СПЕЦІАЛІЗОВАНИЙ РУХОМИЙ СКЛАД

Частина I

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ		АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ		УКЛАДАЧІ

РОЗДІЛ 2. ФУРГОНИ, ЦИСТЕРНИ

2.2. Автомобілі та автопоїзди-цистерни

2.2.1. Класифікація автомобільних цистерн

2.2.2. Цистерни для перевезення небезпечних вантажів

2.2.3. Аналіз конструкцій і технологічного обладнання автомобілів-цистерн та автозаправників

2.2.4. Автомобільні цистерни для перевезення зріджених газів

2.2.5. Розрахунок основних конструкттивних параметрів автомобілів-цистерн. Поперечна стійкість автомобілів-цистерн

2.2.6. Автомобілі-цистерни для перевезення наливних та сипких продуктів харчування. Автомобілі-цистерни для перевезення борошна. Автомобілі-цистерни для перевезення кормів. Автомобілі-цистерни для пере-везення рідких харчових продуктів

2.2.7. Автомобілі-цистерни для перевезення вантажів, що потребують певних температурних режимів, перевезення живої риби

2.2.8. Автомобілі-цистерни для перевезення будівельних матеріалів: порошків та розчинів

2.2. Автомобілі та автопоїзди-цистерни

2.2.1. Класифікація автомобільних цистерн

Автомобіль-цистерна – спеціалізований транспортний засіб, що за своєю конструкцією та обладнанням призначений для безтарного перевезення й тимчасового зберігання рідин, газів, порошкоподібних чи гранульованих речовин без втрати їх властивостей. До автомобілів-цистерн також належать і автозаправники, що призначені для перевезення паливно-мастильних матеріалів і технічних рідин (палива, масла, спирту, охолоджувальних рідин тощо) і для заправлення ними автомобілів, тракторів, літаків тощо.

Автомобільні цистерни призначені для безтарного перевезення таких вантажів:

· нафтопродуктів (бензину, дизельного палива, мазуту, бітуму, розчинників тощо); · рідких продуктів харчування (вина, пива, молока, фруктових соків, рослинної олії, жирів тощо); · рідких побутових відходів; · хімічних речовин (кислоти, синтетичні продукти тощо); · порошкоподібних речовин (цементу, гіпсу, вапна, борошна тощо); · гранульованих речовин (комбікормів, мінеральних добрив тощо); · зріджених або стиснених газів (бутану, пропану, хлору, фреону, кисню, водню, азоту тощо); · твердих речовин у розплавленому стані (сірки, нафталіну, воску тощо); · напіврідких матеріалів (будівельних розчинів).

Деякі з перерахованих вантажів належать до числа небезпечних, тому, автоцистерни, для їх перевезення, мають відповідати вимогам Закону України «Про перевезення небезпечних вантажів» і «Правилам дорожнього перевезення небезпечних вантажів».

Автомобілі-цистерни для перевезення різних вантажів зображено на рис. 2.33.

а	б	в
г	д	е
є		ж
Рис. 2.33. Автомобілі-цистерни для перевезення: а – нафтопродуктів; б – рідких продуктів харчування; в – рідких побутових відходів; г – хімічних речовин; д – порошкоподібних речовин; е – гранульованих речовин; є – твердих речовин у розплавленому стані; ж – будівельних розчинів

Автомобілі-цистерни класифікують за різними ознаками.

Залежно від вантажу, що перевозяться:

для рідких вантажів;

для газів;

для порошкоподібних, гранульованих вантажів.

За типом базового шасі, на якому змонтовано технологічне устаткування:

автомобіль-цистерна;

причіп-цистерна;

напівпричіп-цистерна.

За прохідністю:

звичайною;

підвищеною;

високою.

За призначенням:

транспортні – для транспортування та, за необхідністю, тимчасового зберігання вантажів (автомобіль-цистерна);

транспортно-заправні – для транспортування, тимчасового зберігання й заправлення (автомобіль-цистерна-заправник).

За місткістю цистерни:

малої місткості – об’ємом до 5 м³;

середньої місткості – об’ємом від 5 до 15 м³;

великої місткості – об’ємом понад 15 м³.

За типом несучого шасі:

рамні – на шасі автомобіля або причепа чи напівпричепа;

несучі (безрамні) – на причепах і напівпричепах;

За типом технологічного устаткування для розвантаження:

з розвантаженням вантажу під дією гравітаційних сил;

з механічним розвантаженням;

з пневматичним розвантаженням;

з розвантаженням за допомогою насосів, розташованих на цистерні чи автономно;

з самоскидним розвантаженням;

з комбінованим розвантаженням, наприклад, пневматично-самоскидне, гравітаційно-самоскидне розвантаження тощо.

За конструктивними ознаками резервуари цистерн поділяються:

за формою поперечного перерізу цистерни:

з круглим перерізом;

з еліптичним перерізом;

з прямокутним перерізом.

За формою поздовжнього перерізу:

постійного чи змінного перерізу – зменшеного в передній частині, або зменшеного в передній і задній частині;

циліндрично-конічні;

хоперного типу.

За розташуванням на рухомому складі:

з горизонтальним розташуванням цистерн по повздовжній осі автомобіля (для рідин і газів);

з поперечним розташуванням цистерн;

з розташуванням під кутом і вертикально – для порошкоподібних і гранульованих вантажів з метою прискорення розвантаження.

За наявністю відсіків і хвилезаспокоювачів:

з одним відсіком;

з додатковим відсіком;

з декількома відсіками (секціями);

без хвилезаспокоювачів;

з одним або декількома хвилезаспокоювачами.

За теплоізоляційними характеристиками:

без теплоізоляції;

з теплоізоляцією;

з додатковим підігрівом чи самообігрівом.

За видом матеріалу, з якого виготовлена цистерна:

з низьковуглецевої сталі;

з високоміцної сталі;

з нержавіючої сталі;

з алюмінієвих сплавів;

з низьковуглецевої сталі з внутрішнім протикорозійним покриттям з емалі, ебоніту, свинцю, епоксидної смоли тощо;

з синтетичних матеріалів – пластмаси, армованої скловолокном із просоченням синтетичними смолами тощо.

Протикорозійне покриття захищає внутрішню поверхню цистерни від корозії, в результаті дії якої забруднюється вантаж та скорочується строк експлуатації цистерни.

Виготовлення цистерни з алюмінієвих сплавів коштує значно дорожче, ніж її виготовлення з низьковуглецевих сталей, проте така цистерна має меншу власну вагу (на 45–55%) і завдяки цьому більшу вантажопідйомність (до 20%). Крім того, такі цистерни значно безпечніші під час дорожньо-транспортних пригод, за рахунок більшої пластичності алюмінієвих сплавів і їх здатності чинити опір механічним діям і ударам без розриву в порівнянні з цистернами з низьковуглецевої сталі.

Цистерни з пластмаси також дорожчі від цистерн з низьковуглецевої сталі, але вони мають більшу вантажопідйомність, велику корозійну стійкість, малу власну вагу, збільшений строк експлуатації й низьку експлуатаційну вартість.

На сьогодні практикують виготовлення цистерн з титанових сплавів. За порівняно високої вартості таких цистерн, вони мають малу власну вагу, велику міцність, підвищену антикорозійну стійкість, тому їх використання обмежується перевезеннями вантажів, що знаходяться під великим тиском, їдких та вибухонебезпечних речовин.

На рис. 2.34 зображено типи автомобільних цистерн.

а	б	в
г	д	е
є	ж	з
и
Рис. 2.34. Типи автомобільних цистерн: а – автомобіль-цистерна; б – причіп-цистерна рамної конструкції; в – напівпричіп-цистерна безрамної конструкції; г – напівпричіп-цистерна безрамної конструкції з пониженим центром ваги; д – напівпричіп-цистерна рамної конструкції з самоскидним розвантаженням; е – напівпричіп-цистерна рамної конструкції з поперечним розташування цистерн; є – напівпричіп-цистерна рамної конструкції з вертикальним розташуванням цистерн; ж – напівпричіп-цистерна безрамної конструкції з пониженим центром ваги; з – напівпричіп-цистерна рамної конструкції з хоперним розвантаженням; и – напівпричіп-цистерна рамної конструкції з хоперним розвантаженням з використанням гумових повітряних мішків

Автомобілі-цистерни виготовляють рамної конструкції. Для цього на шасі автомобіля відповідної вантажопідйомності та прохідності встановлюють цистерну й технологічне обладнання. Технологічне обладнання автомобілів-цистерн складається з пристроїв і систем, що забезпечують збереження якості вантажу, а також за необхідності виконує вантажно-розвантажувальні роботи.

Оснащення автомобілів-цистерн технологічним обладнанням виконують залежно від призначення. Розгляд можливих варіантів наведено під час розгляду окремих моделей цистерн.

Причепи та напівпричепи-цистерни, залежно від призначення, мають технологічне обладнання, практично теж саме, що і автомобілі-цистерни. Як правило, їх не обладнують насосом чи компресором, або обладнують ними, але з автономним приводом. У більшості випадків вантажно-розвантажувальні роботи виконують за допомогою насоса або компресора, встановленого на автомобілі-тягачі, або з використанням обладнання вантажовідправника і вантажоотримувача.

Саму цистерну проєктують з урахуванням транспортних характеристик вантажу або споріднених вантажів, для перевезення яких її будуть використовувати. Під час цього необхідно забезпечити максимальний об’єм, і відповідно вантажопідйомність для заданого шасі, щоб власна вага цистерни була мінімальна й центр ваги був розташований якнайнижче.

Поперечний переріз цистерни може бути круглим, еліптичним, прямокутним (рис. 2.35).

а	б	в
Рис. 2.35. Поперечний переріз цистерни: а – круглий; б – еліптичний; в – прямокутний

Цистерна круглого перерізу простіша в виготовлені, має невелику питому металоємкість, велику міцність. Такі цистерни використовують для перевезення вантажів під тиском або під час використання пневматичного завантаження-розвантаження вантажу. Але така цистерна має значну висоту й відповідно високе розташування центра ваги.

Цистерна еліптичного перерізу має меншу міцність і дорожча у виготовленні у порівнянні з круглою, але вона має нижчий центр ваги. Такі цистерни не використовують для перевезення вантажів під тиском та пневматичного завантаження-розвантаження в зв’язку з недостатньою міцністю.

Цистерна прямокутного перерізу має, за однакової площі, найнижче розташований центр ваги та найкраще використання габаритних розмірів. За однакової місткості вона має мінімальну довжину, найменшу чутливість до коливання рідини та бічного гойдання. Вартість виготовлення їх доволі висока у порівнянні з цистернами круглого та еліптичного перерізів.

За повздовжньому розташування цистерни її повздовжня вісь має співпадати з повздовжньою віссю шасі, що гарантує рівномірний розподіл навантаження на ходову частину. При недотриманні цієї вимоги шасі буде перевантажено на один бік, що зменшує стійкість автоцистерни, ускладнює керування, підвищує імовірність дорожньо-транспортної пригоди.

Експлуатація автомобіля-цистерни розрахована на експлуатацію в тих же дорожньо-кліматичних умовах, що й базового шасі. Причепи й напівпричепи-цистерни мають бути розраховані на експлуатацію в тих же дорожньо-кліматичних умовах, що й основні автомобілі-тягачі.

Перегляд відео:

Напівпричіп паливна цистерна для перевезення

світлих нафтопродуктів Kaessbohrer | Fuel TANK

https://youtu.be/nRR8qQ_I-48

2.2.2. Цистерни для перевезення небезпечних вантажів

Згідно із Законом України «Про перевезення небезпечних вантажів» від 6 квітня 2000 р. № 1644-III (далі – Закон № 1644) небезпечний вантаж – речовини, матеріали, вироби, відходи виробничої та іншої діяльності, які внаслідок притаманних їм властивостей за наявності певних факторів можуть під час перевезення спричинити: вибух, пожежу, пошкодження технічних засобів, пристроїв, споруд та інших об’єктів, заподіяти матеріальні збитки та шкоду довкіллю, призвести до загибелі, травмування, отруєння людей, тварин, і які за міжнародними договорами, згода на обов’язковість яких надана Верховною Радою України, або за результатами випробувань у встановленому порядку залежно від ступеня їх впливу на довкілля або людину віднесено до одного з класів небезпечних речовин.

Класи небезпечних речовин:

клас 1 – вибухові речовини та вироби; клас 2 – гази; клас 3 – легкозаймисті рідини; клас 4.1 – легкозаймисті тверді речовини; клас 4.2 – речовини, схильні до самозаймання; клас 4.3 – речовини, що виділяють легкозаймисті гази при взаємодії з водою; клас 5.1 – речовини, що окислюють; клас 5.2 – органічні пероксиди; клас 6.1 – токсичні речовини; клас 6.2 – інфекційні речовини; клас 7 – радіоактивні матеріали; клас 8 – корозійні речовини; клас 9 – інші небезпечні речовини та вироби.

Небезпечні вантажі, що можуть бути використані не за призначенням, а в терористичних цілях та відповідно призвести до тяжких наслідків, зокрема масової загибелі людей або великих руйнувань, є вантажами підвищеної небезпеки.

Перевезення небезпечних вантажів - діяльність, пов’язана з переміщенням небезпечних вантажів від місця їх виготовлення чи зберігання до місця призначення з підготовкою вантажу, тари, транспортних засобів та екіпажу, прийманням вантажу, здійсненням вантажних операцій та короткостроковим зберіганням вантажів на всіх етапах переміщення.

Перевезення небезпечних вантажів автомобільним транспортом є специфічним видом перевезень, враховуючи потенційну небезпеку вантажів, що перевозяться.

Маршрути перевезення небезпечних вантажів - залізничні шляхи, автомобільні дороги, внутрішні водні шляхи, морський та повітряний простір, де дозволено рух транспортних засобів, які перевозять небезпечні вантажі.

Транспортні засоби, якими перевозяться небезпечні вантажі, мають відповідати вимогам державних стандартів, безпеки, охорони праці та екології, а також у встановлених законодавством випадках мати відповідне маркування і свідоцтво про допущення до перевезення небезпечних вантажів.

Щодо перевезень небезпечних вантажів висуваються особливі підвищені вимоги як до самого транспорту, так і до персоналу. Транспортні засоби, позначені інформаційними таблицями небезпечного вантажу, мають бути оснащені ADR-комплектами та додатковими засобами пожежогасіння.

ADR-комплект - комплект додаткового обладнання для транспортного засобу, що перевозить небезпечний вантаж. Включає всі предмети додаткового обладнання, які обов’язково мають бути на транспортному засобі під час перевезення небезпечного вантажу згідно з вимогами ДОПНВ/ADR (Європейська угода про міжнародне дорожнє перевезення небезпечних вантажів) за винятком противідкатних упорів, елементів маркування та вогнегасників).

Транспортна одиниця - транспортний засіб, до якого не причеплено причіп, або транспортний засіб та зчеплений з ним причіп чи напівпричіп.

Згідно з Правилами № 656 під час перевезення небезпечних вантажів, які є вантажами підвищеної небезпеки, на транспортній одиниці має бути погодження маршруту руху транспортного засобу під час дорожнього перевезення небезпечних вантажів, видане уповноваженим підрозділом Національної поліції.

Відповідно до положення розділів 8.1.2, 9.1.2 і 9.1.3 ДОПНВ свідоцтво про дозвіл транспортних засобів (ТЗ) до перевезення небезпечних вантажів необхідне для транспортних засобів типів EX/II, EX/III, MEMU, FL і AT.

До спеціалізованих транспортних засобів для перевезення небезпечних вантажів (транспортні засоби EX/II, EX/III, FL, AT та MEMU) належать:

- змішувально-зарядна машина (транспортний засіб MEMU) - машина або транспортний засіб з установленим на ній (ньому) обладнанням для виготовлення вибухових речовин з небезпечних вантажів, що не є вибуховими, та їх заряджання (рис. 2.36);

Рис. 2.36. Транспортні засоби для перевезення небезпечних вантажів

- транспортний засіб АТ - транспортний засіб, крім транспортних засобів EX/III, FL або MEMU, призначений для перевезення небезпечних вантажів у контейнерах-цистернах чи переносних цистернах або багатоелементних газових контейнерах індивідуальною місткістю понад 3 м³, а також у вбудованих цистернах чи знімних цистернах місткістю понад 1 м³, та транспортний засіб-батарея місткістю понад 1 м³, крім транспортних засобів-батарей типу FL (рис. 2.37);

- транспортний засіб EX/II або EX/III - призначений для перевезення вибухових речовин та виробів (клас 1);

- транспортний засіб FL - призначений для перевезення рідин з температурою спалаху не вище 60°C (за винятком дизельного палива, газойлю та палива пічного легкого – № ООН 1202, що відповідає вимогам ДСТУ 7688:2015 «Паливо дизельне Євро. Технічні умови» (європейського стандарту EN 590:2013 + AС:2014) та має температуру спалаху, зазначену в цьому стандарті) у контейнерах-цистернах чи переносних цистернах або багатоелементних газових контейнерах індивідуальною місткістю понад 3 м³, у вбудованих чи знімних цистернах місткістю понад 1 м³;

- транспортний засіб, призначений для перевезення легкозаймистих газів у контейнерах-цистернах чи переносних цистернах або багатоелементних газових контейнерах індивідуальною місткістю понад 3 м³, у вбудованих чи знімних цистернах місткістю понад 1 м³, та транспортних засобах-батареях загальною місткістю понад 1 м³, призначений для перевезення легкозаймистих газів (рис. 2.36 та 2.37);

Рис. 2.37. Транспортні засоби для перевезення небезпечних вантажів

- транспортний засіб, призначений для перевезення стабілізованого пероксиду водню чи стабілізованого водного розчину пероксиду водню з масовою часткою пероксиду водню понад 60% у контейнерах-цистернах чи переносних цистернах місткістю понад 3 м³, а також у вбудованих цистернах чи знімних цистернах місткістю понад 1 м³ (пункт 4 розділу I Порядку видачі та оформлення свідоцтв про допущення транспортних засобів до перевезення небезпечних вантажів, затвердженого наказом № 656) (рисунок 2.36 та 2.37).

Згідно з п. 22.6 Постановою Кабінету Міністрів України «Про Правила дорожнього руху» від 10 жовтня 2001 року № 1306, транспортні засоби, що здійснюють дорожнє перевезення небезпечних вантажів, мають рухатися з увімкненим ближнім світлом фар, задніми габаритними ліхтарями та розпізнавальними знаками, передбаченими п. 30.3 ПДР, а великогабаритні транспортні засоби - також з увімкненим проблисковим маячком (маячками) оранжевого кольору.

