технические характиристики:

Гидравл схема.dwg

Фильтр грубой очистки
КП-190603.65-080904480-Г
Гидравлическая схема

Спецификация(1).dwg

Пояснительная записка
Обечайка чемоданного типа
Площадка обслуживания
Площадка обслуживания
Дыхательный клапан УД

Крышка Люка.dwg

Технические характеристики
Диаметр заливной горловины
Температура окружающей среды
Материал крышки люка
Крышка люка предназначена для оснащения автоцистерн с верхним и
нижним наливом нефтепродуктов и авиационных топлив
вается на автомобильных средствах транспортирования и
заправки нефтепродуктов.
Крышка загрузочного люка выполняет функцию сбросного клапана
который необходим в случае механического воздействия на котёл
при котором резко изменяется объём отсека и необходимо
производить сброс продукта на велечину изменения объёма для
сохранения герметизации.
Крышка наливного люка
КП-190603.65-080904480 ВО

Записка.docx

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Проектирование прицепа-цистерны для светлых нефтепродуктов
Необходимо спроектировать прицеп-цистерны перевозимый один из видов светлых нефтепродуктов объемом 10 .
Выбор материала цистерны4
Оборудование прицеп-цистерны14
4 Дыхательный клапан18
5 Сигнализатор предельного уровня19
7 Площадка и лестница21
Описание технологических операций21
Список использованных источников25
Прицеп-цистерна УСТ-94651 емкостью 10м³ предназначена для кратковременного хранения и транспортирования светлых нефтепродуктов по дорогам общей сети. Прицепы-цистерны которые используются для транспортировки нефтепродуктов сильно улучшают и упрощают нашу жизнь. Ведь без них доставка до автозаправочных станций была бы очень сложным и трудоемким процессом.
Выбор материала цистерны
Материал цистерны выбирается в соответствии с ГОСТ 21631-76 [1].
– Предел текучести:
– Временное сопротивление разрыву:
– Относительное удлинение:
Площадь продольного сечения:
где – полезный объем цистерны ;
Расчетная высота налива:
где - тоже что в формуле (2.1) ;
Расчетное гидростатическое давление:
где – тоже что в формуле (2.2) ;
– плотность нефтепродукта кг ;
– ускорение свободного падения ;
где – тоже что в формуле (2.1) ;
– тоже что в формуле (2.3);
Расчетное динамическое давление:
где – тоже что в формуле (2.4);
– площадь поперечного сечения цистерны ;
Определение расчетного давления:
где – давление насыщенных паров кПа;
– коэффициент вертикальных нагрузок;
– коэффициент горизонтальных нагрузок;
– тоже что в формуле (2.5);
Расчет толщины стенки цистерны:
где – тоже что в формуле (2.6);
– диаметр цистерны м;
Принимаем толщину стенки равную
Допускаемое напряжение:
где – предел текучести стали МПа;
Кольцевые напряжения от внутреннего давления:
– тоже что в формуле (2.7);
Меридиональные напряжения:
Распределенная нагрузка:
– тоже что в формуле (2.4);
– масса цистерны кг;
Максимальный изгибающий момент:
где – тоже что в формуле (2.11);
– длина котла цистерны м;
Момент сопротивления изгиба цистерны:
где – тоже что в формуле (2.7);
Напряжения изгиба от распределенной нагрузки:
где – тоже что в формуле (2.12);
– тоже что в формуле (2.13);
Приведенное суммарное напряжение изгиба в верхней части цистерны:
где – тоже что в формуле (2.10);
– тоже что в формуле (2.14);
Суммарное напряжение изгиба в нижней части цистерны:
Приведенные напряжения:
где – тоже что в формуле (2.9);
– тоже что в формуле (2.15);
Условие приведенного напряжения изгиба
где – тоже что в формуле (2.11)
Условие выполняется так как напряжение меньше предельно допустимого
Растягивающие напряжения в днище цистерны:
– тоже что в формуле (2.12);
Сила давления жидкости на дно цистерны при торможении:
– сила давления жидкости;
– полная масса цистерны кг;
Среднее давление на поверхность днища при торможении:
где – тоже что в формуле (2.20);
Растягивающие напряжения возникающие в днище:
где – тоже что в формуле (2.21);
Наибольшее напряжение в цистерне в днище цистерны:
где – тоже что в формуле (2.19);
– тоже что в формуле (2.22);
Условие выполняется так как наибольшее растягивающее напряжение при повороте ТС меньше предельно допустимого
Расчет устойчивости цистерны на опрокидывание.
Вероятность опрокидывания оценивается коэффициентом боковой устойчивости:
гдеB – ширина калии;
Z – высота центра тяжести;
Ускорение опрокидывания:
Скорость опрокидывания:
гдеR – радиус поворота базы автомобиля м;
Скорость скольжения цистерны при повороте:
гдеy – коэффициент сцепления шин с дорогой;
При повороте боковой занос возникает раньше чем опрокидывание учитывая поперечный крен при повороте предельную скорость поворота рассчитывают и уменьшают на 15%.
Опрокидывающий момент:
гдеRэ – эквивалентный радиус цистерны;
Удерживающий момент:
где mау – полная масса цистерны кг;
Условие устойчивости:
Условие выполняется ограничение скорости при повороте ТС не требуется
