槽罐车弹性防波装置结构设计探讨

槽罐车弹性防波装置结构设计探讨

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摘要;随着我国经济的不断发展和进步,气体或液体罐式运输车日益得到广泛的应用,同时随着道路等的运输条件的改善,罐式运输车的行驶速度也不断提高,在此情况下,罐式运输车在载重的情况下如何确保其最大限度的安全就显得尤为重要,在其它安全条件满足的情况下,在槽罐车内部按一定的要求,合理配置合适的弹性防波装置可以最大地缓冲由于汽车的急刹、急转弯或爬坡、下坡等状况下,罐内介质的波动造成汽车行驶过程的不安全性,从而可以最大限度地保护设备和人员的安全。

关键词:槽罐车﹔弹性﹔防波装置﹔结构设计

槽罐车具有危险性大的特点,槽罐车内装有易爆、易燃、有毒等液体,槽罐车在行驶中会因道路颠簸、紧急制动等因素,造成车辆的不稳定性,影响车内液体的波动,因此研究槽罐车的防波装置对槽罐车的安全运作具有重要意义。

一、防波板配置的必要性

槽罐车具有危险性大的特点,槽罐车内装有易爆、易燃、有毒等液体,且槽罐车针对不同的介质具有一定充装系数要求,罐内液体并没有完全装满,具有一定的流动性,槽罐车在行驶中因道路颠簸、紧急制动、转弯、上、下坡时,由于惯性作用,内装液体的骤间冲击流动,对罐及车辆造成较大的冲击,甚至会造成车辆运行的不稳定性,从而酿成事故,造成不必要的损失。

二、防波板的结构型式与布置

(一)防波装置是槽罐车内的重要组成部分,决定了槽罐车的稳定运行和驾驶人的安全,在防波板中其有效面积不小于罐体横截面的40%,安装防波板时弓形面积不可小于界面的20%。防波板主要有两种结构型式:(1)波浪型:缓冲效果较好,但加工工艺较复杂,成本较高﹔(2)平板型:只是起到阻隔作用,缓冲效果一般,但加工工艺简单,成本较低。防波板与罐体的连接有两种型式:(1)防波板焊接在与罐体连接的角钢上﹔连接时罐车筒体不与防波板进行连接,在筒体上安装垫板后再与防波板进行连接,目的是减少因液体的波动冲击造成对罐体的撕裂倾向,工艺简单,但焊接应力较大,日后维护更换比较麻烦﹔(2)防波板用螺栓与焊在罐体上的角钢进行连接:角钢与焊在罐体上的垫板进行焊接连接,防波板与角钢采用螺栓连接、拆卸方便,刚性较大,减少因液体的惯性冲击造成对罐体的损伤。在防波板的安装过程中,无论采用那种型式的连接,罐体的连接与防波板应牢固,避免日后使用中防波板脱落或产生裂纹,防波板之间的容积可视情况而定可适当加大,但加大时不可超过7M³,同时,为保证缓冲效果,相邻两块防波板的开孔必须错开,尽量避免两块防波板的开孔在同一直线上。目前,我国现有的不能够解决多次载荷的问题,防波板的脱落一般有两种情况:(1)防波板在槽罐车内失去了现有的功能,造成车内液体的波动,车辆会发生摇晃剧烈的情况,减少了槽罐车运行中的平稳性﹔(2)防波板一旦脱落就会造成车内液体的摇晃,无论是脱落一段还是两端,任意一端都会造成与车内罐体的摩擦,其在摆动期间会持续很长一段时间摇晃,这种惯力会将罐体刮伤,导致腐蚀现象的发生,进而影响槽罐车内液体的晃动,造成危险。

(二)防波板装置存在的问题

防波板装置是槽罐车设计时必须要配备的装置,该装置能够在槽罐车行驶中遇到紧急刹车、急转弯、上、下坡等状况下,减少车辆受到的载荷冲击,和罐内有害液体的波动。槽罐车内防波板的材料选择不正确时会给槽罐车造成安全隐患,防波板与罐体的连接需要紧密牢固。否则,在槽罐车运行中会加快防波板的脱落,进而对车辆造成晃动,给驾驶员带来安全隐患﹔防波板的质量和与罐体间的连接若发生问题会对槽罐车产生影响,防波板的脱落或者开裂会增加车辆摇晃时车内液体的波动幅度,严重时会释放的害液体,给驾驶员和环境造成危害。其中,防波板的组成部件与罐体内的液体发生摩擦或化学反应会造成爆炸、或火灾,罐体受到摩擦会变薄、甚至变形,带来危害的同时,还会给企业带来经济损失。槽罐车在制动时,防波板会受到很大的冲击力,因防波板与筋板和罐体之间存在连接,这种冲击力会通过筋板和罐体传递给焊点,造成严重的后果。

(三)罐车与速度和充装率的关系

由于防波装置与槽罐车内液体的波动有关,对此,相关部门通过实验得出结论,在不同速度和不同充装率的前提下,防波板的作用和影响也不同,车辆在剧烈摇晃的情况下会使防波板有较大的分流作用,液体不会全面涌向封头,若液体在一瞬间下涌向封头,就会对罐体造成较大的冲击力,进而会使槽罐车制动时影响车辆的稳定性和车内液体的波动性,防波板在车辆加速度加大时,作用就越大,对车辆平稳性的保护也就越大。FLUENT对一种液体运输时,车内液体摇晃的幅度和影响进行模拟,结果显示,在槽罐车内安装防波板能够减少车辆在摇晃时车内液体的波动和冲击力,增加防波板的数量,对冲击力的影响较小,但能够使车辆摇晃时车内液体的波动更小,提高了车辆运行的平稳性,在安装防波板时,其间隙应控制在合理范围内,防波板的面积若以满足需求时,统一平面内的防波板对液体的影响不大。我国槽罐车的生产厂家将防波板作为研究重点,例如:常州某槽罐生产厂家对防波装置进行了研究,并申请了专利《新型防波板结构》,其主要研究对象是锥形防波装置的焊接技术。在2013年联信化工机械的《防波板》成为发明专利,其专利特点是防波板的锥形体,这些研究和发明的专利对推动槽罐车防波板装置的发展有很好的推动作用。

(四)防波装置的维护检查

防波装置是槽罐车内重要的组成部分,其能够减少车辆紧急制动时车内液体的援晃,因此防波板在槽罐车运行中具有很重要的作用,生产厂家应加强对防波板安装的过程质量控制与检查,同时使用单位和定检机构应定期对防波板装置的检查,确保防波板内罐体连接不出现松动、脱落以及罐体内壁的撕裂,减少其在使用中存在的问题,确保其在运输过程中真正起到缓冲液体冲击、保护槽罐车和驾驶员安全的作用。

三、总结

随着我国经济的不断发展,国家很多领域中的技术均得到了提升,槽罐车是运输有毒、有害等危险液体的车辆,在车辆遇到道路颠簸时晃动,车内的液体亦会随其波动,防波装置是减少车辆紧急制动时晃动幅度的一项装置,安装防波板能够增加车辆紧急刹车时的平稳性,还能够减缓车内有害液体的波动,但防波装置在使用中还存在一些问题,其会在多次载荷作用下脱落或离开,导致无法达到减缓车辆摇晃的目的,因此,槽罐车生产厂家加强对防波板结构的研究,使其在槽罐车运输中起到很大的作用。

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