Відповідно до абзацу «д» п. 30.3 ПДР «Інформаційна таблиця небезпечного вантажу» - прямокутник помаранчевого кольору зі світлоповертальною поверхнею та каймою чорного кольору. Розміри знаку, написи ідентифікаційних номерів виду небезпеки і небезпечної речовини та його розміщення на транспортних засобах визначаються ДОПНВ.

Під час перевезення небезпечних і особливо цінних вантажів останнім часом дедалі частіше впроваджуються системи контролю більш високого рівня - відеомоніторинг.

Зокрема, перевезення небезпечних вантажів вимагають від компаній і їх керівників всебічного і безперервного контролю процесу. Ідеальним рішенням у даній галузі є відеореєстратори з потоковою передачею даних. Такі пристрої дають можливість об’єктивного і безперервного контролю всіх подій, пов’язаних з транспортуванням небезпечних вантажів. Система призначена для підвищення безпеки пасажирських і вантажних перевезень, отримання докладної інформації про дорожню обстановку, аналізу різного роду спірних ситуацій. Аналогічні системи сьогодні впроваджуються провідними транспортними компаніями.

Системи відеоспостереження на транспорті дозволяють зберігати зображення поточної ситуації на дорозі і в салоні транспортного засобу, а також здійснювати передачу відео і звуку на віддалений сервер за допомогою 3G-мереж.

Відеореєстратор є ядром системи і є модулем, у вібростійкому виконанні до якого підключаються камери відеоспостереження, мікрофони та інші бортові пристрої. Відео з усіх камер спостереження записується на внутрішній накопичувач. Накопичувачем може слугувати жорсткий диск або SD-карти. Доступ до накопичувача здійснюється за допомогою спеціального ключа. Перегляд того, що відбувається, може здійснюватися як у режимі реального часу, так і постфактум за певні проміжки часу. Для передачі даних може використовуватися будь-яка доступна технологія передачі даних 3G/4G(LTE) або Wi-Fi. Корпуси реєстраторів ударозахисні.

Опціонально можливий «гучний зв’язок» водія з диспетчером. Реєстратори мають входи/виходи для підключення різних зовнішніх пристроїв: сирени і кнопки SOS (для опрацювання позаштатних ситуацій: ДТП, пожежа, хуліганські і терористичні дії), датчиків відкриття вантажного відсіку, дверей та ін. Внутрішній накопичувач HDD-диск або SD-карти може вилучатися з відеореєстратора тільки спеціальним ключем, що входить у комплект поставки.

Під час встановлення в транспорті відеореєстратор підключається до бортової мережі. Для мінімізації обсягу збережених даних запис із камер може включатися за фактом запуску двигуна, не вимагаючи жодних дій від водія.

Відеореєстратори обладнані датчиком G-Sensor (акселерометром), який фіксує зміни динаміки руху транспортного засобу, реєструючи різкі гальмування і розгін, повороти і обертання. Дана інформація може використовуватися під час з’ясування спірних моментів у разі ДТП та інших ситуацій. Відео з камер спостереження може бути виведено на РК-дисплей, встановлений в кабіні водія.

У диспетчерській CMS можливий перегляд не тільки відео з камер, але й траєкторії руху транспортного засобу на карті Google Map.

Перегляд відео:

Перевезення небезпечних вантажів

https://youtu.be/HIdhOnoujXU

2.2.3 Аналіз конструкцій і технологічного обладнання автомобілів-цистерн та автозаправників

За призначенням автомобілі-цистерни поділяються на транспортні й транспортно-заправні.

Транспортні цистерни призначені для транспортування та тимчасового зберігання нафтопродуктів.

Транспортно-заправні цистерни одночасно з транспортуванням та тимчасовим зберіганням нафтопродуктів здійснюють видачу (заправлення) автомобілів, сільськогосподарської техніки, літаків тощо через спеціальні заправні системи з урахуванням кількості виданих нафтопродуктів.

Цистерни для перевезення нафтопродуктів є мірними ємностями, в зв’язку з чим їх об’єм (вантажопідйомність) розраховують в залежності від щільності вантажу, для якого вони призначені з урахуванням вантажопідйомності шасі.

У супроводжувальній документації на цистерну вказують, для яких вантажів вона призначена, наприклад: автомобіль-цистерна АЦ-10 призначена для перевезення нафтопродуктів щільністю не більше, ніж 0,86 г/см³. Перевезення вантажів більшої щільності, ніж зазначено, призводить до перевантаження шасі, що недопустимо. Перевезення вантажів меншої щільності, ніж зазначено, призводить до неефективного використання рухомого складу.

Для прикладу, з табл. 2.2 видно, що в автоцистерні АЦ-10 можна перевозити, окрім бензину, реактивне та дизельне паливо, лігроїн і гас. Якщо в ній перевозити масла, мазут і нафту, то автомобіль-цистерна буде перевантажена.

Відповідно до технології перевезення, заповнення цистерни відбувається до покажчика рівня (мірної мітки), що автоматично вказує на кількість завантаженого нафтопродукту. Відповідно, перед розвантаженням перевіряють рівень нафтопродукту по мірній мітці, для визначення кількості привезеного вантажу.

Якщо під час завантаження на нафтобазах, нафтопереробних заводах можливий об’ємний облік за рахунок їхнього технологічного обладнання, то під час розвантаження, наприклад на АЗС, провести об’ємний облік нафтопродуктів практично неможливо.

Цистерну для перевезення нафтопродуктів виготовляють, як правило, з звичайної низьковуглецевої сталі без внутрішнього покриття і без теплоізоляції. Це пов’язано з тим, що нафтопродукти – хімічно не активні речовини, практично не змінюють своєї в’язкості зі зміною температури довкілля. Цистерни для перевезення мазуту й нафти можуть мати теплоізоляцію та підігрів для прискорення розвантаження. Це пов’язано з тим, що зі зменшенням температури довкілля підвищується в’язкість мазуту й нафти, що значно ускладнює розвантаження.

Таблиця 2.2.

Щільність нафтопродуктів при 20^оС

Нафтопродукт	Щільність, г/см^3
Авіаційний бензин	0,705 – 0,730
Автомобільний бензин	0,712 – 0,761
Ре активне паливо	0,800 – 0,845
Дизельне паливо	0,795 – 0,875
Лігроїн	0,770 – 0796
Гас	0,792 – 0,825
Масла	0,880 – 0,900
Мазуту	0,900 – 1,015
Нафта	0,730 – 1,040 (як правило 0,820 – 0,95)

Цистерну для перевезення нафтопродуктів виготовляють, як правило, з звичайної низьковуглецевої сталі без внутрішнього покриття і без теплоізоляції. Це пов’язано з тим, що нафтопродукти – хімічно не активні речовини, практично не змінюють своєї в’язкості зі зміною температури навколишнього середовища. Цистерни для перевезення мазуту й нафти можуть мати теплоізоляцію та підігрів для прискорення розвантаження. Це пов’язано з тим, що зі зменшенням температури навколишнього середовища підвищується в’язкість мазуту й нафти, що значно утруднює розвантаження.

Автоцистерна для перевезення нафтопродуктів складається з самої цистерни й технологічного обладнання. Технологічне обладнання залежить від призначення цистерни, а також від її типу – автомобіль-цистерна, причеп-цистерна, напівпричіп-цистерна.

Автомобіль-цистерну обладнують наступним технологічним обладнанням:

гідравлічною системою;

пневматичною системою ( залежно від шасі);

електрообладнанням, що забезпечує роботу технологічного обладнання;

насосом (залежно від комплектації);

механізмами приводу та керування насосом;

контрольно-вимірюваними приладами (залежно від комплектації);

комплектом допоміжного обладнання.

Практично всі автомобілі-цистерни обладнують насосом, що призначений для виконання вантажно-розвантажувальних робіт, а також перекачування рідин минаючи цистерну автомобіля.

До комплекту допоміжного обладнання належать рукави й шланги, за допомогою яких виконують вантажно-розвантажувальні роботи.

Автомобіль-цистерну-заправник крім того обладнують:

приладом обліку виданих нафтопродуктів – лічильником;

фільтром для фільтрування нафтопродуктів, що видаються;

заправним рукавом з заправним пістолетом (роздавальним краном).

Залежно від комплектації, можливе встановлення котушки заправного шланга, що призначена для його намотування та зберігання на ній у транспортному положенні.

Обладнання для заправлення (видачі нафтопродуктів) знаходиться в окремому відсіку, що розташований у задній частині цистерни, або на боку.

У деяких випадках насос для заправлення (видачі нафтопродуктів) може мати додатковий привід від електродвигуна для роботи на майданчиках, що мають електропостачання. У такому випадку заощаджується пальне, збільшується моторесурс двигуна автомобіля й зменшується вплив відпрацьованих газів на оточуюче середовище.

Технологічне обладнання причепів і напівпричепів-цистерн аналогічне обладнанню автомобілів-цистерн. Але на них, як правило, не встановлюють насос, у зв’язку зі складністю його приводу від двигуна автомобіля-тягача. На деяких причепах і напівпричепах-цистернах можливе встановлення насоса з приводом від автомобіля-тягача (особливо на напівпричепах-цистернах). У деяких випадках насос причепів і напівпричепів-цистерн має електричний привід.

Причепи й напівпричепи-цистерни-заправники обладнують аналогічним технологічним обладнанням для заправлення (видачі нафтопродуктів), як і автомобілі-цистерни-заправники. Привід насоса для видачі (заправлення) нафтопродуктів здійснюють від двигуна автомобіля-тягача або від електродвигуна.

Для забезпечення автономної роботи автомобілів-заправників, причепів і напівпричепів-заправників можливе їх комплектування бензоелектричними агрегатами (електростанціями) для живлення технологічного обладнання видачі (заправлення) нафтопродуктів, що мають комбінований або електричний привід.

Усі автомобілі-цистерни для перевезення нафтопродуктів, мають практично однакову конструкцію та принцип роботи й відрізняються в основному формою і об’ємом (вантажопідйомністю) самої цистерни та, в незначній мірі, конструкцією технологічного обладнання.

Принципові технологічні схеми транспортного автомобіля-цистерни та автомобіля-цистерни-заправника зображено на рис. 2.38 та 2.39.

Розглянемо конструкцію цистерни для перевезення світлих нафтопродуктів.

Цистерна для перевезення нафтопродуктів розташована горизонтально й поздовжньо відносно повздовжньої осі транспортного засобу. У більшості випадків її виготовляють з низьковуглецевої сталі методом зварювання без теплоізоляції. У поперечному перерізі такі цистерни мають форму кола, еліпса або прямокутника. Залежно від об’єму (вантажопідйомності), цистерна може складатися з однієї ємності або може бути поділена на декілька відокремлених одна від одної ємностей однакового або різних об’ємів. Як правило, цистерна великого об’єму розділена на декілька ємностей. У цьому випадку зменшується рух рідини в середині цистерни під час руху, підвищується стійкість і, відповідно, безпека під час руху. Крім того, є можливість одночасно перевозити різні споріднені вантажі – різні марки бензинів; бензин і гас; бензин і дизельне паливо тощо.

Рис. 2.38. Технологічна схема транспортного автомобіля-цистерни:

1 – 6 – засувки; 7 – вентиль; А – напірно-всмоктувальний рукав (патрубок);

Б – напірний рукав (патрубок); В – трубопровід навантаження-розвантаження;

ГК – гідроклапан; П – поплавець; КЗ – кран золотниковий; КК – кран керування

Рис. 2.39. Технологічна схема автомобіля-цистерни-заправника:

1 – 9 – засувки; 10 – вентиль; А – напірно-всмоктувальний рукав (патрубок);

Б – напірний рукав (патрубок); В – трубопровід навантаження-розвантаження;

П – поплавець; КЗ – клапан золотниковий; КК – кран керування;

ГК – гідроклапан; Ф – фільтр; Л – лічильник

Причепи і напівпричепи-цистерни безрамної конструкції виготовляють підсиленими, в зв’язку з тим, що корпус самої цистерни в даному випадку виконує функції рами, на ньому передбачені місця для кріплення тягово-зчіпного пристрою та підвіски.

Кожна цистерна має горловину, що закривається кришкою; дихальний пристрій (клапан); місця кріплення до рами шасі, або місця кріплення тяговозчіпного пристрою та підвіски. Крім того, є відстійник для збирання води, бруду, механічних домішок, що попадають до цистерни під час завантаження, проведення робіт технічного обслуговування й ремонту. У зв’язку з тим, що більшість рухомого складу зберігають на відкритих стоянках, вода може потрапляти в цистерну, конденсуючись на її внутрішніх стінках під час перепаду температур.

Деякі цистерни обладнують ручним поршневим насосом для видалення відстою.

Залежно від виконання в цистерні може бути встановлено пристрій для сигналізації наповнення цистерни й пристрій сигналізації наявності води тощо.

На рис. 2.40−2.42 зображено будову цистерни. Драбину на рисунках умовно не зображено.

Рис. 2.40. Будова автомобіля-цистерни:

1 – цистерна; 2 – горловина; 3 – кришка горловини;

4, 10 – повітревідводні труби; 5 – кронштейн поплавця; 6 – поплавець;

7 – наливний люк; 8 – дихальний пристрій; 9 – майданчик; 11 – відсік;

12, 13, 16 – гідравлічні магістралі; 14 – кутник жорсткості цистерни;

15 – хвилезаспокоювач; 17 – опора поплавця покажчика рівня;

18 – покажчик рівня; 19 – кронштейн; 20 – опора

У верхній частині цистерна має горловину, що закривається кришкою. Вона призначена для верхнього завантаження цистерни, перевірки кількості вантажу, огляду внутрішньої поверхні та виконання ремонтних робіт. На її внутрішній поверхні закріплено покажчик рівня (мірну мітку), а на зовнішній поверхні – табличку, на якій вказано, яка кількість літрів знаходиться в цистерні, якщо нафтопродукти (вантаж) налито по покажчик рівня (мірну мітку). Крім того, горловина забезпечує компенсацію температурного розширення нафтопродуктів.

Якщо цистерна складається з декількох окремих цистерн, закритих зовнішнім кожухом, то кожна з них має свою горловину.

Під час виготовлення цистерни виконують її повірку. Під час цього її заповнюють певною кількістю рідини (кількість рідини залежить від об’єму цистерни), що має необхідну щільність, та встановлюють покажчик рівня (мірну мітку) так, щоб він доторкався рідини. Під час експлуатації періодично виконують перевірку правильності встановлення покажчика рівня (мірної мітки). Кріплення покажчика рівня (мірної мітки) виконують так, щоб виключити можливість порушення її розташування й відповідно зміни мірного об’єму цистерни, не пошкодивши кріплення. Один з таких способів передбачає, що під час встановлення покажчика рівня, його просвердлюють наскрізь разом з горловиною. В отриманий отвір вставляють заклепку, яка жорстко фіксує покажчик. Заклепку розклепують, а на її зовнішній головці ставиться спеціальне клеймо.

Рис. 2.41 Цистерна:

1 – днище; 2 – обичайка; 3 – покажчик рівня; 4 – кутник жорсткості;

5 – хвилезаспокоювач; 6, 8 – опора; 7 – відстійник

Рис. 2.42. Внутрішня будова цистерни

Для зручності проведення робіт на верхній частині цистерни встановлено майданчик та драбину, за допомогою якої можна піднятися до її горловин.

Хвилезаспокоювачі (рис. 2.40, позиція 15, рис. 2.42) призначені для зменшення навантаження на днища цистерни під час зміни швидкості руху. Їх кількість залежить від конструкції та об’єму цистерни. Справа в тому, що під час зміни швидкості руху, а особливо під час різкого гальмування, рідина починає переміщуватися за інерцією. Це викликає різке збільшення навантаження на днища цистерни, а також погіршує її стійкість.

Хвилезаспокоювачі розділяють цистерну в поперечній площині на декілька частин. У них є отвори, через які рідина вільно перетікає з одної частини цистерни в іншу під час завантаження або розвантаження. У той же час, вони виконують роль опору під час різкого гальмування цистерни, зменшуючи силу гідравлічного удару на днища. Крім отворів для рідини хвилезаспокоювачі мають отвори для технологічного обладнання, що знаходиться всередині цистерни. Сам хвилезаспокоювач для збільшення жорсткості має гофровану поверхню.

Хвилезаспокоювачі прикріплюють у середині цистерни до кутників жорсткості. За необхідності виконання ремонтних робіт у середині цистерни, їх можна легко демонтувати. Крім своїх основних функцій, вони також підвищують жорсткість цистерни.

Залежно від конструкції цистерни кришка (рис. 2.43 та 2.44) може бути прикручена до горловини і має наливний люк, що відкривається, або відкривається кришка і наливний люк. У деяких випадках кришка горловини не має наливного люка. У будь-якому випадку кришка горловини й кришка наливного люка мають герметично закриватися.

До кришки закріплено дихальний пристрій, рейковий покажчик рівня і, за наявності, – рукав газової обв’язки цистерни.

У середині цистерни приварені кутники жорсткості, що призначені для підвищення жорсткості й кріплення хвилезаспокоювачів.

Рис. 2.43. Кришка горловини цистерни:

1 – кришка; 2 – наливний люк; 3 – кришка наливного люка;

4 – гумова прокладка кришки наливного люка;

5 – гвинтовий пристрій закривання наливного люка;

6 – рейковий покажчик рівня; 7 – дихальний клапан

Цистерна, що встановлюється на автомобілі, має спеціальні місця для кріплення до рами. Конструкція опор кріплення та їх кількість залежить від конструкції цистерни. Кріплення цистерни на причепах та напівпричепах рамної конструкції аналогічне кріпленню цистерни на автомобілі.

Рис. 2.44. Зовнішній вигляд кришки цистерни

Технологічне обладнання цистерн.

Автомобіль-цистерну обладнують таким технологічним обладнанням:

насосом;

механізмами приводу та керування насосом;

дихальними пристроями;

гідравлічною системою;

пневматичною системою (залежно від шасі);

електрообладнанням, що забезпечує роботу технологічного обладнання;

контрольно-вимірюваними приладами (залежно від комплектації);

комплектом допоміжного обладнання.

Насос призначено для завантаження й розвантаження цистерни, видачі палива для заправлення інших транспортних засобів. Також, за допомогою нього, можливе перекачування рідини з одної ємності в іншу, минаючи свою цистерну. Насос, як правило, встановлюють на рамі автомобіля й з’єднують з цистерною за допомогою її гідравлічної системи.

У наш час на автоцистернах використовують лопатні вихрові й відцентрово-вихрові насоси.

Раніше на автоцистернах використовувались об’ємні поршневі насоси, але сьогодні їх не використовують в зв’язку з великими розмірами та масою, нерівномірністю подачі та наявністю легкозношуваних деталей (клапанів). Хоча такі насоси можуть працювати без попереднього заливу рідиною й подавати невелику кількість рідини під великим тиском.