Расчет формы и числа волнорезов:
где – тоже что и в формуле (2.5);
где – тоже что и в формуле (2.7);
Оборудование прицеп-цистерны
Фильтры типа ФГУ-30 Г DN=80 (рисунок 1) предназначены для предварительной (грубой) очистки от механических примесей светлых нефтепродуктов.
Фильтры типа ФГ - 80Г применяются в стационарных и подвижных системах обеспечения топливом при температуре окружающего воздуха от 223К (-50°С) до 323К (+50°С) в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом (исполнение УХЛ категория 1 по ГОСТ 15150-89 [2].
Фильтры типа ФГ - 30 Г рекомендуется устанавливать в технологические линии перед насосами с целью защиты оборудования и увеличения ресурса работы.
Пример сокращённого обозначения фильтров гидравлических (грязевиков) в общем виде:
Ф - фильтр Г - гидравлический;
Материал изготовления корпуса: к - коррозионностойкая сталь у - углеродистая сталь далее цифры указывают на пропускную способность ХХХ(3060150) Г – грязевик УУ – конфигурация и направление входных и выходных фланцев [3]. Технические характеристики ФГУ-30 представлены в таблице 1.
Рисунок 1 – Фильтры грубой очистки топлива ФГУ-30
Таблица 1 – Технические характеристики ФГУ-30
Наименование показателя
Диаметр условного прохода Ду мм
Условное давление Ру МПа
Донный клапан (рисунок 2) c пневмовключением предназначен для нижнего слива (налива) нефтепродукта из автоцистерны. Конструкция донного клапана проста обеспечивает безопасность защиту окружающей среды позволяет использовать донный клапан в сочетании с другими изделиями.
Клапан донный с ручным пневматическим и пневматическим управлением с ручным дублированием предназначен для нижнего слива светлых нефтепродуктов. Устанавливается на автомобильных средствах транспортировки и заправки светлых нефтепродуктов.
– корпус 2 – фитинг 3 – поршень запирающий 4 – пружина 5 – поршень управляющий пневмоцилиндра 6 – рукоятка 7 – шток 8 – кольцо 9 – стакан 10 – кольцо 11 – кольцо 12 – фильтр 13 – толкатель.
Рисунок 2 – Донный клапан
Донный клапан – является запорной арматурой устанавливается на дне цистерны. Защитная сетка донного клапана препятствует проникновению грязи посторонних предметов как при сливе так и при наливе нефтепродукта. Технические характеристики донного клапана представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Технические характеристики донного клапана
Размеры потока нефтепродукта при открытии клапана:
Температура окружающей среды °С
Давление пневмосистемы МПа
Крышка люка (рисунок 3) предназначена для оснащения автоцистерн с верхним и нижним наливом нефтепродуктов и авиационных топлив устанавливается на автомобильных средствах транспортирования и заправки нефтепродуктов. Крышка люка отвечает требованиям технологии нижней загрузки автоцистерны и предназначена для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом категории размещения I по ГОСТ 15150-69 [2] для работы при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 50.
Крышка загрузочного люка выполняет функцию сбросного клапана который необходим в случае механического воздействия на котёл цистерны при котором резко изменяется объём отсека и необходимо производить сброс продукта на величину изменения объёма для сохранения герметизации. Образцы крышки люка с установленными на ней приборами в закрытом состоянии подвергаются испытаниям на специальном стенде по методике евростандарта. Технические характеристики наливного люка представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические характеристики наливного люка
Диаметр заливной горловины мм
Материал крышки люка
– крышка горловины; 2 – крышка наливного люка; 3 – педаль замка;
Рисунок 3 – Наливной люк
4 Дыхательный клапан
Клапан “малых” дыханий (рисунок 4) предназначен для впуска (выпуска) воздуха предотвращает понижение давления в автоцистерне при транспортировке светлых нефтепродуктов а также обеспечивает герметичность цистерны при её перекосах вплоть до переворота. Технические характеристики наливного люка представлены в таблице 4.
Рисунок 4 – Дыхательный клапан.
Таблица 4 – Технические характеристики ограничителя налива
Пропускная способность ч:
при избыточном давлении полного открытия
Рабочее избыточное давление МПа
Рабочее вакууметрическое давление МПа
Избыточное давление полного открытия затвора МПа
Вакууметрическое давление полного открытия затвора МПа
5 Сигнализатор предельного уровня