Привід насоса здійснюють, як правило, від двигуна автомобіля через кардану передачу від коробки відбору потужності, що встановлена на коробці передач або роздавальній коробці. У деяких випадках насос може мати електричний привід (на причепах і напівпричепах-цистернах), або комбінований привід – від двигуна автомобіля і електричний.

Для перекачування нафтопродуктів у невеликих кількостях і відкачування їх з рукавів цистерни іноді використовують поршневі насоси з ручним приводом. У якості таких насосів використовують ручний однопоршневий насос подвійної дії БКФ-4 та ін.

Механізмам приводу та керування насосом призначені для вмикання приводу насоса. Вмикання-вимикання насоса залежно від шасі автомобіля можна виконувати за допомогою важелів або електричних вимикачів, якщо використовується електропневматична дистанційна система керування.

Дихальні пристрої призначені для сполучення внутрішньої порожнини цистерни з атмосферою й підтримання в ній необхідного тиску. Дихальні пристрої - запобіжні клапани (кулькового або тарілчастого типу), встановлені, як правило, на кришці горловини або на самій цистерні. Цистерна, залежно від розмірів, може мати до трьох дихальних пристроїв. Дихальні пристрої можуть бути вдихувальними, дихальними й комбінованими.

Вдихувальний клапан (рис.2.45) призначений для сполучення внутрішньої порожнини цистерни, під час пониження тиску (розрідження) в ній, через повітряний фільтр з атмосферою, за рахунок чого, попереджається її деформація під час зливання рідини (розвантаження). Клапан спрацьовує під час розрідження в цистерні 0,02 – 0,03 кгс/см² (0,002 – 0,003 МПа). Його встановлюють між фланцем повітряного фільтра й спеціальним патрубком цистерни. На цистернах в цьому випадку встановлюють також і дихальні клапани.

Рис. 2.45. Вдихувальний клапан:

1 – пружина; 2 – прокладка; 3 – клапан; 4 – сідло клапана;

5 – кришка клапана; 6 – шток; 7 – регулювальна гайка

Клапан складається з сідла 4, до якого закріплена кришка 5. Клапан 3 через шток 6 і гайку 7 при нормальному та підвищеному тиску в цистерні пружиною 1 постійно притискається до сідла 4 через прокладку 2. Коли тиск у середині цистерни зменшується на 0,02 – 0,03 кгс/см² (0,002 – 0,003 МПа) долається опір пружини 1, клапан 3 відкривається і внутрішня порожнина цистерни з’єднується з атмосферою. Коли тиск у цистерні зрівняється з тиском довкілля клапан закривається під дією пружини 1. Регулювання тиску спрацювання клапана виконують за допомогою гайки 7.

Дихальний клапан (рис. 2.46) призначений для сполучення внутрішньої порожнини цистерни з атмосферою й підтримання в ній тиску в межах ± 0,06 – 0,08 кгс/см² (± 0,006 – 0,008 МПа). Він вступає в роботу під час забруднення повітряного фільтра й служить для оберігання нафтопродуктів від обводнення, а також зменшення їх втрат під час випаровування.

Клапан складається з фільтра 1, що через прокладку 7 кріпиться до сідла клапана 8; випускного клапана 2, що при нормальному тиску в цистерні через вісь 3 і стакан 14 пружиною 11 постійно притиснутий до впускного клапана 6, що в свою чергу, пружиною 9 притиснутий до сідла клапана 8; кришки клапана й захисного кожуха 13. Впускний клапан має дві кільцеві канавки для розміщення прокладок 4 і 5. Клапани регулюють переміщенням гайок 10 і 15 в корпусі 12. Коли тиск у середині цистерни зменшується на 0,06 – 0,08 кгс/см² (0,006 – 0,008 МПа) впускний клапан долає опір пружини, відкривається і внутрішня порожнина цистерни з’єднується з атмосферою. Коли тиск у середині цистерни збільшується на 0,06 – 0,08 кгс/см² (0,006 – 0,008 МПа) випускний клапан долає опір пружини, відкривається і внутрішня порожнина цистерни з’єднується з атмосферою.

Комбінований клапан (рис. 2.47) є універсальним, тобто одночасно виконує функції вдихувального й дихального клапана та призначений для сполучення внутрішньої порожнини цистерни з атмосферою, якщо тиск у цистерні відрізняється від допустимого. Випускний клапан відкривається, коли тиск в цистерні підвищується до 0,15 – 0,25 кгс/см² (0,015 – 0,025 МПа), а впускний – коли розрідження в цистерні досягне 0,05 – 0,1 кгс/см² (0,005 – 0,01 МПа). Регулювання клапана на тиск спрацьовування виконує завод-виробник.

Рис. 2.46 Дихальний клапан:

1 – фільтр; 2 – випускний клапан; 3 – вісь; 4, 5, 7 – прокладки;

6 – впускний клапан; 8 – сідло клапана; 9, 11 – пружини;

10, 15 – гайки; 12 – корпус; 13 – захисний кожух; 14 – стакан

За надмірного тиску в цистерні випускний клапан 6 відривається від сідла 9 і надлишок повітря стравлюється через вікна в корпусі 2 і фільтр 5. Якщо тиск у цистерні нижчий допустимого, повітря надходить через фільтр, вікна в корпусі й зазор, що утворюється, між випускним 6 і впускним 8 клапанами.

Тиск, під час якого відкривається впускний клапан, регулюється пружиною 4 і набором шайб, а випускний – пружиною 3 і набором шайб. Під клапаном для його захисту від прямого удару хвилі рідини (наприклад, під час гальмування автомобіля) встановлений захисний диск 10. Зверху клапан закритий кришкою 1.

Рис. 2.47. Комбінований клапан:

1– кришка; 2 – корпус; 3, 4 – пружина; 5 – фільтр;

6 – випускний клапан; 7 – ущільнення; 8 – впускний клапан;

9 – сідло випускного клапана; 10 – захисний диск

Вбудований фільтр 5 є каркасом, заповненим змоченою в маслі дротяною канителлю. Використання вбудованого фільтру спрощує дихальні пристрої цистерни.

Вищезгадані клапани перешкоджають виливу нафтопродуктів під час нахилу й коливання цистерни, а також під час її перекидання у випадку ДТП. Їх використовують як самостійно, так і разом, зокрема в різних комбінаціях.

Кріплення донного клапана (рис. 2.48) дозволяє зменшити залишок палива в автоцистерні після його зливу на горизонтальному майданчику до 0,1% номінальної місткості. Фланець кріплення донного клапана вварюється у відформований отвір обичайки цистерни за внутрішнім та зовнішнім контуром. Отвір для кріплення фланця виконується на формотворчій пресовій установці. Така технологія дозволяє збільшити жорсткість конструкції за малої її маси.

Рис. 2.48. Розташування та кріплення донного клапана

Гідравлічна система автомобіля-цистерни складається з насоса, арматури й трубопроводів. Її розташування залежить від конструкції цистерни. Причеп та напівпричіп-цистерна може обладнуватись насосом, або не обладнуватись ним.

До складу системи входять трубопроводи, вентилі, засувки й клапани (перепускний, зворотний тощо). Гідравлічна система з’єднує цистерну з насосом і призначена для розвантаження самопливом або за допомогою насоса, нижнього завантаження за допомогою насоса або технологічного обладнання завантажувальних пунктів, перекачування рідин насосом автомобіля минаючи його цистерну. До виходів трубопроводів системи приєднують рукава, за допомогою яких виконують завантаження-розвантаження. Приклад гідравлічної системи наведено на рис. 2.49.

Насос закріплений на рамі автомобіля й приводиться в дію від його двигуна через коробку відбору потужності й карданну передачу. Коробку відбору потужності використовують від базового автомобіля. Її встановлюють на коробці передач або роздавальній коробці.

Патрубки насоса з’єднанні зі всмоктуючим та напірним трубопроводом гнучкими гумовими шлангами. Гумові шланги закріплені на трубах та патрубках насоса за допомогою хомутів.

Трубопровід для завантаження цистерни (всмоктувальний) має штуцер для під’єднання рукава, фланець для під’єднання засувки, металеву сітку-фільтр.

Будова трубопроводу для розвантаження (напірного) аналогічна будові трубопроводу для завантаження.

Рис. 2.49. Гідравлічна система автомобіля-цистерни:

1 – засувка; 2 – всмоктуючий трубопровід; 3 – напірний трубопровід;

4 – трубопроводи; 5 – карданний вал приводу насоса; 6 – цистерна;

7 – насос; 8 – рама автомобіля; 10 – насос; 11 – поперечини;

12 – рама автомобіля;13 – прокладки

Сигналізатор наявності води (рис. 2.50) призначений для сигналізації й блокування вмикання насоса під час виконання операції «видача нафтопродукту з своєї цистерни» за наявності води у відстійнику в кількості 1 – 2 літра. Сигналізатор наявності води складається з відстійника 7, поплавця 5, встановленого на осі відстійника; сигналізатора рівня 1, пальця 4, що шарнірно сполучає сигналізатор рівня з поплавцем. Для регулювання питомої ваги поплавця в нього, через отвір, під болт 6 залито індустріальне масло з таким розрахунком, щоб поплавець плавав у воді й тонув у нафтопродуктах.

У верхній частині відстійника до днища 2 прикріплена сферична кришка 3, що запобігає захопленню відстою під час видачі нафтопродуктів з цистерни власним насосом і збовтування відстою під час наповнення цистерни стороннім насосом. Якщо у відстійнику є вода, поплавець, спливаючи, вмикає електропневмоклапан, що за допомогою пневматики вимикає насос, зчеплення двигуна й зменшує частоту обертання валу двигуна до мінімальної. Зливання води з відстійника виконують через зливну трубу. При необхідності роботи на обводнених розчинах, сигналізатор рівня вимикають.

Рис. 2.50. Сигналізатор наявності води:

1 – сигналізатора рівня; 2 – днище; 3 – сферична кришка;

4 – палець; 5 – поплавець; 6 – болт; 7 – відстійник

Для визначення рівня нафтопродукту в автомобільних цистернах використовують покажчики рівня різного типу.

На рис. 2.51 зображено найпоширеніший поплавцевий покажчик рівня. Покажчик рівня складається з кульового поплавця 21 з трубкою, за допомогою якої він гвинтом 1 кріпиться до осі 5. Вісь обертається в підшипниках 3, встановлених у кронштейні 2. Від осьового переміщення підшипники закріплені розтискними кільцями 4. Обертання осі через дві шарнірні муфти 6 і трубу 7 передається валу 8, на якому закріплена стрілка 18. Повертаючись навколо своєї осі, стрілка вказує кількість нафтопродукту в цистерні на шкалі 17. Для забезпечення герметичності вал 8 ущільнюють сальником 12, що підтискає втулка 15 через кільця 11. Підбиранням прокладок 10 обмежують осьове переміщення валу 8. Шкала й стрілка закриті склом 16, що підтиснуто до прокладки 19 притискним кільцем 14. Фланець 9 з корпусом 13 кріпиться шпильками 20 до патрубка цистерни. Гвинтом 1 поплавця регулюють відстань поплавця від осі обертання і, отже, кут повороту осі. При цьому кут повороту стрілки має знаходитися в межах поділок шкали.

Під час наповнення або видачі нафтопродуктів з цистерни поплавець піднімається або опускається (разом з рівнем нафтопродуктів) і повертає вісь 5. Обертання осі передається на стрілку, яка за поділками на шкалі вказує кількість нафтопродукту в цистерні.

Рис. 2.51. Поплавковий покажчик рівня:

1 – гвинт; 2 – кронштейн; 3 – підшипник; 4 – розтискне кільце; 5 – вісь;

6 – шарнірна муфта; 7 – труба; 8 – вал; 9 – фланець; 10 – прокладки; 11 – кільце;

12 – сальник; 13 – корпус; 14 – кільце; 15 – втулка; 16 – скло; 17 – шкала;

18 – стрілка; 19 – прокладка; 20 – шпилька; 21 – поплавець

Сучасні датчики рівня рідини (рис. 2.52), що встановлюються на автоцистерни, бувають:

контактні (весь датчик або його частина контактує з вимірюваним середовищем);

безконтактні (вимір відбувається без контакту з рідким середовищем).

Також датчики розрізняються за принципом дії:

ємнісні датчики працють за принципом визначення ємності конденсатора, як конденсатор – ізольований електрод і стінки резервуара, в якому він знаходиться;

гідростатичний рівнемір;

байпасні рівнеміри працюють на принципі сполучених судин.

Магнітострикційний і магнітний рівнеміри відносяться до типу поплавцевих. Поплавець знаходиться на поверхні рідини та вимірювання рівня відбувається щодо положення цього поплавця.

Мікрохвильовий рефлексний рівнемір складається з електронного блоку та хвилеводу. Цей рівнемір найуніверсальніший і підходить для застосування фактично з будь-яким видом рідин.

Буйковий рівнемір – датчик, що застосовується у важких умовах, де потрібна висока точність вимірювань.

Ультразвукові датчики рівня використовуються для безконтактного контролю рівня рідин.

Оптичні сигналізатори рівня рідини.

а	б	в
г
Рис. 2.52. Покажчики рівня палива: а – ємнісний датчик; б – поплавковий; в – байпасний; г – ультразвуковий

На цистернах може бути встановлено сигналізатор граничного рівня наповнення (рис. 2.53), або ж датчик переливу (рис. 2.54 та 2.55).

Він призначений для запобігання переливу нафтопродуктів під час заповнення цистерни. На одній цистерні може бути встановлено один або два сигналізатора.

Якщо встановлено два сигналізатори рівня, то один – на передньому днищі цистерни, другий – у горловині цистерни. Сигналізатор рівня, розташований у горловині цистерни, призначений для обмеження наповнення цистерни своїм насосом. Під час наповнення цистерни нафтопродуктами поплавець сигналізатора рівня спливає й розмикає електричний контакт, після чого спрацьовує електропневмоклапан. Стиснене повітря через відкритий електропневмоклапан і кран керування потрапляє в пневмокамеру й вимикає зчеплення. Завантаження цистерни припиняється.

Сигналізатор рівня, встановлений на передньому днищі цистерни, призначений для вмикання звукової і світлової сигналізації під час наповнення цистерни. Він вмикає звуковий й світловий сигнали за наявності в цистерні певної кількості нафтопродуктів, що дає можливість водієві запобігти переливу.

У разі встановлення в горловині цистерни лише одного сигналізатора граничного рівня, то, як правило, використовують кран золотникового типу з яким з’єднаний поплавець. Під час наповнення цистерни до встановленого рівня поплавець через вал відкриває золотниковий кран. Стиснене повітря потрапляє в пневмокамеру муфти зчеплення й відбувається автоматичне вимикання насоса.

Рис. 2.53. Сигналізатор граничного рівня:

1 – сигналізатор; 2 – кронштейн; 3 – прокладка; 4 – скоба

Рис. 2.54. Встановлення датчика переливу

Рис. 2.55. Зовнішній вигляд датчика переливу BJJY-II-A

Електрообладнання, що забезпечує роботу технологічного обладнання залежить від комплектації цистерни. Воно призначено для дистанційного вмикання-вимикання технологічного обладнання, контролю рівня заповнення цистерни під час нижнього завантаження, контролю рівня води тощо. Контрольні прилади подають світловий сигнал на пульт керування цистерною. Деякі з них крім того з’єднані з звуковим сигналом, наприклад пристрій для контролю заповнення цистерни під час завантаження.

Комплект допоміжного обладнання призначено для забезпечення роботи цистерни. До нього входять: рукава для завантаження-розвантаження цистерни, пристрій для заземлення тощо.

Для з’єднання цистерни з іншими ємностями під час виконання технологічних операцій – наповнення, зливання, перекачування з однієї ємності в іншу, минаючи цистерну використовують напірно-всмоктувальні рукави (рис. 2.56).

Рис. 2.56. Напірно-всмоктувальний рукав:

1 – швидкоз’єднувальне з’єднання; 2 – хомут; 3 – гумовотканинний рукав;

4 – заглушка; 5 – ланцюжок; 6 – прокладка

Як напірно-всмоктувальний рукав використовують спеціальні гумовотканинні рукави з умовним проходом Ду 50, Ду 80 і Ду 100, що мають внутрішні або зовнішні дротяні спіралі та швидкоз’єднувальні з’єднання на кінцях. Рукави мають електропровідник, що з’єднує швидкоз’єднувальні з’єднання з дротяною спіраллю. Для запобігання потрапляння в рукави сторонніх предметів, в транспортному положенні їх закривають заглушками. Довжина рукавів залежить від типу цистерни, і, як правило, буває від 3 до 5 метрів. Для їх транспортування й зберігання на боках цистерни є спеціальні пенали.

На рис. 2.57 зображено швидкоз’єднувальні з’єднання рукавів з умовним проходом Ду 50, ДУ 80, Ду 100, що ними комплектують рукави в наш час.

Такі з’єднання використовують для швидкого монтажу гідравлічної системи з технологічним обладнанням нафтобази, АЗС тощо. Нерідко їх використовують для з’єднання рукавів між собою та отримання необхідної довжини. Робочий тиск, на який розраховані рукави та швидкоз’єднувальні з’єднання –10 кгс/см² (1 МПа).

У комплект автоцистерни входить пристрій для заземлення під час роботи на нафтобазах, АЗС, а також в польових умовах.

а	б
в	г
Рис. 2.57 – Швидкоз’єднувальні з’єднання: а – типу О – Н; б – типу Р – Н; в – з’єднання в зборі; г – з’єднання з рукавами

Пристрій (рис. 2.58) дає можливість за допомогою вилки 5 і електричного дроту 4 заземлювати автоцистерну під час роботи на нафтобазах, АЗС тощо, тобто там, де є тверде покриття доріг і підлог та є стаціонарне заземлення. Для заземлення з котушки 6 розмотують необхідну кількість дроту, вилку 5 приєднують до стаціонарного заземлення. Для заземлення автоцистерн під час роботи в польових умовах використовують штир 1, що забивають у землю, попередньо розмотавши з барабана необхідну кількість каната. Барабани каната й дроту мають рукоятки для обертання барабана під час змотування.

До додаткового обладнання, що оснащається автоцистерна-заправник, відносять фільтр тонкого очищення, лічильник кількості рідини, яка видана (витратомір), та роздавальний рукав з краном. У більшості випадків заправники оснащують також барабаном для намотування роздавального рукава і зберігання його в транспортному положенні. Це обладнання встановлюють у спеціальному відсіку (рис. 2.59), що знаходиться позаду або на боці цистерни. У транспортному положенні такий відсік закритий дверцятами.

Рис. 2.58. Пристрій для заземлення:

1 – клин; 2 – канат; 3 – корпус; 4 – електричний дріт; 5 – вилка; 6 – котушка

Рис. 2.59. Задній відсік з технологічним обладнанням

автомобіля-заправника:

1 – клинова засувка; 2 – фільтр тонкої очистки; 3 – лічильник рідини;

4 – вентиль в зібраному стані; 5 – система трубопроводів;

6 – барабан; 7 – автоматичний кран; 8 – дифманометр

Аналогічно до цистерн, автозаправник має з обох боків цистерни пенали, що використовують для зберігання рукавів під час руху.

Як витратомір виданого палива використовують лічильники для нафтопродуктів типу ШЖУ, ППО тощо.

Лічильник ШЖУ (рис. 2.60 та 2.61) складається з наступних основних вузлів: рахункової головки 1 (під ободом 21), вимірника об’єму 8 і магнітної муфти 5. Вимірник об’єму 8 – відливка з алюмінієвого сплаву з двома патрубками діаметром 25 мм для приєднання до трубопроводу за допомогою штуцерів або фланців. З торців вимірювальна камера обмежена накладками 7 і 13 і закрита кришками 6 і 11. У циліндрових розточуваннях корпусу вимірника об’єму 8 розташовані овальні шестерні 9, що опираються на кронштейн 10. На осі провідної шестерні нарізаний зубчатий вінець, за допомогою якого передається обертання на диск 14 і магнітну муфту. Магнітна муфта складається з зовнішнього 5 і внутрішнього 16 магнітів, розділених стаканом 4. Обертання провідної овальної шестерні 9 за допомогою магнітної муфти передається на рахункову головку 1. Ця головка служить для відліку кількості рідини, що пройшла через лічильник та має роликовий і стрілковий покажчики й пристрій для встановлення стрілок на нуль.

Роликовий рахунковий покажчик призначений для підсумовування рідини, що проходить через лічильник, а стрілковий – фіксує разову витрату (видачу) рідини. Для встановлення стрілок рахункового покажчика на нуль, після закінчення разової видачі рідини, необхідно важіль скидання 18 плавно подати вгору до упору. Підбором змінного блоку зубчатих коліс 3, зв’язаних з веденою шестернею 17, показники лічильника регулюють у межах +0,5 або ±0,25 %. Між передньою кришкою 6 і рахунковим пристроєм 1 може бути встановлений коректор показників кількості рідини за температурою й щільністю. Для розбирання й збирання лічильника передбачені болти і гвинти 2, 12, 15, 19, 20.

Рис. 2.60. Схема лічильника типу ШЖУ та його загальний вигляд:

1 – рахункова головка; 2, 12, 15, 19, 20 – болти і гвинти;

3 – змінний блок зубчатих коліс; 4 – стакан; 5 – зовнішній магніт муфти;

6, 11 – кришка; 7, 13 – прокладка; 8 – вимірник об’єму; 9 – овальні шестерні;

10 – кронштейн; 14 – диск; 16 – внутрішній магніт муфти; 17 – ведена шестерня;

18 – важіль скидання показників разової видачі; 21 – обід

Рис. 2.61. Загальний вигляд лічильника типу ШЖУ

Облік кількості рідини лічильником ШЖУ заснований на відліку кількості обертів овальних шестерень. При цьому потік вимірюваної рідини потрапляє в лічильник через вхідний патрубок і, пройшовши через вимірник об’єму 8, втрачає частину напору на створення крутного моменту, приводить овальні шестерні 9 в обертання. Залежно від положення шестерні кожна з них поперемінно є то ведучою, то веденою. Вимірювання кількості рідини засноване на періодичному відсіканні певних об’ємів рідини, що знаходяться в порожнинах між циліндричними поверхнями корпусу вимірника об’єму 8, поверхнями накладок 7 і овальних шестерень 9. За один повний оберт шестерень відсікається чотири таких об’єми. Загальна сума цих чотирьох об’ємів складає 0,1 л. Обертання овальних шестерень через муфту 5, передавальний механізм і систему зубчатих коліс передається роликовому й стрілковому рахунковим покажчикам рахункової головки.

Для зручності користування роздавальним рукавом і для його зберігання, під час руху, використовують котушку. Її встановлюють у відсіку разом з іншим обладнанням для заправлення.

Котушка (рис. 2.62) складається з барабана 8 для намотування рукава, що обертається в шарикопідшипниках 5, опори барабана 12, на якій встановлено корпуси підшипників, приводу ланцюгової передачі 2, стопорного пристрою 11, а також ущільнювального пристрою 4, що забезпечує герметичність з’єднання між віссю-трубою 7 барабана й коліном 9, що з’єднує барабан з гідросистемою автомобіля-цистерни.

Перехідник 10 забезпечує постійне з’єднання рукава через вісь-трубу барабана з підвідним патрубком 3 до гідросистеми цистерни. Ланцюгова передача складається з провідної осі-зірочки 1, встановленої на опорі барабана, веденої великої зірочки 6, закріпленої на барабані й привідного ланцюга. Ущільнювальний пристрій складається з стакана, двох гумовоармованих манжет і кілець. У транспортному положенні котушка фіксується стопором, а кінець рукава притискається до гумової прокладки кільцевою пружиною. Для приведення котушки в робоче положення знімають пружину з кінця рукава і звільняють стопор котушки. Розмотують рукав вручну. Для намотування рукава використовують рукоятку, за допомогою якої приводять в обертання вісь-зірочку і здійснюють намотування.

Рис. 2.62. Котушка роздавального рукава та її вигляд: 1 – вісь-зірочка; 2 – ланцюгова передача; 3 – підвідний патрубок; 4 – ущільнювальний пристрій; 5 – шарикопідшипник; 6 – зірочка барабана; 7 – вісь-труба; 8 – барабан; 9 – коліно; 10 – перехідник; 11 – стопорний пристрій; 12 – опора барабана

На кінці роздавального рукава закріплено роздавальний кран, за допомогою якого здійснюють заправлення (видача нафтопродуктів) в паливні баки, каністри тощо. Як роздавальні крани використовують крани РКТ-25, ркт-32, РП-40, АКТ-20 тощо.

На рис. 2.63 зобажено загальний вигляд роздавальних кранів та будова крана РКТ-25.

а	б
Рис. 2.63. Роздавальний кран: а – зовнішній вигляд крана-пістолета РКТ-25; б – будова крана-пістолета РКТ-25; 1 – труба; 2 – корпус; 3 – важіль; 4 – кільце; 5 – шток клапана; 6, 7 – пружина; 8 – кільце; 9 – клапан; 10 – сідло клапана; 11 – хомут кріплення роздавального рукава; 12 – скоба; 13 – фіксатор

Роздавальний кран дає можливість плавно регулювати кількість рідини, що проходить через нього, а також припиняти видачу нафтопродуктів, коли працює насос і є тиск у роздавальному рукаві.

Під час натискання на плече важеля 3, захищеного скобою 12, він через шток клапана 5 відкриває клапан 9, і рідина починає проходити через кран. Кількість рідини, що проходить через кран регулюють натисканням на важіль. Чім більше натиснуто важіль – тим більше рідини проходить через кран і навпаки. Коли важіль відпущено, то пружини 6 і 7 притискають клапан 9 до сідла 10 й прохід рідини через кран припиняється. Фіксатор 13 призначений для утримання важеля 5 у положенні «повністю відкрито».

Автоцистерни також обладнують приладами для вимірювання тиску й розрідження в цистерні та гідравлічних магістралях під час виконання технологічних операцій. Як такі прилади використовують манометри, вакуумметри, мановакуумметри, диференційні манометри (рис. 2.64).

Манометри призначені для вимірювання тиску, вакуумметри – для вимірювання розрідження.

Мановакуумметр – вимірюваний прилад, що одночасно вимірює тиск та вакуум і замінює два прилади – манометр і вакуумметр.

Диференційний манометр – вимірюваний прилад для вимірювання різниці тиску, використовують також для вимірювання рівня й витрати рідини.

а	б	в
Рис. 2.64. Вимірювальні прилади: а – манометр; б – вакуумметр; в – мановакуумметр

Цистерни, що встановлюють на причепах та напівпричепах (рис. 2.65), мають таку ж конструкцію, що і цистерни, встановленні на автомобілі.

а	б
Рис. 2.65. Причіп-цистерна (а), та напівпричіп-цистерна (б) 1 – цистерна; 2 – пенал; 3 – горловина

Транспортні причепи та напівпричепи-цистерни не обладнують насосом. Розвантаження нафтопродуктів здійснюють самопливом. Для цього їх обладнують зливним трубопроводом. Автомобілі-цистерни, не обладнані насосом, обладнуються таким же трубопроводом.

Зливний трубопровід (рис. 2.66) складається з труби 1, з обох боків якої приварено фланці, засувки 2 і патрубка 3, до якого під час розвантаження приєднують рукав. У транспортному положенні патрубок 3 закрито заглушкою 4.

Зливний трубопровід з одного боку закріплено до цистерни, з другого – до кронштейна 6.

Всі з’єднання ущільнюють гумовими прокладками 5.

Рис. 2.66. Зливний трубопровід:

1 – труба; 2 – засувка; 3 – патрубок; 4 – заглушка;

5 – гумове ущільнення; 6 – кронштейн

Причепи та напівпричепи-цистерни можуть обладнуватись ручним насосом БКФ-4, або подібними моделями, для видачі нафтопродуктів у малу тару.

Причепи та напівпричепи-цистерни-заправники додатково обладнують обладнанням, аналогічним тому, що встановлюють на автомобілях-цистернах-заправниках, що використовують для заправлення паливом та маслом інших автомобілів, тракторів, літаків тощо.

Перегляд відео:

Бензовоз_Tank_Petrol

https://www.youtube.com/watch?v=-XjnNcn09bs

Напівпричіп-цистерна

https://www.youtube.com/watch?v=HB70lpXnD4w

	Технологічне обладнання причепа та напівпричепа-цистерни забезпечує:
наповнення (завантаження) цистерни через горловину; наповнення (завантаження) цистерни через зливний патрубок; зливання (розвантаження) цистерни самопливом через зливний патрубок.

Паливозаправник на базі Isuzu NPR 75 виробництва Polycar

https://www.youtube.com/watch?v=jl1iO9XPWrs

Паливозаправник FOTON

https://www.youtube.com/watch?v=i72Fm0m8VeM

Процес заповнення бензоцистерни

https://youtu.be/rtLvpgj3xb4

Нижній налив цистерни

https://www.youtube.com/watch?v=hC3A1-qqElA

Поведінка пального всередині цистерни

https://youtu.be/56cxOzgl-mc

Санітарна обробка автоцистерн

https://youtu.be/Ucqnw4xORqE

2.2.4. Автомобілі-цистерни для перевезення зріджених газів

Автомобілі-цистерни для перевезення газів, подібні до автомобілів-цистерн для перевезення нафтопродуктів поділяються на транспортні й транспортно-заправні.

Транспортні цистерни призначені для транспортування та тимчасового зберігання газів.

Транспортно-заправні цистерни одночасно з транспортуванням та тимчасовим зберіганням газів здійснюють заправлення автомобілів, балонів тощо, через спеціальні заправні системи з урахуванням кількості виданого газу. У деяких випадках кількість виданого газу не обліковують.

Однією з особливостей перевезення газів є різноманітність агрегатних станів, в яких вони транспортуються. Для прикладу, пропан, бутан та їхня суміш, метан, водень, кисень, азот, вуглекислоту перевозять у зрідженому стані; метан – у стисненому стані. В зв’язку з цим, конструкція цистерни залежить від газу та його агрегатного стану.

Конструкції цистерн для зріджених газів (кріогенних рідин) визначають головним чином температурою та тиском, під час яких їх перевозять. Температура зріджених газів коливається від – 89°С – для етану, до – 198°С – для азоту й водню, а тиск від 0,33 кг/см² (0,033 МПа) – для етану, до 0,5 – 1,0 кг/см² (0,05 – 0,1 Мпа) – для азоту й водню. Тому такі цистерни складаються з внутрішнього резервуара, зовнішнього кожуха і шару теплоізоляції. Внутрішній резервуар виготовляють в основному з високоміцної конструкційної й нержавіючої сталі та з алюмінієвих сплавів.

Цистерни для перевезення зріджених газів, що мають температуру нижче – 100^оС, нагадують за конструкцією термос. Вони складаються з внутрішнього резервуара 1 (рис.2.67), куди заливають зріджений газ, і зовнішнього 3, що контактує з зовнішнім середовищем. Для обмеження випаровування рідкого газу (понад 1% на добу) простір між внутрішнім і зовнішнім резервуарами заповнюють ізоляційним матеріалом 2 (наприклад, гранульованим перлітом, аерогелем тощо), а повітря з цього простору відсмоктують до розрідження 0,02 мм. Рт. ап. (0,000027 кг/см²). Такий високий ступінь розрідження вимагає високої технологічної культури й чистоти. Потрапляння масла чи іншої рідини в порожнину між резервуарами призводить до випаровування вологи, внаслідок чого тиск у цій порожнині підвищується, а ізоляція погіршується. Іноді між ізоляцією й зовнішнім резервуаром циркулює рідкий азот (у цистернах для перевезення рідкого гелію).

Для обмеження нагрівання зріджених газів за рахунок теплопровідності деталей, встановлених між зовнішнім і внутрішнім резервуарами, трубопроводи 8 для наливання й зливання газу, а також опори внутрішнього резервуара виготовляють з аповню вальногоа матеріалів, а їхній переріз має бути мінімальним.

Рис. 2.67. Схема типової цистерни для рідкого водню:

1 – внутрішній резервуар; 2 – теплоізоляційний матеріал; 3 – зовнішній резервуар;

4 – запобіжна мембрана; 5 – манометр; 6 – запобіжний клапан;

7 – труба для скидання тиску; 8 – трубопровід для наливу й зливу водню;

9 – покажчик рівня; 10 – випарник; 11 – патрубок для відбору проб;

12 – контроль вакууму в ізоляції

Зовнішній резервуар має внутрішні ребра жорсткості для усунення можливого втягування його стінок під дією розрідження, що створено між зовнішнім і внутрішнім резервуарами.

За внутрішнім тиском у цистерні водій стежить за манометром 5, встановленим у кабіні. Встановлений на зовнішньому резервуарі запобіжний клапан 6 миттєво спрацьовує у випадку ушкодження внутрішнього резервуара.

Вуглекислоту перевозять переохолодженою (– 45^оС) під тиском 8 кг/см² (0,8 Мпа) в цистерні, схему якої зображено на рис. 2.68.

Рис. 2.68. Схема цистерни для перевезення рідкої вуглекислоти:

1 – зовнішній кожух; 2 – резервуар; 3 – люк резервуара; 4 – мембрана;

5 – люк кожуха; 6 – люк для засипання ізоляції; 7 – теплоізоляція;

8 – покажчик рівня рідкої вуглекислоти; 9 – запобіжний клапан; 10 – манометр;

11 – кран газоподібної вуглекислоти; 12 – кран рідкої вуглекислоти;

13 – трубопровід рідкої вуглекислоти; 14 – трубопровід газоподібної вуглекислоти;

15 – люк для видалення ізоляції

Найпоширенішими є цистерни для перевезення зрідженого пропану й бутану.

Цистерна циліндричної форми (рис. 2.69) має три опори для встановлення її на шасі автомобіля. Для виконання й контролю завантаження та розвантаження вона обладнана аповню вальног трубопроводами, контрольно-вимірювальними приладами й запірною арматурою. Також цистерна обладнана запобіжними клапанами й пристроєм заземлення.

Рис. 2.69. Автомобіль-цистерна для перевезення пропан-бутану:

1 – цистерна; 2 – запобіжний клапан;

3 – відсік для наливних і зливних патрубків; 4 – рама автомобіля

	Технологічне обладнання, встановлене на цистерні забезпечує виконання наступних операцій:
наповнення цистерни зрідженим газом; контроль за тиском газу в цистерні; контроль за рівнем наповнення; зливання газу; видалення важких залишків газу й конденсату; автоматичне вимикання потоку газу з цистерни під час аварійного обриву зливоналивних рукавів; автоматичне вимикання системи запалення двигуна автомобіля під час виконання зливоналивних операцій.

Наповнення та зливання газу з цистерни виконують через наливний і зливний патрубки. Під час цього цистерну під’єднано до аповню вальног колонки або до ємності, в яку зливають газ.

Для заправлення автомобілів, що можуть працювати на зрідженому газі, а також заправлення газових балонів, автоцистерна може додатково оснащатися обладнанням для видачі газу. Таке обладнання складається з електродвигуна, пульта керування, насоса, манометра, лічильника виданого газу, трубопровідної і запірної арматури, рукава для заправлення зі спеціальним роздавальним краном.

Сама цистерна 1 складається з циліндричної обичайки й двох еліптичних днищ. Залежно від розміру (об’єму) цистерни в середині встановлено два і більше аповню вальногоа для гасіння гідравлічних ударів зрідженого газу під час руху, трубка максимального наповнення (85%) і рухома частина покажчика рівня.

На цистерні є:

– люк-лаз (є в окремих моделях у задній частині цистерни), на кришці якого встановлено прилади для виміру тиску газу в цистерні та контролю рівня;

– запобіжні клапани 2;

– патрубки зливання, наливання і парової фази, що розташовані у відсіках 3.

Для забезпечення безаварійної роботи під час виконання завантаження-розвантаження цистерни її обладнано:

– зворотнім клапаном;

– швидкісним клапаном;

– покажчиком рівня;

– запобіжними клапанами;

Зворотний клапан (рис. 2.70) призначено для автоматичного вимикання зворотного потоку газу з наливної магістралі у випадку обриву рукава під час заправлення цистерни. Він встановлюється в наливному патрубку перед запірним вентилем (по ходу газу) і складається з корпуса 1, напрямної 2, пружини 3, клапана 4 та гайки 6.

а	б
Рис. 2.70. Зворотний клапан: а – зовнішній вигляд зворотного клапана; б – конструкція клапана: 1 – корпус; 2 – напрямна; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – вісь клапана; 6 – гайка

Під час нормальної роботи потік газу тисне на клапан 4 і долаючи опір пружини 3, переміщує його в крайнє ліве положення (клапан відкривається), тим самим забезпечуючи прохід газу. У разі обриву аповню вального рукава, потік газу із цистерни починає рухатись у зворотному напрямку (з цистерни) і разом з пружиною 3 притискає клапан 4 до сідла корпуса 1 (клапан закривається), в результаті чого відсікається зворотний потік газу з наливного патрубка цистерни.

Швидкісний клапан (рис. 2.71) призначено для автоматичного вимикання потоку газу у випадку обриву рукава під час зливу газу з цистерни.