Сигнализатор предельного уровня предназначен для предотвращения перелива нефтепродукта при заполнении цистерны. На автомобиле-цистерне АЦ-85-255Б установлены два сигнализатора предельного уровня (рисунок 5) типа СУЗ-8П на переднем днище и в горловине цистерны. Сигнализатор уровня расположенный в горловине цистерны предназначен для ограничения наполнения цистерны своим насосом. При наполнении цистерны нефтепродуктом поплавок сигнализатора уровня 1СУ всплывает и размыкает электрический контакт после чего срабатывает электропневмоклапан. Сжатый воздух через открытый электропневмоклапан и кран управления поступает в пневмокамеру и выключает сцепление. Сигнализатор уровня устанавливаемый на переднем днище цистерны предназначен для включения звуковой и световой сигнализаций при наполнении цистерны. Он включает звуковой и световой сигналы при наличии в цистерне 7000—8000 л нефтепродукта что дает возможность водителю предотвратить перелив. На автомобилях-циртернах АЦ-40-131 АЦ-43-131 и АЦ-8-500А в горловине цистерн установлен один сигнализатор предельного уровня который представляет собой золотниковый кран и соединенный с ним валик с поплавком. При наполнении цистерны до установленного уровня поплавок через валик открывает золотниковый кран. Сжатый воздух поступает в пневмокамеру муфты сцепления и происходит автоматическое отключение насоса. На остальных автомобильных цистернах сигнализаторы предельного уровня не устанавливают.
Технические характеристики сигнализатора предельного уровня представлены в таблице 5.
– сигнализатор уровня СУЗ-8П; 2 – кронштейн; 3 – прокладка; 4 – скоба
Рисунок 5 – Сигнализатор предельного уровня
Таблица 5 – Технические характеристики сигнализатора предельного уровня
Сигнализатор предельного уровня
Рабочее избыточное давление сети автомобиля МПа
Минимальное погружение трубки мм
Максимальное погружение трубки мм
На трубопроводах слива отстоя и откачки нефтепродукта из рукавов в автомобильных цистернах используют прямоточные вентили (рисунок 6). Вентиль состоит из корпуса золотника и шарнирно соединенного с ним шпинделя который перемещается в крышке установленной на уплотнительной прокладке. Герметичность шпинделя обеспечивается сальником который поджимается втулкой сальника и накидной гайкой. При вращении маховика против часовой стрелки шпиндель поднимает золотник и создает проход для нефтепродукта.
3 – гайки; 2 – маховик; 4 – шайба; 5 – втулка сальника; 6 – прокладка; 7 – корпус; 8 – фланец; 9 – золотник; 10 – шпиндель; 11 – крышка; 12 – кольцо; 13 – сальник с гайкой
7 Площадка и лестница
Для безпрепядственного доступа к горловине и удобству обслуживания персонала на цистерну ставят спец площадки и лестницы. Площадка изготавливается из рифленого листа по ГОСТ 8568-77 [4]. Ширина листа от 600 до 1000 мм. Лестницы и поручни изготавливают из стальных труб круглого сечения по ГОСТ 10704-91 [5].
Описание технологических операций
Прицеп-цистерны может осуществлять несколько различных операций по перекачке наливу и выдачи нефтепродукта.
Последовательность действий для выполнения операции выдача нефтепродукта самотеком (рисунок 7):
Проверить состояние закрытия вентиля: ВН1. Если вентиль закрыт то переходим к выполнению следующей операции. Если же он открыт то его необходимо закрыть.
Открыть необходимый донный клапан: КП1.
Выдать нефтепродукт.
Рисунок 7 – Схема выдача нефтепродукта самотеком
Последовательность действий для выполнения операции заполнение цистерны посторонним насосом (рисунок 8):
Проверить состояние открытия вентиля: ВН1. Если вентиль закрыт то его необходимо открыть.
Включить посторонний насос и заполнить цистерну.
Рисунок 8 – Схема заполнение цистерны посторонним насосом
В данной курсовой работе был спроектирован прицеп-цистеррны объемом 10 для перевозки светлых нефтепродуктов плотностью не более 860 кг произведен расчет цистерны по нагрузкам установлено оборудование отвечающее современным стандартам и спроектирована гидравлическая схема подробно описаны все возможные операции производимые данным прицепом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ГОСТ 21631-76 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. Введ. впервые; дата введ. 01.07.1977. ИПК Издательство стандартов 1977. 15 c.
ГОСТ 15150-69 Исполнения для разных климатических. Категории. Условия эксплуатации. Хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. Введ. впервые; дата введ. 01.01.1971. ИПК Издательство стандартов 1971.17 с.
ГОСТ 8568-77 Листы стальные с ромбическим и чечевичным рифлением . Технические условия. Введ. впервые; дата введ. 01.01.78. Государственный комитет СССР по стандартам. 1993. 7 c.
ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Технические условия. Введ. впервые; дата введ. 01.01.93. Межгосударственный стандарт 1993. 7 c.
ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590: 2009). Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. Введ. впервые; дата введ. 01.07.2006. Национальный стандарт 2006. 15 с.
ГОСТ 22782.5-78 Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозашиты «искробезопасные электрическая цепь» Технические требования и методы испытаний. Введ. впервые; дата введ. 01.0.1.1980 Издательство стандартов 1980. 18 с.