Рис. 2.71. Швидкісний клапан:

1 – корпус; 2 – клапан; 3 – пружина; 4 – гайка; 5 – контргайка;

6 – шток клапана; 7 – напрямна

Клапан встановлено в зливному патрубку цистерни за вентилем (по ходу газу). Він складається з корпуса 1, клапана 2, пружини 3, гайки 4 з контргайкою 5, штока клапана 6 і напрямної 7.

Під час нормальної роботи клапан 2 знаходиться у відкритому положенні й потік газу з постійною швидкістю проходить через клапан і зливається з цистерни. У разі обриву зливного рукава швидкість потоку газу різко зростає, клапан 2 підхоплюється потоком газу і долає опір пружини 3, притискається до сідла. Клапан закривається, під час цього відсікається потік газу з зливного патрубка цистерни. Після ліквідації обриву рукава й автоматичного вирівнювання тиску газу до і після клапана через отвір А, клапан 2 під дією пружини 3 повертається в вихідне положення (відкривається) і продовжується зливання газу.

На люку-лазі цистерни встановлено покажчик рівня з відсотковою поворотною трубкою (рис. 2.72 та 2.73), що складається з корпуса 1, ущільнювача 2, поворотної трубки 3, шкали 4, гайки 5, вісі-фіксатора 6, гайки-заглушки 7, ланцюжка гайки-заглушки 8, тримача-покажчика 9.

Під час заправлення цистерни, оператор повертає тримач-покажчик 9 разом з трубкою 3 і встановлює на будь-яку поділку шкали. Під час заправлення, оператор періодично відкриває гайку-заглушку 7, спостерігаючи, яка фаза газу виходить з сигнального отвору А. Початок виходу з отвору рідкої фази газу свідчить про те, що газ досяг рівня, який відповідає поділці на шкалі, на яку встановлено покажчик. Цистерну заповнюють зрідженим газом на 85%, і тримач-покажчик переміщують на поділку «85%». Коли рідка фаза газу починає виходити з отвору А – заправлення цистерни припиняють.

Рис. 2.72. Покажчик рівня:

1 – корпус; 2 – ущільнювач; 3 – поворотна трубка; 4 – шкала;

5 – гайка; 6 – вісь-фіксатор; 7 – гайка-заглушка; 8 – ланцюжок;

9 – тримач-покажчик; 10 – поділки шкали

Під час зливання газу оператор переміщує тримач-покажчик 9 від поділки «85%» вниз по шкалі. Закінчення виходу рідкої фази газу з отвору А вказує на те, що газ, що зливають, досяг рівня, що відповідає поділці шкали, на яку встановлено тримач-покажчик.

У положенні «85%» і «повністю порожня цистерна» покажчик фіксується віссю-фіксатором 6.

Рис. 2.73. Зовнішній вигляд покажчика рівня газу

Для контролю роботи поворотного покажчика рівня на люку-лазі цистерни встановлено контрольну трубку (рис. 2.74). Контрольну трубку в середині цистерни 2 встановлено на рівень «85%». Якщо під час заповнення цистерни відкрити вентиль 4, то за досягнення зрідженим газом рівня «85%» з зовнішньої трубки 3 почне виходити рідка фаза газу – заповнення цистерни припиняють. Контрольну трубку використовують для перевірки правильності роботи покажчика рівня за повністю заповненої цистерни («85%»).

Рис. 2.74. Контрольна трубка:

1 – люк-лаз; 2 – контрольна трубка в середині цистерни;

3 – зовнішня трубка; 4 – вентиль

Сучасні автомобілі-газовози оснащуються електронним покажчиком рівня газу (рисунок 2.75).

Рис. 2.75. Електронний покажчик рівня газу

Для контролю тиску в цистерні на люку-лазі встановлено манометр.

Люк-лаз у транспортному положенні закритий кришкою.

У верхній частині цистерни (в паровій фазі газу) встановлено два запобіжні клапани (рис. 2.76). Вони призначені для захисту цистерни від руйнування під час підвищення в ній тиску. Тиск спрацьовування клапана 18 кг/см² (1,8 Мпа). Він складається з корпуса 1, тарілки клапана 2, штока 3, пружини 4, регулювального стакана 6, кришки 7 й ущільнення 8.

Рис. 2.76. Запобіжний клапан:

1 – корпус; 2 – тарілка клапана; 3 – шток; 4 – пружина; 5 – пломба;

6 – регулювальний стакан; 7 – кришка; 8 – ущільнення

Коли тиск у цистерні підвищується до тиску спрацювання запобіжного клапана, він (тиск) долає опір пружини 4, тарілка клапана 2 разом з ущільненням 8 рухається вгору, клапан відкривається, і надлишок тиску скидається в атмосферу. Коли тиск у середині цистерни зменшиться до робочого (менший, ніж 18 кг/см² (1,8 Мпа)) клапан під дією пружини закривається. Кришка 7 захищає зовнішню частину клапана від атмосферних опадів. Тиск спрацювання клапана регулюють за допомогою регулювального стакана 6. Після регулювання стакан пломбують пломбою 5.

Механізм блокування вмикання запалення двигуна автомобіля призначено для вимикання системи запалення під час виконання робіт щодо завантаження-розвантаження цистерни. Якщо цистерна має обладнання для заправлення автомобілів і балонів, то механізм блокування вмикання запалення двигуна автомобіля вимикає систему запалення і під час виконання цих операцій.

Механізм встановлено на патрубках наливання, зливання й парової фази та з’єднано електричними дротами з системою запалення. Під час виконання робіт (завантаження, розвантаження, заправлення) рукави, приєднані до відповідних патрубків цистерни через штоки розмикають контакти кінцевих вимикачів, при цьому електричне коло керування системою запалення через замок запалення розмикається. Коли вантажно-розвантажувальні рукави від’єднані, контакти кінцевих вимикачів замикаються й відповідно замикається електричне коло керування запаленням через замок запалення.

Перед виконанням робіт із завантаження, розвантаження або заправлення необхідно встановити цистерну на місце виконання робіт, приєднати заземлення та оглянути саму цистерну й технологічне обладнання, встановлене на ній.

Перед наповненням цистерни необхідно за допомогою манометра перевірити в ній залишковий тиск. Цистерни, в яких відсутній залишковий тиск, до завантаження не допускають.

Під час завантаження цистерни, до неї приєднують рукави рідкої та газової фази. Завантаження відбувається закачуванням у цистерну зрідженого газу (рідкої фази) з одночасним відкачуванням їх парів (газової фази). Коли цистерна наповниться на 85% завантаження припиняють.

Під час розвантаження цистерни, до неї приєднують рукави рідкої та газової фази. Коли тиск у цистерні та ємності, в яку виконують розвантаження, врівноважився, починають розвантаження. Розвантаження виконують двома способами:

Øзакачуванням у цистерну газової фази, що витискає рідку фазу;

Øколи в цистерні тиск газової фази вищий за тиск в обладнанні для розвантаження (особливо влітку), її (газову фазу) не закачують у цистерну. Розвантаження відбувається за рахунок підвищеного тиску газової фази.

Розвантаження можна виконувати частково або повністю. Під час часткового розвантаження необхідно встановити покажчик рівня на відповідну поділку, й слідкувати з тим, яка фаза газу виходить із контрольного отвору. Коли з контрольного отвору починає виходити газова фаза, розвантаження припиняють.

У будь-якому разі в розвантаженій (порожній) цистерні має бути залишковий тиск газової фази 0,5 кг/см² (0,05 Мпа).

Після виконання завантажувально-розвантажувальних робіт необхідно закрити всі крани, від’єднати рукави та заземлення, провести огляд цистерни. Витікання газу з цистерни на допускається. У разі виявлення витікання газу, його необхідно терміново усунути.

Перегляд відео:

Як виготовляють цистерни?

https://youtu.be/Q2EC1bJCqQw

Виробництво цистерн

https://youtu.be/scT_fgrn7I8

2.2.5. Розрахунок основних конструктивних параметрів автомобілів-цистерн. Поперечна стійкість автомобілів-цистерн

Під час розробки та виготовлення цистерн, конструктори керуються певними нормативами, серед яких товщина стінки та днища цистерни. Для їх розрахунку використовуються наступні формули:

Товщина стінки

(2.5)

де – товщина стінки цистерни, мм;

P_S – сумарний тиск, який складається із тиску опору запобіжних клапанів і гідростатичного тиску, кгс/см²;

Rк – радіус кривизни перерізу резервуара, см;

k_зш – коефіцієнт, який враховує міцність зварних швів (для дугового зварювання k_зш = 0,8);

s – допустиме напруження матеріалу, кгс/см²;

1 – додаткова товщина, яка враховує корозію матеріалу (1 мм).

Розрахункове значення товщини стінки заокруглюють в більшу сторону до найближчого стандартного значення товщини листка конструкційної сталі.

Товщина днища

(2.6)

де – товщина днища цистерни, мм;

еквівалентний діаметр днища ( A і B – осі еліпса), см;

k_д – коефіцієнт форми днища.

Під час визначення товщини днища значення коефіцієнта k_зш приймається рівним 1, за виключенням випадків, коли днище зварюється із декількох частин (тоді k_зш = 0,8).

Під час руху автомобілів-цистерн, на них діють низка сил, що можуть призвести до ДТП в результаті ковзання та перекидання автомобілів.

Динамічні навантаження розраховуються для наступних трьох випадків:

1). гальмування;

2). виникнення відцентрових сил на поворотах;

3). навантаженню, яке передається колесами під час руху на дорогах нижчого класу.

Динамічне навантаження P_s під час гальмуванні складається із динамічного тиску P_д і гідростатичного P_г тисків рідини:

(2.7)

(2.8)

де L – довжина відсіку, м;

Mр – маса рідини, кг.

Відцентрові сили P_ц тим більші, чим більша швидкість руху автомобіля і чим менший радіус повороту R, тобто

(2.9)

де M_а – повна маса автомобіля, рівна G_a/g (G_a повна вага автомобіля);

g – прискорення вільного падіння);

V_а – швидкість руху, м/с.

Підставивши замість M_а G_a/g і врахувавши розмірність швидкості, формула приймає вигляд:

(2.10)

У кінцевому вигляді:

(2.11)

Особливо небезпечні повороти за часткового заповнення резервуару цистерни (рис. 2.77).

Незважаючи на те, що відцентрова сила за неповного заповнення резервуара менша, ніж за повного заповнення, зміщення центра ваги під час повороту може призвести до перевантаження підвіски, що може викликати втрату стійкості (перекидання). Перекидання автомобіля або автопоїзда може статися тоді, коли момент відцентрової сили на плече h буде рівний або більший стабілізуючого моменту від повної маси автомобіля на плече B/2 (B – ширина колії).

За цієї умови й визначається допустима швидкість руху автомобіля, км/год., на повороті, за умови перекидання (без урахування крену кузова):

(2.12)

Під час руху автомобіля на повороті центр ваги рідини зміститься (рис. 2.77, б) і стабілізуючий момент буде меншим, оскільки сила G_a діє на менше плече h, а момент перекидання від сили P_ц збільшується внаслідок збільшення відстані до центру ваги (h₂ > h₁).

Рис. 2.77. Розташування центра ваги рідини в поперечній

лощині в процесі руху цистерни:

а – прямолінійне; б – на повороті

Під час руху автомобіля, на повороті можливе занесення транспортного засобу.

Воно виникає, коли відцентрова сила Pц досягає значення, рівного силі зчеплення G_aj_з

(2.13)

де j_з – коефіцієнт зчеплення шини з дорогою.

За цією залежністю визначається допустима швидкість руху автомобіля на повороті за умови бокового занесення, км/год:

(2.14)

Зазвичай бокове занесення настає раніше, ніж перекидання. З урахуванням поперечного крену цистерни 6−7°, допустимі швидкості, які підраховані за приведеними раніше формулами, необхідно зменшити на 10−15%.

Динамічні навантаження, які виникають під час руху на нижчого класу дорогах, залежать від висоти нерівностей та швидкості руху. Сумарне вертикальне зусилля в цьому випадку приймається з урахуванням прискорення, яке складає (1,5−2,0)g.

2.2.6. Автомобілі-цистерни для перевезення наливних та сипких продуктів харчування. Автомобілі-цистерни для перевезення борошна. Автомобілі-цистерни для перевезення кормів. Автомобілі-цистерни для перевезення рідких харчових продуктів

Автомобілями-цистернами для перевезення рідких харчових продуктів можуть транспортуватися вода, вино, пиво, квас, спирт, молоко, фруктовий сік, рослинна олія, жир тощо.

Залежно від вимог вантажу цистерни мають необхідне обладнання. Спільною вимогою до цистерн, призначених для перевезення харчових продуктів є те, що резервуари цистерн мають виготовлятися з матеріалу, який не реагує з вантажем, не забруднює й не псує його (нержавіюча сталь, алюмінієві сплави, сплави міді й пластмаси).

З них виготовляють цистерни, трубопроводи, крани, засувки тощо. Якщо на автоцистерні встановлено насос, то всі його деталі, що контактують з вантажем, повинні відповідати цим вимогам.

Щодо запобігання різкого перепаду температур між вантажем у цистерні й довкіллям цистерна має теплоізоляцію. Вона певний час перешкоджає замерзанню вантажу (води, молока тощо) під час перевезень у зимовий період. Теплоізоляцію встановлюють між цистерною та зовнішнім кожухом.

Залежно від вантажопідйомності (об’єму) цистерна може мати одну, дві і більше окремих цистерн, що закриті спільним зовнішнім кожухом.

Розглянемо будову та принцип роботи автоцистерни для перевезення молока.

Автомобіль-цистерна для перевезення молока призначена для перевезення харчових рідин, щільність яких не перевищує 1,03 г/см³. У таких цистернах, крім молока перевозять воду, квас, пиво, спирт, вино тощо.

Рідина, що знаходиться в цистерні не має змінювати свою температуру більше ніж на 2^оС за різниці температур між нею та довкіллям 30 ± 2^оС упродовж 10 годин, у зв’язку з чим простір між цистерною та зовнішнім обшиттям заповнюють теплоізоляцією. Як теплоізоляцію використовують пінополіуретан, пінопласт тощо. Така вимога до теплоізоляції поширюється на всі цистерни для перевезення харчових продуктів. Крім того, теплоізоляцію мають всі трубопроводи.

На рис. 2.78 зображено цистерну для перевезення молока.

Рис. 2.78. Автомобіль-цистерна для перевезення молока:

1 – зовнішній кожух; 2 – горловина; 3 – пенал

Цистерна, зображена на рисунку складається з трьох вбудованих цистерн, кожна з яких має горловину 2. Вбудовані цистерни закриті зовнішнім кожухом 1, між яким і цистернами розташована теплоізоляція. З боків цистерни розташовані пеналі 3, в яких у транспортному положенні зберігають рукава для завантаження-розвантаження цистерни.

Зовнішній кожух 1 виготовляють з низьковуглецевої сталі з подальшим фарбуванням або нержавіючої сталі. Внутрішні цистерни зв’язані гідравлічною системою з зливними трубопроводами, виходи з яких розташовано в задньому або бокових відсіках. Відсіки герметично закриваються для запобігання забруднення виходів трубопроводів пилом та брудом під час руху автомобіля.

Для доступу до горловин цистерни, вона обладнана драбиною та майданчиками. Для огляду внутрішньої поверхні цистерни, проведення робіт щодо її очищення й миття, а також, за необхідності, завантаження, використовують горловини. Горловини аналогічні за будовою горловинам автомобілів-цистерн для перевезення світлих нафтопродуктів.

Для завантаження цистерн рідиною раніше застосовувались вакуумні пристрої, що використовували вакуум, створений у впускному колекторі двигуна автомобіля. Такі пристрої на деяких автоцистернах використовують і сьогодні. Розвантаження цистерни здійснюють самопливом. На цистернах, що виготовляють у наш час, замість вакуумних пристроїв можливе встановлення насосів з приводом від двигуна автомобіля. Такий насос призначено для завантаження-розвантаження цистерни, перекачування рідин з однієї ємності в другу, минаючи цистерну автомобіля. Привід насоса виконують аналогічно приводу на автомобілях-цистернах для перевезення світлих нафтопродуктів. Насоси використовують такі ж, але матеріал, з якого вини виготовлені, має відповідати вимогам перекачування харчових продуктів.

Розглянемо схему та роботу цистерни для перевезення молока, обладнану вакуумним пристроєм завантаження.

Цистерна, зображена на рис. 2.79 має два резервуари 10, що закриті спільним сталевим кожухом із теплоізоляцією пінопластом 13.

Рис. 2.79. Цистерна для перевезення молока з вакуумним завантаженням:

1 – двигун автомобіля; 2, 7, 14 – крани; 3, 5, 12 – клапани; 4 – піновловлювач;

6 – вакуумметр; 8 – поплавець; 9 – звуковий сигнал; 10 – резервуар;

11 – горловина; 13 – теплоізоляція; 15 – трубопровід

На кожному резервуарі зверху розміщена горловина 11, що герметично закривається, і дихальний клапан 12 для сполучення внутрішньої порожнини цистерни із довкіллям. Знизу розташовані крани 14 для зливання молока через трубопровід 15, а всередині резервуарів знаходяться поплавці 8 електричної й звукової сигналізації 9. Наповнення резервуарів молоком відбувається по черзі. Для цього використовують вакуум у впускному трубопроводі двигуна автомобіля 1, що за допомогою трубопроводів і крана 2 з’єднаний із резервуарами. На трубопроводі встановлені піновловлювач 4 із запобіжним клапаном 5 і вакуумметром 6, зворотний клапан 3 і крани резервуарів 7. Піновловлювач запобігає попаданню молока й молочної піни в двигун, а зворотний клапан – парів бензину в резервуари. Вакуумметр контролює вакуум в резервуарах цистерни, а запобіжний клапан запобігає деформації резервуарів за надмірного вакууму у впускному трубопроводі двигуна автомобіля.

Під час наповнення кожного резервуару цистерни молоком, після досягнення граничного рівня, поплавець вимикає подачу палива в циліндри двигуна і вмикає сигналізацію. Для пуску двигуна автомобіля необхідно вимкнути звукову сигналізацію наповненого резервуару.

Розвантаження цистерни виконують самопливом через крани 14 і трубопровід 15.

Після розвантаження, для запобігання псування залишків молока, виконують миття і дезінфекцію цистерн та трубопроводів. Ці операції виконують за допомогою переносних пристроїв через горловини цистерни або за допомогою пристроїв, встановлених у середині цистерни.

Перегляд відео:

Молоковоз Scania P380B 6x2*4 NA

https://youtu.be/c1eRmxlcbAg

Напівпричіп цистерна харчова SANTI (Італія) молоковоз

https://youtu.be/qOiu0J8vomI

Нині широко застосовують безтарний метод перевезення порошкоподібних та гранульованих вантажів в автомобілях-цистернах (рис. 2.80 та 2.81).

Цистерни захищають вантаж від дії довкілля, запобігають його розпиленню під час перевезення, за допомогою технологічного обладнання, встановленого на цистерні, виконують вантажно-розвантажувальні роботи, і крім того, за необхідності, подачу вантажу на певну відстань

а

б

Рис. 2.80. Цистерни для перевезення порошкоподібних вантажів:

а – автопоїзд для перевезення борошна;

б – напівпричіп-цистерна для перевезення борошна

	До порошкоподібних та гранульованих вантажів належать:
будівельні (цемент, гіпс, вапно тощо); харчові (борошно, сіль, какао, яєчний порошок, сухе молоко, цукор, зерно тощо); хімічні (сода, графіт, сульфат натрію, окисел алюмінію тощо); сільськогосподарські корми

	Помітною особливістю конструкції цистерн для перевезення цих вантажів від інших типів цистерн є різні способи їх розвантаження, до яких слід віднести наступні:
гравітаційний; самоскидний; пневматичний; механічний за допомогою шнеків і транспортерів; комбінований

За гравітаційного способу розвантаження відбувається під впливом власної ваги вантажу, так як цистерна встановлена під кутом або вертикально. Під час цього можливе застосування вібраторів для прискорення розвантаження (рис. 2.81).

Рис. 2.81. Цистерна для перевезення гранульованих кормів

Самоскидне розвантаження виконують за допомогою підіймання цистерни з горизонтального (транспортного) положення на певний кут (40 – 50^о) за допомогою гідроциліндра, встановленого на шасі автомобіля. Обладнання, що використовують для підіймання-опускання цистерни, аналогічно обладнанню, встановленому на автомобілях-самоскидах.

Пневматичне розвантаження виконують за допомогою стисненого повітря. Стиснене повітря подаються в цистерну за допомогою спеціального компресора, встановленого на автомобілі, з приводом від двигуна автомобіля, або від електродвигуна, або від пневматичної мережі підприємства, на якому виконують розвантаження. Під час пневматичного розвантаження існує мож-ливість подавати вантаж спеціальними рукавами на певні відстані (залежно від технічної характеристики цистерни – на відстань до 50 м і на висоту до 30 м), що дає можливість уникнути його контакту з довкіллям. За допомогою пневматичної системи також можна виконувати завантаження цистерни.

Механічне розвантаження виконують за допомогою шнеків або транспортерів, що встановлені в нижній частині цистерни та мають привід від двигуна автомобіля.

Комбіноване розвантаження – одночасне використання декількох методів розвантаження.

Найпоширенішим є пневматичний метод розвантаження, а також комбінований – самоскидно-пневматичний.

Цистерни для перевезення порошкоподібних і гранульованих вантажів розташовують на рухомому складі горизонтально, під кутом у бік розвантаження й вертикально.

Горизонтальне розташування й розташування цистерни під кутом у бік розвантаження в порівнянні з вертикальним дає можливість більше використовувати площу вантажної частини шасі, знизити центр ваги, і відповідно збільшити стійкість автомобіля. Але таке розташування вимагає великої витрати енергії на розвантаження. Це пов’язано з тим, що відсутня можливість розвантажувати цистерну самопливом.

Цистерни, що розташовані вертикально, як правило, складаються з декількох окремих цистерн, встановлених на одному шасі. В такому випадку вантаж розподіляють по окремих цистернах, що дає можливість знизити центр ваги.

Цистерни, що розташовані горизонтально або під кутом в бік розвантаження виготовляють циліндричної форми з напівсферичними днищами.

Цистерни, що розташовані вертикально, виготовляють у вигляді циліндрів, що в нижній частині поступово переходять в усічений конус. Верхня частина такої цистерни – напівсферична. Вертикально розташовані цистерни виготовляють також і сферичної форми.

Нині набувають поширення горизонтально розташовані цистерни, що мають у нижній частині декілька секцій (аераторів) для розвантаження. У таких цистернах найефективніше використовують їх об’єм, а відповідно – вантажопідйомність. Дві або три розвантажувальні секції дають можливість повністю розвантажити цистерну.

Цистерни для перевезення порошкоподібних та гранульованих вантажів в основному виготовляють на шасі напівпричепів. Це дає можливість збільшити розміри цистерни (довжину й висоту) і, відповідно, вантажопідйомність. Такі цистерни мають рамну або безрамну конструкцію. У деяких випадках цистерни встановлюють на шасі автомобілів.

Матеріал, з якого виготовлені цистерни залежить від того, для перевезення яких вантажів вони призначенні.

Цистерни, призначені для перевезення харчових продуктів виготовляють з низьковуглецевої або нержавіючої сталі. Цистерни з низьковуглецевої сталі мають внутрішнє спеціальне покриття, що захищає вантаж від контакту з матеріалом цистерни.

Цистерни, призначенні для перевезення будівельних хімічно неактивних матеріалів виготовляють з низьковуглецевої сталі. Якщо цистерна призначена для перевезення будівельних хімічно активних матеріалів, то її виготовляють з низьковуглецевої сталі з спеціальним внутрішнім покриттям або з нержавіючої сталі.

Цистерни, що раніше виготовлялись з низьковуглецевої сталі з внутрішнім покриттям, нині виготовляють з нержавіючої сталі. Незважаючи на підвищену вартість цистерн з нержавіючої сталі вони, в порівнянні з цистернами з низьковуглецевої сталі, мають більший термін експлуатації, не потребують відновлення пошкодженого захисного покриття, не руйнується цистерна і не псується вантаж під час її експлуатації з пошкодженим захисним покриттям.

Найпоширеніший нині пневматичний спосіб розвантаження, що забезпечує подачу вантажу безпосередньо до місця зберігання, виключає контакт вантажу з довкіллям, а також запобігає втратам, забрудненню й псуванню вантажу.

Пневматичний спосіб розвантаження поділяють на аераційно-пневматичний, аерозольний і комбінований.

За аераційно-пневматичного способу розвантаження всередину цистерни подають стиснене повітря під невеликим тиском – 0,5 кг/см² (0,05 МПа), а до розвантажувального патрубка – під тиском 1,5 – 2 кг/см² (0,15 – 0,2 МПа).

За аерозольного розвантаження стиснене повітря подають під невеликим тиском під похило встановлене днище, що призводить до переміщення нижніх шарів вантажу до розвантажувального отвору. Там вантаж захоплює стиснене повітря, що має тиск 1,5 – 2 кг/см² (0,15 – 0,2 МПа). Вантаж разом з повітрям поступає в розвантажувальний рукав.

Цистерни для перевезення порошкоподібних та гранульованих вантажів мають різну форму: кульову, циліндричну й усіченого конуса. Вони можуть встановлюватися на рухомому складі вертикально, а також з невеликим горизонтальним нахилом назад.

Розглянемо будову й роботу цистерни для перевезення борошна та інших харчових продуктів.

Такі автоцистерни призначені для безтарного перевезення харчових продуктів – борошна, яєчного порошку, сухого молока, комбікормів та інших харчових продуктів, що мають питому вагу не більшу, ніж 0,66 т/м³. У таких цистернах також перевозять зерно.

Конструкція цистерн для перевезення харчових продуктів аналогічна конструкції цистерн для перевезення цементу, за винятком матеріалів, з яких виготовлена цистерна та її технологічне обладнання (матеріали контактують з харчовими продуктами).

Особливість перевезення борошна, яєчного порошку, сухого молока полягає в їх малій питомій вазі, що ускладнює розвантаження. Специфічність властивостей цих вантажів вимагає спеціального покриття внутрішньої поверхні цистерни для запобігання налипанню їх на внутрішні поверхні цистерни і утворенню на них корки з вантажу. Наявність такого покриття суттєво зменшує залишок вантажу під час розвантаження.

Для перевезення борошна Одеський завод продовольчого машинобудування виробляв і нині виробляє на замовлення цистерну-напівпричіп-борошновоз К4-АМГ (К-10403) з двома вертикально розташованими резервуарами (рис. 2.82, а) із пневматичним розвантаженням. Компресор розташовано на напівпричепі, його привід здійснюють від електродвигуна.

Використання власної маси вантажу, в поєднанні з розвантаженням борошна стисненим повітрям, забезпечує значне скорочення часу розвантаження.

Цистерни мають циліндричну середню частину, верхня й нижня частина цистерни – усічений конус. Наявність двох окремих цистерн дає можливість одночасного транспортування борошна різних ґатунків або борошна з різного зерна.

У верхній частині кожної цистерни є люк 2 для завантаження, огляду її внутрішньої частини, проведення технічного обслуговування та ремонту. Для зручності доступу до люків цистерна обладнана сходами й майданчиком з поручнями. У нижній частині кожної цистерни є пристрій аерації 4.

Під дією власної ваги й тиску повітря, що подають до напівсферичної верхньої частини резервуара й під пористу перегородку 4, борошно в зваженому стані надходить спочатку в конус 5 трубопроводу 3, а потім у розвантажувальний рукав. Стиснене повітря від компресора, розташованого на напівпричепі, надходить через два масловологовідділювача до сферичних днищ, пристроїв аерації і до розвантажувального наконечника на піддув.

Інерційний масловологовідділювач обладнаний перепускним краном для повернення масла в картер компресора й манометром. Інший масловологовідділювач обладнаний фільтром тонкого очищення й запобіжним клапаном. Масловологовідділювачі з’єднані послідовно гнучким рукавом.

Цистерни розвантажують послідовно. Розвантажувальні трубопроводи обох цистерн з’єднують з загальним розвантажувальним наконечником через засувку з рукояткою.

Рис. 2.82. Автоцистерна-борошновоз К4-АМГ (К-10403) та розріз конусної частини резервуара для перевезення борошна: 1 – цистерна; 2 – люк; 3 – трубопровід; 4 – пориста перегородка (пристрій аерації); 5 – конус

Під час розвантаження цистерни, за допомогою стаціонарної компресорної установки, компресор борошновоза вимикають шляхом роз’єднання рукавів. При цьому стиснене повітря від пневмосистеми підприємства по трубопроводу, з’єднаному з рукавом фільтра тонкого очищення, подається в резервуар борошновоза.

Борошновоз К4-АМГ (К-10403) може бути використаний й для перевезення зерна. Для цього необхідно внести деякі зміни в конструкцію резервуара цистерни. На рис. 2.82 наведено схему розвантаження. У резервуарі борошновоза замінене днище й вилучений трубопровід з конусом, через який здійснюють розвантаження борошна. Отвір для труби на конусній частині резервуара закритий. Днище нової конструкції не має пристрою аерації, а місце підведення повітря перенесено безпосередньо до розвантажувального патрубка.

Для покращення текучості зерна днище виконане з нахилом у бік патрубка на кут, не менший, ніж 30°. Крани розвантажувального пристрою перенесені з задньої частини борошновоза в центр і розташовані між резервуарами з лівого боку. Це дозволяє здійснювати бічне розвантаження. Керування повітряною магістраллю борошновоза здійснюють повітророзподільником, що складається з коркових кранів, зворотних клапанів і манометрів (рис. 2.83).

Рис. 2.83. Розріз цистерни для перевезення зерна

Автомобілі для перевезення сухих кормів (ЗСК)

До автоцистерн також належать автомобілі ЗСК (ЗАСК). Вони призначені для безтарного перевезення комбінованих гранульованих сухих кормів та зерна з механізованим розвантаженням. У них також можливо перевозити інші гранульовані хімічно неактивні вантажі.

Нині такі автомобілі та причепи виготовляє ВАТ Ніжинський завод сільськогосподарського машинобудування «Ніжинсільмаш». Як шасі використовують автомобілі ЗіЛ, МАЗ, КамАЗ, MAN, Volvo.

На шасі автомобіля (рис. 2.84) встановлюють секційний бункер і технологічне обладнання для виконання розвантажувальних робіт. Привід технологічного обладнання здійснюють від двигуна автомобіля через коробку відбору потужності. Розвантажувальний шнек дає можливість здійснювати розвантаження в різноманітні ємності. Максимальна висота розвантаження h₂ – до 7,2 м, мінімальна h₁ – 1,5 м. і залежить від шасі, на якому встановлено бункер.

Рис. 2.84. Автомобіль та напівпричіп-кормовоз

Бункер 2 (рис. 2.85) складається з трьох, чотирьох або п’яти відсіків. Кількість відсіків залежить від шасі, на якому встановлено бункер.

Кожний відсік у верхній частині має люк для завантаження. У нижній частині відсіків встановлено шибери, важелі керування якими виведено на боки бункера.

Для зручності обслуговування на задній стінці бункера встановлено драбину. Майданчик на верхній частині бункера має рифлену поверхню та огородження, що складають у транспортному положенні.

Розвантаження відсіків бункера виконують за допомогою шнекових транспортерів: горизонтального, вертикального та розвантажувального.

Рис. 2.85. Будова автомобіля ЗСК (ЗАСК):

1 – розвантажувальний лоток; 2 – секційний бункер;

3 – розвантажувальний шнековий транспортер; 4 – підіймальний пристрій;

5 – редуктор; 6 – вертикальний шнековий транспортер; 7 – поворотний пристрій;

8 – драбина; 9 – горизонтальний шнековий транспортер

Шнекові транспортери з’єднані між собою за допомогою кутових редукторів. Шнек має цапфи з квадратним отвором, а редуктор – вали з квадратними хвостовиками.

Шнек – зварна конструкція (рис. 2.86).

а	б		в
г		д
Рис. 2.86. Частини шнекового транспортера: а – шнек; б – цапфа; в – спіральний виток шнека; г – перехідник редуктора; д – зовнішній вигляд шнека

До труби приварено спіральні витки 3 (рис. 2.87). На кінцях шнека приварено цапфи 2 для його з’єднання з редукторами. Кожухом вертикального і розвантажувального шнеків є труба, що зварена з листової сталі. Кріплення кожухів вертикального і розвантажувального шнекових транспортерів до фланців кутових редукторів виконують хомутами, що швидко знімаються.

Вертикальний шнековий транспортер повертають разом з розвантажувальним шнековим транспортером вручну за допомогою поворотного пристрою 7 (рис. 2.85) – черв’ячного редуктора, що встановлено на вертикальному шнековому транспортері. Одночасно з повертанням вертикального транспортера повертається розвантажувальний транспортер для встановлення розвантажувального лотка 1 (рис. 2.85) безпосередньо над місцем розвантаження.

Редуктор (рис. 2.87), встановлений між горизонтальним і вертикальним транспортером передає крутний момент з горизонтального до вертикального транспортера під кутом 90^о і дає можливість повертати вертикальний транспортер навколо своєї осі відносно горизонтального.

У зв’язку з тим, що розвантажувальний транспортер за допомогою підіймального пристрою 4 (рис. 2.85) може підійматися і опускатися в горизонтальній площині, то для передачі крутного моменту від вертикального транспортера до розвантажувального встановлено два редуктори. Один редуктор встановлено на вертикальному транспортері. Він передає крутний момент під кутом 90^о з вертикального транспортера на перехідник, що через другий редуктор з’єднаний з розвантажувальним транспортером. Другий редуктор передає крутний момент під кутом 90^о і дає можливість розвантажувальному транспортеру повертатися в горизонтальній площині.

Усі редуктори взаємозамінні. Конічні шестерні редуктора встановлені в його корпусі на підшипниках, що мають гумовометалеві ущільнювачі. Передаточне відношення редуктора 1:1. Для полегшення проходження вантажу через редуктори на вихідні вали встановлено перехідники 4 (рис. 2.85), що спрямовують рух вантажу через редуктор і захищають гумовометалеві ущільнювачі підшипників від руйнування.

Підіймальний пристрій 4 (рис. 2.85) призначений для підіймання-опускання розвантажувального шнекового транспортера й складається з гідроциліндра підіймання, гідронасоса з ручним приводом та з’єднувальних гідравлічних магістралей. Насос розташований на задньому буфері шасі. Гідроциліндр кріпиться до розвантажувального шнекового транспортера та редуктора вертикального шнекового транспортера. Робоча рідина знаходиться в ємності, що розташована у корпусі насоса.

Привід шнекових транспортерів здійснюють від двигуна шасі автомобіля через коробку відбору потужності, карданну та ланцюгову передачі. На проміжному валу механізму приводу горизонтального шнека встановлено запобіжний пристрій, що запобігає руйнуванню шнекових транспортерів у випадку їх перевантаження. Як запобіжник використовують зрізний палець, що з’єднує вали. Коли крутний момент перевищує розрахунковий, палець зрізується, передача крутного моменту припиняється.

Рис. 2.87. Кутовий редуктор:

1 – ущільнення; 2 – підшипник; 3 – вал; 4 – шестерня; 5 – корпус; 6 – кришка

Кожну секцію бункера завантажують окремо через люк, розташований в верхній частині секції. Під час завантаження шибера секції мають бути закриті. У зв’язку з тим, що секції бункера не з’єднані між собою, є можливість одночасно перевозити вантаж різної якості, здійснювати розвантаження секцій у різних місцях.

Для розвантаження необхідно встановити автомобіль на відстані радіуса повороту розвантажувального шнекового транспортера від місця розвантаження (рис. 2.88).

Рис. 2.88. Схема технологічного процесу завантаження-розвантаження:

h1 – мінімальна висота розвантаження; h2 – максимальна висота розвантаження

За допомогою підіймального та поворотного механізмів встановити розвантажувальний лоток транспортера над місцем розвантаження. Ввімкнути коробку відбору потужності й перевірити роботу транспортерів на холостому ходу, після чого виконувати розвантаження. Розвантаження бункера необхідно проводити тільки по одній секції, за можливості, починаючи з першої від кабіни. Для початку розвантаження необхідно поступово відкрити шибер секції, що розвантажують. Під час цього вантаж з секції потрапляє в горизонтальний транспортер, розташований у нижній частині бункера, а з нього в вертикальний та розвантажувальний транспортери. Якщо вантаж зависає в секції то необхідно закрити і відкрити шибер. Під час часткового розвантаження перед зупинкою транспортерів необхідно закрити шибер і звільнити транспортери від вантажу, після чого зупинити транспортери. Після розвантаження бункера необхідно закрити всі шибери секцій, звільнити транспортери від вантажу.

Бункера встановлюють не тільки на шасі автомобіля, а й на шасі причепа. Технологічне обладнання причепа ПЗК-14-01 (рис. 2.89) за конструкцією аналогічне технологічному обладнанню автомобіля, за виключенням приводу транспортерів. Привід транспортерів на причепі здійснюють через редуктор від електродвигуна потужністю 15 кВт (380 В). Це дає можливість експлуатувати причіп з будь-яким вантажним автомобілем.

Рис. 2.89. Причіп ПЗК-14-01

Перегляд відео:

Кормовоз 4-секційний, 48 куб.

https://www.youtube.com/watch?v=EHzGIXX0Nxg

Кормовози Menci від кампанії Автовибор

https://www.youtube.com/watch?v=LWDddBG5csw

2.2.7. Автомобілі-цистерни для перевезення вантажів, що потребують певних температурних режимів, перевезення живої риби

Автоцистерни для перевезення бітуму

До таких вантажів належать сірка, нафталін, віск, бітум тощо. Завантаження таких вантажів у цистерни виконують після їх розігріву до стану рідини. Під час перевезення не має відбуватися охолодження та перехід їх з рідкого стану в твердий.

Конструкція цистерн для перевезення таких вантажів має забезпечувати сталість температури в ній під час транспортування без підігріву, а за необхідності, підігрів цистерни до робочої температури, мати механізми для виконання завантаження-розвантаження.

Розглянемо конструкцію автоцистерни для перевезення бітумних матеріалів (рис. 2.90 та 2.91).

Така цистерна призначена для транспортування бітумних матеріалів, що мають температуру до +200°С, від нафтопереробних заводів до притрасових складів і місць проведення робіт.

	Конструкція бітумовоза має забезпечити:
сталість температури бітуму в цистерні під час транспортування його без підігріву; підігрів бітуму в цистерні до робочої температури; забір бітуму з бітумохранилищ і бітумоплавильних котлів насосом; перекачування бітуму минаючи цистерну.

У бітумовозах використовують цистерни зварної конструкції, циліндричної або еліптичної форми, постійного перерізу за довжиною. Корпус цистерни виготовляють з листової сталі товщиною 4 мм, що має теплоізоляцію зі скловати товщиною 50 мм. Зовні теплоізоляція захищена облицюванням з листової сталі. Для надання цистерні жорсткості й гасіння гідравлічних ударів, у ній встановлюють хвилезаспокоювачі.

Зверху цистерна має заливні горловини, що закривають кришками. У горловину вставлений фільтр для попередження попадання сторонніх предметів у цистерну. У задній частині цистерна має фланець для приєднання розвантажувального трубопроводу. Перекриття цього трубопроводу здійснюють заслінкою-шибером, розташованим всередині цистерни. Всередині цистерни встановлені також дихальна труба, що з’єднує внутрішню порожнину цистерни з атмосферою, трубопроводи завантаження-розвантаження цистерни за допомогою бітумного насоса.

Рис. 2.90. Напівпричіп-бітумовоз Everlast

Рис. 2.91. Автопоїзд з напівпричіпом-бітумовозом

Система підігріву бітуму включає жарові труби, вварені в днище цистерни й закріплені хомутами до перегородок, стаціонарні й переносні пальники, бак для пального.

Привід бітумного шестеренного насоса здійснюють від двигуна автомобіля-тягача, через коробку відбору потужності й карданну передачу.

Об’єм бітумного матеріалу в цистерні контролюють за допомогою покажчика рівня поплавкового типу.

Перегляд відео:

Напівпричіп-бітумовоз

https://www.youtube.com/watch?v=azYgI6Li4hI

Бітумовоз CARSAN CTS-21 від компанії «Cargovis Україна»

https://youtu.be/vGBDNXuDrpk

Побудували новий машинобудівний завод в Івано-Франківську

https://youtu.be/sxYgUr-04oc

Автоцистерни для перевезення живої риби

Для перевезення живої риби використовують спеціально виготовлені автомобілі-цистерни, що забезпечують її життєдіяльність.

Залежно від вантажопідйомності (об’єму) цистерна може мати один або більше відсіків. Як правило, такі цистерни мають теплоізоляцію, що дає можливість використовувати її заа температури довкілля від + 45^оС до – 45^оС. Теплоізоляція необхідна для підтримання в середині цистерни температури води, що необхідна під час перевезення риби (в осінньо-зимовий період від + 3^оС до + 11^оС, весняно-літній – від + 6^оС до + 12^оС), а також дає можливість експлуатувати автоцистерну в зимовий період.

Цистерну виготовляють з нержавіючої сталі, ззовні облицьовують низьковуглецевою сталлю. Зовнішнє облицювання має лакофарбове покриття. Простір між цистерною та облицюванням заповнюють теплоізоляційним матеріалом. У верхній частині цистерни розташовані заливні горловини, діаметром 500 мм, через які виконують завантаження, а також розвантаження риби за допомогою сачків. Кришки заливних горловин обладнані дихальними клапанами і в транспортному положенні закривають за допомогою затяжних запорів.

На задній чи боковій стінці цистерн розташовано люки діаметром 220 – 250 мм, що призначено для розвантаження риби разом з водою. Вони можуть бути круглого, чи прямокутного перерізів.

Для розвантаження безпосередньо в водоймище до люка може кріпитися спеціальний розвантажувальний рукав, через який рибу разом з водою спрямовують у водоймище (рис. 2.92).

Рис. 2.92. Автомобіль для перевезення живої риби

Для розвантаження риби в тару до люка кріпитися лоток, під час цього необхідно забезпечити достатній нахил лотка, щоб риба не затримувалась у ньому.

У нижній частині цистерни розташовано зливний патрубок, призначений для повного зливу води з цистерни. Завантаження цистерни водою виконують насосом, що встановлено в місцях завантаження (в рибовідвантажувальних господарствах).

Для забезпечення життєдіяльності риби в цистерні змонтована система повітропостачання (рис. 2.93).

Система збагачує воду киснем, необхідним для життя риби, видаляє з неї хлор і вуглекислий газ з одночасним її переміщуванням, забезпечуючи під час цього однакову температуру води в цистерні.

Система повітропостачання складається з двох (або біліше) балонів 1 (залежно від об’єму цистерни) з стисненим повітрям або киснем (тиск 150 кг/см² (15 МПа)), що розташовані в спеціальному ящику за кабіною автомобіля, редуктора 2 і труб (шлангів) 3 системи повітропостачання, що розташовані всередині на дні цистерни. Редуктор має два манометри, один з яких показує тиск в балонах, інший – в системі повітропостачання. Тиск в системі повітропостачання має бути в межах 1 – 1,2 кг/см² (0,1 – 0,12 МПа).

Труби (шланги) системи повітропостачання можуть мати різну конструкцію. Використовують металеві або гумові труби з маленькими отворами. Отвори мають забезпечити розпилювання повітря, що потрапляє в цистерну на найдрібніші частинки. Загальна довжина внутрішніх повітропроводів залежить від об’єму цистерни. Закінчивши роботи в зимовий період необхідно продути систему повітропостачання для запобігання її замерзання.

Для зручності та безпечності роботи бічні поверхні цистерни обладнані поручнями й бортами, що мають рифлену поверхню, невелика відстань від бортів до заливних горловин полегшує розвантаження риби з горловин сачками.

Для підіймання на борт цистерна може бути обладнана драбиною (залежно від шасі).

Рис. 2.93. Система повітропостачання:

1 – балони з стисненим повітрям (киснем); 2 – редуктор;

3 – труби (шланги) системи повітропостачання

Перегляд відео:

Система перевезення живої риби FTS SDK

https://youtu.be/OZcjZbdAeME

2.2.8. Автомобілі-цистерни для перевезення будівельних матеріалів: порошків та розчинів

Автомобілі-цистерни для перевезення порошкоподібних

і будівельних матеріалів

Розглянемо будову й роботу цистерни для перевезення цементу та інших будівельних матеріалів.

Автомобіль-цистерна для перевезення цементу призначена для безтарного перевезення порошкоподібних і гранульованих будівельних матеріалів – цементу, гіпсу, вапна, сухої золи, мінерального порошку тощо, що мають питому вагу не більше, ніж 1,1 т/м³ (рис. 2.94).

Як правило, для перевезення використовують автопоїзд у складі «автомобіль-сідельний тягач + напівпричіп». Технологічне обладнання, встановлене на цистерні, за допомогою стисненого повітря, дає можливість виконувати її завантаження-розвантаження, або тільки розвантаження.

Рис. 2.94. Автопоїзд-цементовоз у складі автомобіля-сідельного

тягача і напівпричепа-цистерни

Також у наш час виготовляють цистерну для перевезення цементу БЦМ-50, що має комбіновану систему розвантаження – самоскидно-пневматичну.

Для виконання вантажно-розвантажувальних робіт на шасі автомобіля або автомобіля-тягача встановлюють пластинчасто-роторний компресор типу ВР-7/60 %-2,2, що може працювати, як в компресорному, так і в вакуумному режимах. У деяких випадках його встановлюють на напівпричіпі. Привід компресора здійснюють від двигуна автомобіля через коробку відбору потужності, карданну й клинопасову передачу. Також використовують привід компресора від електродвигуна, що працює від електромережі загального користування. Якщо цистерну обладнано тільки системою пневматичного розвантаження, то компресор може не встановлюватись. В такому разі стиснене повітря до системи пневморозвантаження поступає від пневматичної системи підприємства, на якому виконують розвантаження.

Привід компресора від електродвигуна дає можливість заощадити пальне, збільшити ресурс двигуна автомобіля, зменшити викид шкідливих речовин в атмосферу та спростити конструкцію самого приводу. Але виконання вантажно-розвантажувальних робіт можливо тільки там, де є електромережа.

Цистерни, обладнані компресором з приводом від двигуна автомобіля, можуть виконувати вантажно-розвантажувальні роботи в будь-якому місці.

Цистерна – циліндрична, з еліптичними днищами розташована з нахилом у бік розвантаження, безрамної конструкції.

Місця з’єднання цистерни з опорними пристроями, опорними стійками і підвіскою посилені. Цистерна комплектується розвантажувальними рукавами.

Компресор з’єднано з цистерною за допомогою гнучкого рукава з швидкоз’єднувальним замком.

У верхній частині цистерни є один або два люки, що герметично закривають кришкою за допомогою важеля з гвинтом і гайкою. Люки призначені для завантаження цистерни, а також для її внутрішнього огляду, технічного обслуговування й ремонту технологічного обладнання, встановленого в середині цистерни. Для зручності доступу до люків цистерна обладнана сходами і майданчиком з огорожею.

Для перевезення вантажно-розвантажувальних патрубків цистерна обладнана пеналами.

Завантаження й розвантаження цистерни 1 (рис. 2.95) здійснюють за допомогою компресора 14, обладнаного масловологовідділювачем 13, масляним фільтром 15 і фільтром 16 другого ступеня очищення повітря, що поступає з цистерни.

Рис. 2.95. Схема пневматичного завантаження-розвантаження цистерни:

1 – цистерна; 2 – завантажувально-розподільча труба; 3 – покажчик наповнення;

4 – фільтр первинного очищення повітря; 5 – люк; 6 – кран завантажувальний;

7 – завантажувальний гумовий рукав; 8 – мановакуумметр;

9 – гумовій рукав подачі повітря до продувної форсунки; 10 – зворотний клапан;

11 – крани подачі повітря до аероднища й продувної форсунки (для розвантаження); 12 – кришка; 13 – масловологовідділювач;

14 – компресор;15 – масляний фільтр; 16 – фільтр вторинного очищення повітря;

17 – розвантажувальний пневматичний трубопровід;

18 – розвантажувальний патрубок; 19 – розвантажувальний кран;

20 – продувна форсунка; 21 – наконечник;

22 – забірний (завантажувальний) гумовий рукав;

23 – розвантажувальний гумовий рукав; 24 – завантажувальний кран

Під час завантаження цистерни цементом гумовий рукав 7 під’єднують до фільтра 4 первинного очищення повітря, а гумовий рукав 9 від’єднують. Компресор за закритої кришки 12 і відкритому крані 6 створює в цистерні розрідження до 0,6 кг/см² (0,06 МПа), що контролюють за допомогою мановакуумметрів 8, встановлених на цистерні й фільтрі 15. При цьому цемент через забірний гумовий рукав 22 з наконечником 21, відкритий кран 24 і завантажувально-розподільчу трубу 2 потрапляє в цистерну. Наконечник 21 дозволяє створювати регульований підсос атмосферного повітря в забірний рукав для зміни складу всмоктуваної цементно-повітряної суміші. Для рівномірного розподілу цементу по всій довжині цистерні у завантажувально-розподільчій трубі 2 виконана щілина.

Об’єм цементу, завантаженого в цистерну, контролюють за допомогою покажчика 3, що складається з корпусу, гумової діафрагми й двох контактів, що замикаються під час натискання шару цементу на діафрагму й вмикають звуковий сигнал автомобіля-тягача. Після подачі сигналу наконечник виймають із цементу й після деякої витримки, необхідної для очищення рукава від залишків, вакуум-компресор вимикають.

Завантаження цементу також може здійснюватися через завантажувальний люк 5 діаметром 400 мм.

Розвантаження цементу здійснюють за допомогою стисненого повітря, що поступає від вакуум-компресора через масловологовідділювач 13, гнучкий гумовий шланг 9, зворотний клапан 10 і крани 11 до аероднища й по трубо-проводу 17 через зворотний клапан до продувної форсунки 20. При цьому кран 6 має бути закритий. Тиск повітря, що поступає до аероднища – 0,5 кг/см² (0,05 МПа), до продувної форсунки – 1,5 – 2,5 кг/см² (0,15 – 0,25 МПа).

Аероднище – лоток, днище якого складається з декількох шарів пористої тканини, укладеної на металеву сітку й притиснутої по периметру болтами. Для кращого «стікання» цементу на аероднище по всій довжині цистерни під кутом 50° встановлені два укоси. Стиснене повітря, що проходить через аероднище, змішуючись з цементом, додає йому текучості. Аерований цемент за рахунок нахилу цистерни назад «стікає» до розвантажувального патрубка 18. Потік повітря, що з великою швидкістю поступає по трубопроводу 17 до продувної форсунки 20, при відкритому кранові 19, встановленому на патрубку 18, захоплює цемент і по розвантажувальному рукаву 23 транспортує його до місця розвантаження (відстань подачі цементу по горизонталі – до 50 м, на висоту – до 30 м). Ознакою закінчення розвантаження цистерни є падіння тиску в ній до нуля.

Для звільнення завантажувально-розвантажувальних рукавів від вантажу після закінчення відповідної операції необхідно, щоб компресор працював ще деякий час.

У цистерн, що розташовані горизонтально, та мають у нижній частині декілька секцій (аераторів), для розвантаження (рис. 2.96) стиснене повітря подають до кожного аератора та до розвантажувального рукава. Завантаження цистерни виконують через люки в верхній частині цистерни.

Після завантаження відкривають контрольний кран 4. Перед розвантаженням кран 4 закривають. Під час розвантаження стиснене повітря подають в розподільчу магістраль 1, з якої воно подається до кожного аератора та до розвантажувального рукава й регулюється кранами 7, 8, 10, 11, 12 і 14. Розвантажувальні рукави кожного аератора з’єднані з магістраллю розвантаження 13, до якої приєднано розвантажувальний рукав.

Розвантаження цистерни виконують по черзі, тобто одночасно можна розвантажувати цистерну тільки через один аератор. Про закінчення розван-таження аератора свідчить різке падіння тиску в цистерні, що контролюють за манометром 3. Після цього закривають кран подачі стисненого повітря і вантажоповітряний кран 11 або 12 чи 14 цього аератора та відкривають крани наступного аератора.

Рис. 2.96. Технологічна схема цистерни з секціями аераторів:

1 – розподільча магістраль; 2 – кран подачі повітря в розподільчу магістраль;

3 – манометр;4 – контрольний кран; 5 – горловина; 6 – цистерна;

7, 8, 10 – крани подачі повітря до аераторів;

9 – кран подачі повітря в магістраль розвантаження;

11, 12, 14 – крани подачі вантажоповітряної суміші;

13 – магістраль розвантаження

Після закінчення розвантаження необхідно продути всі аератори та розвантажувальний рукав для повного видалення вантажу. У транспортному положенні всі крани, крім крана 4 мають бути закриті.

Перегляд відео:

Розвантаження цементовоза

https://www.youtube.com/watch?v=3DSYAniinXk

Мийка цементовоза

https://youtu.be/Z984-QzbIzE

Автомобілі-цистерни для будівельних розчинів

Для перевезення будівельних розчинів і бетонних сумішей у наш час широко використовують спеціалізовані цистерни-автобетонозмішувачі (рис. 2.97).

Автобетонозмішувач призначений для перевезення з одночасним перемішуванням готових будівельних розчинів і бетонних сумішей, розвантаження їх безпосередньо в місце укладання або в інші механізми – бетононасоси, штукатурні станції, конвеєри, в різну тару тощо. Можливе також перевезення сухих сумішей, а також приготування будівельних розчинів із сухих сумішей під час руху.

Рис. 2.97. Зовнішній вигляд автобетонозмішувача

Для роботи в зимових умовах змішувальний барабан може мати утеплення, а бак для води – підігрів відпрацьованими газами автомобіля.

Автобетонозмішувачі класифікуються залежно від

конструктивних параметрів.

Від розташування змішувача та напрямку розвантаження:

– розвантаження бетону «назад» (більш поширене), вимагає участі ще однієї людини, для контролю за жолобом;

– розвантаження бетону «вперед». Водій може самотужки з кабіни вантажівки контролювати процес розвантаження.

Від приводу змішувача:

– механічний привід – вже практично не використовується. Потужність передається від автономного двигуна завдяки системі механічних передач.

– гідравлічний привід – встановлюється на сучасній спецтехніці та відповідає встановленим стандартам. Потужність у них передається від двигуна вантажівки, від автономного двигуна або коробки відбору потужності трансмісії шасі завдяки гідромеханічної передачі.

У наш час переважно виготовляють автобетонозмішувачі з гідрооб’ємним приводом змішувального барабана.

Тип приводу змішувального барабана відображають у маркуванні:

– АБЗ-ДА (АБС-ДА) – привід від автономного двигуна;

– АБЗ-ДО (АБС-ДО) – привід від двигуна автомобіля.

Цифри в маркуванні вказують на місткість барабана в м³.

Від шасі, що використовується:

– звичайне;

– підвищеної прохідності.

Від двигуна змішувача:

– автономний двигун – надзвичайно шумний, але його вважають більш надійним. У випадку, якщо двигун автомобіля зламається, змішувач не припинить роботу і далі перемішуватиме бетонну суміш.

– двигун шасі – вважається більш екологічним, менш шумним і сприяє зменшенню маси автобетонозмішувача.

Автобетонозмішувачі мають практично однакову конструкцію й відрізняються в основному приводом змішувального барабана.

Обертання барабана забезпечують за наступними схемами:

– автономний двигун → редуктор → ланцюгова передача → змішувальний барабан;

– автономний двигун → гідронасос → гідромотор → редуктор → змішувальний барабан;

– двигун автомобіля → коробка відбору потужності → гідронасос → гідромотор → редуктор → змішувальний барабан.

Усі перераховані схеми забезпечують реверсивне обертання барабана.

Як автономнй двигун використовують дизельні двигуни Д-144, Д-145, Д-245, DEUTZ, HATZ тощо.

Розглянемо принцип роботи автобетонозмішувача.

На рис. 2.98 зображено автобетонозмішувач з приводом обертання барабана за схемою: двигун автомобіля → коробка відбору потужності → гідронасос → гідромотор → редуктор → змішувальний барабан. Конструкція автобетонозмішувача, зображеного на рисунку 2.99, відрізняється тільки приводом змішувального барабана – його здійснюють від автономного двигуна.

Для виготовлення автобетонозмішувача на шасі автомобіля відповідної вантажопідйомності встановлюють бетонозмішувальне обладнання, що змонтоване на власній рамі. Автобетонозмішувачі виготовляють також на шасі напівпричепів.

Автобетонозмішувальне обладнання складається з змішувального барабана 1 (рис. 2.98), завантажувальної воронки 3, розвантажувальних лотків 5, 24, 32, бака для води 17, системи заправлення та подачі води 18, гідрообладнання (гідронасоса, гідродвигуна 14, пульта керування, масляного радіатора, гідромагістралей, бака для робочої рідини й фільтрів), редуктора приводу барабана 15, драбини з майданчиком 20.

Автобетонозмішувач АБЗ-ДА (АБС-ДА) (рис. 2.99) має привід змішувального барабана від автономного двигуна, тому до його обладнання додатково входить автономний двигун 1, паливний бак автономного двигуна й пульт керування автономним двигуном 2.

У свій час виготовлялися автобетонозмішувачі з приводом змішувального барабана від автономного двигуна через реверсивний редуктор та ланцюгову передачу. Недоліком такого приводу є ускладнення регулювання швидкості обертання барабана, здійснення його реверсу. Нині в експлуатації ще є багато автобетонозмішувачів з ланцюговим приводом.

Рис. 2.98. Автобетонозмішувач АБЗ-ДО (АБС-ДО):

1 – барабан змішувальний; 2 – бандажне кільце барабана;

3 – воронка завантажувальна; 4 – захисний гумовий лист;

5 – лоток розвантажувальний поворотний (в транспортному положенні);

6 – опора лотка; 7 – опора задня; 8 – воронка розвантажувальна;

9 – лонжерон; 10 – опора передня; 11 – хомути кріплення опор;

12 – кронштейн гідронасоса (гідронасос не показано);

13 – маслоохолоджувач; 14 – гідродвигун;

15 – редуктор приводу барабана; 16 – кронштейн водяного бака;

17 – водяний бак; 18 – система подачі води; 19 – шкала рівня води;

20 – драбина з майданчиком; 21 – важелі керування гідронасоса;

22 – опорний ролик барабана в кожусі; 23 – маркувальна табличка;

24 – відкидний лоток; 25 – заслінка лотка; 26 – гвинтова опора лотка;

27 – фіксатор повороту лотка; 28 – фара освітлення робочої зони;

29 – задні габаритні вогні; 30 – бризковики; 31 – протипідкатний пристрій;

32 – додатковий лоток; 33 – гумовий фіксатор відкидного лотка

Рис. 2.99. Автобетонозмішувач АБЗ-ДА (АБС-ДА):

1 – автономний двигун; 2 – пульт керування автономним двигуном;

3 – важелі керування гідродвигуном та обертами автономного двигуна

Розглянемо будову автобетонозмішувача.

Бетонозмішувальне обладнання встановлюють на окрему власну раму (рис. 2.100), що закріплюють до рами автомобіля.

Рис. 2.100. Бетонозмішувальне обладнання, встановлене на власну раму

Рама 1 (рис. 2.101) має передню 6 і задню 2 опори, й, як несучий елемент, призначена для встановлення змішувального барабана та кріплення навісного обладнання.

Рис. 2.101. Рама бетонозмішувального обладнання:

1 – рама автономного двигуна; 2 – рама; 3 – задня опора барабана;

4 – опорний ролик; 5 – розвантажувальна воронка; 6 – розвантажувальний лоток;

7 – передня опора барабана

Змішувальний барабан (рис. 2.102) – гравітаційного типу, виготовлений у вигляді двох усічених конусів із сферичним днищем з боку кабіни водія. Він встановлений під кутом 15° до горизонту на трьох опорах: сферичному підшипнику, змонтованому на ввареній у днище цапфі й двох опорних роликах, встановлених на рамі, на які опирається бандажне кільце барабана. В автобетонозмішувачах з гідравлічним приводом, на передній опорі рами встановлено планетарний редуктор із вбудованим у нього хитним підшипниковим вузлом з фланцем, що є передньою опорою барабана. Така конструкція редуктора забезпечує надійне кріплення барабана й компенсує незначні кутові відхилення відносно його осі. Якщо привід барабана здійснюють ланцюговою передачею, то до нього, з боку днища, приварено привідну зірочку. Всередині барабан має двозахідну спіраль, що призначена для перемішування будівельних розчинів або сухих сумішей у режимі «завантаження» і «транспортування» та їх розвантаження під час обертанні барабана в протилежний бік – у режимі «розвантаження». Т-подібне з’єднання сегментів спіралі забезпечує жорсткість, зносостійкість й покращує якість перемішування. У зв’язку з тим, що будівельні суміші мають велику абразивну здатність, барабан та спіраль виготовляють зі зносостійких сталей.

Рис. 2.102. Змішувальний барабан:

1 – фланець кріплення редуктора (гідравлічний привід); 2 – днище;

3 – люк аварійного розвантаження; 4 – двозахідна спіраль; 5 – бандажне кільце;

А – Т-подібне з’єднання сегментів спіралі

У верхній задній частині барабана є отвір, що призначений для здійснення завантаження й розвантаження розчину або сухих сумішей.

У зв’язку з тим, що максимальний час транспортування будівельних розчинів визначено часом початку їх застигання й, як правило, складає 1 – 1,5 години, то для запобігання виходу з ладу барабана, у випадку виходу з ладу його приводу, всі вони мають аварійні розвантажувальні люки (рис. 2.103), що закріплені на ньому болтами. Барабан об’ємом до 8 м³ має один люк, об’ємом 8 м³ і більше – два. Люки розташовані в самій ніжній точці барабана для більш швидкого та повного аварійного розвантаження.

Рис. 2.103. Люк аварійного розвантаження

Задньою опорою барабана є два опорних ролики (рис. 2.104), що встановлені на рамі автобетонозмішувального обладнання. Ролики є нижніми опорами барабана, тому для запобігання відриву від них барабана, під час руху, встановлено притискну стрічку (рис. 2.105).

Рис. 2.104. Опорний ролик барабана

Рис. 2.105. Притискна стрічка:

1 – притискна стрічка; 2 – барабан

На передній опорі рами над редуктором встановлено бак для води (рис. 2.106). Місткість бака на сучасних автобетонозмішувачах знаходиться в межах 600–850 літрів, і залежить від об’єму барабана. Вода призначена для подачі в змішувальний барабан, а також для миття барабана, завантажувальної і розвантажувальної воронок і лотків після завантажувально-розвантажувальних робіт.

Рис. 2.106. Бак для води:

1 – бак; 2 – покажчик рівня; 3 – площадка; 4 – драбина; 5 – водяні магістралі

Бак 1 обладнаний шкалою покажчика рівня 2 і, залежно від комплектації автобетонозмішувача, може мати підігрів відпрацьованими газами автомобіля. У деяких випадках, для покращення доступу до бака, під час обслуговування та перевірок, встановлено драбину 4 з майданчиком 3.

Бак з’єднаний з системою подачі води, що змонтована на автобетонозмішувачі.

Система подачі води забезпечує заправлення водяного бака через пожежні з’єднання (рис. 2.107), що встановлено з обох боків автобетонозмішувача. Крім того, передбачено подачу води в змішувальний барабан і до рукавів промивання автобетонозмішувача після розвантаження. Відкривання та закривання відповідних водяних магістралей здійснюють за допомогою кульових кранів.

Рис. 2.107. Пожежне з’єднання для заправки води:

1 – пожежне з’єднання; 2 – кульовий кран; 3 – водяні магістралі

Є два варіанти виконання системи подачі води з бака:

подача води спеціальним насосом (рис. 2.108). Насос може мати автономний привід або привід від редуктора барабана;

подача води стисненим повітрям (рис. 2.109). Під час подачі води повітря надходить в бак з пневматичної системи автомобіля.

Рис. 2.108. Система подачі води з водяним насосом:

1 – бак; 2 – насос; 3 – колектор для заправлення; 4 – лівий заправний кран;

5 – правий заправний кран; 6 – водяна магістраль;

7 – колектор подачі води в барабан; 8, 9, 10 – крани; 11 – рукав для миття;

12 – рукав для миття розвантажувальної воронки й лотків; 13, 14 – гумові рукави

Водяний насос 2 (рис. 2.108) встановлено на редукторі барабана й він має від нього постійний привід. Подачу води насосом здійснюють тільки під час обертання барабана. Якщо барабан не обертається, то вода може подаватися самопливом. Воду з бака подають насосом по водяній магістралі 6 і гумовому рукаву 14 до колектора подачі води 7. Залежно від положення кранів 8, 9, 10 вода поступає відповідно до рукава миття 11 або 12 та в барабан.

Рис. 2.109. Система подачі води за допомогою стисненого повітря:

1 – бак; 2 – кран бака; 3 – колектор для заправлення; 4 – заправний кран лівий;

5 – заправний кран правий; 6, 7, 13 – гумові рукави; 8 – водяна магістраль;

9, 11, 14 – крани; 10 – рукав для миття; 12 – рукав для миття завантажувальної воронки; 15 – повітряний ресивер; 16 – кран подачі повітря в бак;

17 – кран видалення повітря з бака; 18 – корпус пневмовузла;

19 – манометр; 20, 21 – повітряні магістралі; 22 – верхній люк бака

Для подачі води необхідно закрити кран видалення повітря 17, що під час заправлення бака й руху автобетонозмішувача має бути відкритим, і відкрити кран подачі повітря 16. Під час цього стиснене повітря потрапляє в бак. Коли тиск по манометру 19 досягне 2 – 3 кгс/см² (0,2 – 0,3 МПа) відкривають кран бака 2 , а залежно від роботи, яку необхідно виконати відкривають крани 9, 11 або 14. Закінчивши роботи, необхідно закрити кран подачі повітря 16, всі водяні крани й випустити стиснене повітря з бака 1 через кран 17, залишивши його відкритим.

На задній опорі рами встановлено завантажувальну й розвантажувальну воронки та лоткову систему (рис. 2.110), що призначені для подачі в необхідному напрямку розчинів під час розвантаження.

Завантажувальна воронка має гумовий комір, що призначений для зменшення розбризкування розчину під час завантаження.

Рис. 2.110. Воронки і лоткова система в транспортному положенні:

1 – завантажувальна воронка; 2 – поворотний лоток; 3 – відкидний лоток;

4 – гумовий комір; 5 – фара освітлення робочої зони; 6 – драбина;

7 – розвантажувальна воронка

Лоткова система (рис. 2.111) складається з поворотного лотка 2, що встановлено під розвантажувальною воронкою 7 та відкидного лотка 3.

Поворотний лоток 2 встановлено на кронштейні з гвинтовою опорою 5, що дає можливість розвантаження суміші з регулюванням за напрямком та по висоті. Для збільшення відстані розвантаження використовують додатковий лоток 4, що входить у комплект автобетонозмішувача.

а

б

Рис. 2.111. Розвантажувальна воронка з лотковою системою: а) положення для розвантаження; б) транспортне положення; 1 – опора лотка; 2 – поворотний лоток; 3 – відкидний лоток; 4 – додатковий лоток; 5 – гвинтова опора; 6 – стопор повороту лотка; 7 – розвантажувальна воронка; 8 – фіксатор опори лотка; 9 – рукоятка повороту лотка; 10 – рукоятка гвинта гвинтової опори; 11 – гумовий стопор відкидного лотка; 12 – упор гвинтової опори

Для встановлення лоткової системи в необхідному напрямку розвантаження лоток 2 необхідно повернути відносно опори 1 і відрегулювати кут його нахилу рукояткою 10. Вибране положення лоткової системи від повороту фіксують стопором 6.

За необхідності, до відкидного лотка 3 можна приєднати до трьох додаткових лотків. Також, за необхідності поворотний лоток з опорою можна зняти й виконувати розвантаження тільки через розвантажувальну воронку.

У поворотному лотку встановлено заслінку (рис. 2.112), що дає можливість дозувати малі об’єми й запобігає випадковому вихлюпуванню розчину.

Рис. 2.112. Заслінка поворотного лотка:

1 – заслінка; 2 – поворотний лоток; 3 – відкидний лоток; 4 – додатковий лоток

Нині найбільшого застосування набули автобетонозмішувачі з гідравлічним приводом змішувального барабана. Такий привід забезпечує безступінчасту передачу крутного моменту від двигуна до редуктора, плавне регулювання обертів барабана в межах 0–18 обертів за хвилину, реверсивність приводу. Цей привід називають гідрооб’ємним.

Привід гідронасоса може здійснюватись від двигуна автомобіля або від автономного двигуна.

Використання гідроприводу дає можливість відмовитись від механічної трансмісії приводу.

В автобетонозмішувачах АБЗ-ДА привід гідронасоса здійснюють безпосередньо від автономного двигуна.

В автобетонозмішувачах АБЗ-ДО привід гідронасоса здійснюють від коробки передач або роздавальної коробки через коробку відбору потужності та карданну передачу. У випадку, якщо використовують шасі автомобіля КамАЗ-55111 і КамАЗ-53229 з двигунами 740.11-240, 740.13-260, 740.31-240 і 740.30-260, то привід здійснюють від шестерні приводу газорозподільного механізму двигуна через коробку відбору потужності та карданну передачу.

У загальному випадку об’ємний гідропривід (рис. 2.113) складається з наступних елементів: регульованого аксіально-поршневого гідронасоса 3 у зборі з насосом підживлення 15 і механізмом пропорційного керування, нерегульованого аксіально-поршневого двигуна 10 в зборі з клапанною коробкою, фільтру тонкого очищення 6 з вакуумметром, масляного баку 7 для робочої рідини, теплообмінника 8, трубопроводів і рукавів високого тиску.

Елементи й вузли об’ємного гідроприводу можна розділити на 4 функціональних групи:

1. Основний контур гідравлічного ланцюга об’ємного гідроприводу. Призначення основного контуру гідравлічного ланцюга об’ємного гідроприводу – передача потоку потужності від вала насоса до вала двигуна. У основний контур входять порожнини робочих камер насоса і двигуна та лінії високого й низького тиску з робочою рідиною, що перетікає по ним. Величина потоку робочої рідини, та його напрямок, визначають оборотами вала насоса й кутом відхилення важеля механізму пропорційного керування насоса від нейтралі. Під час відхилення важеля від нейтрального положення в той чи інший бік, під дією сервоциліндрів змінюють кут нахилу люльки (похилої шайби), що визначає напрям потоку й викликає відповідну зміну робочого об’єму насоса від нуля до поточного значення. За максимального відхилення важеля робочий об’єм насоса досягає максимального значення. Робочий об’єм двигуна постійний і дорівнює максимальному об’єму насоса.

2. Лінія всмоктування (підживлення). Призначення лінії всмоктування (підживлення):

постачання робочою рідиною лінії керування;

поповнення робочої рідини основного контуру для компенсації витоків;

охолодження робочої рідини основного контуру за рахунок поповнення рідиною з масляного бака, що пройшла через теплообмінник;

забезпечення мінімального тиску в основному контурі на різних режимах;

очищення й покажчик забрудненості робочої рідини;

компенсація коливань об’єму робочої рідини, що викликана температурними змінами.

3. Лінія керування. Призначення ліній керування:

передача тиску на виконавчий сервоциліндр повороту люльки.

4. Лінія дренажу. Призначення дренажу:

відведення витоків у масляний бак;

відведення надлишків робочої рідини;

відведення тепла, відведення продуктів зношування й змащування поверхонь деталей гідромашин, що труться;

охолодження робочої рідини в теплообміннику.

Рис. 2.113. Схема об′ємного гідроприводу змішувального барабана:

1 – привідний вал гідронасоса; 2 – люлька;

3 – регульований аксіально-поршневий насос;4 – гідророзподільник;

5 – важіль керування; 6 – фільтр тонкого очищення; 7 – масляний бак;

8 – масляний радіатор (теплообмінник); 9 – запобіжний клапан;

10 – гідродвигун аксіально-поршневий нерегульований; 11 – вихідний вал;

12 – запобіжні клапани високого тиску; 13– селективний клапан;

14 – переливний клапан; 15 – насос підживлення;

16 – клапан насоса живлення; 17 – зворотні клапани; 18 – сервоциліндр

Робота об’ємного гідропривода забезпечується автоматично клапанами й золотниками, що знаходяться в насосі, насосі підживлення, клапанній коробці двигуна.

Розглянемо роботу гідрооб’ємного приводу.

Насос підживлення 15 (рис. 2.113) всмоктує робочу рідину з бака 7 через фільтр 6 і подає її в гідронасос 3.

Система підживлення складається з насоса підживлення, а також зворотного 17, запобіжного 9 і переливного 14 клапанів.

Призначення системи підживлення – забезпечити робочою рідиною систему керування, забезпечити мінімальний тиск у магістралях «гідронасос – гідродвигун», компенсувати витоки в гідронасосі й гідродвигуні, постійно перемішувати робочу рідину, що циркулює в гідронасосі й гідродвигуні, з рідиною в баку, відводячи від деталей тепло.

За відсутності тиску в сервоциліндрах 18 пружини, розташовані в них, встановлюють люльку 2 так, щоб площина опори (шайби), що знаходиться в ній, була б перпендикулярна до осі вала. У цьому випадку, під час обертання блока циліндрів п’яти поршнів ковзатимуть по опорі, не викликаючи осьового переміщення поршнів і гідронасос не посилатиме робочу рідину в гідродвигун. Об’єм вхідних і вихідних сервоциліндрів однаковий.

Від регульованого гідронасоса в процесі роботи можна отримати різний об’єм рідини, що подають за один оберт (подачу).

Для зміни подачі гідронасоса необхідно повернути важіль сервоклапана, що кінематично зв’язаний з люлькою й золотником. Останній, перемістившись, направить робочу рідину, що поступає від насоса підживлення в систему керування, в один з сервоциліндрів, а другий сервоциліндр з’єднає з порожниною зливу. Під дією тиску робочої рідини поршень першого сервоциліндра почне рух, повертаючи люльку, переміщаючи сервопоршень у другому сервоциліндрі й стискаючи пружину. Люлька, повертаючись у положення задане важелем сервоклапана, здійснюватиме переміщення золотника, поки не поверне його в нейтральне положення (у цьому положенні вихід робочої рідини з сервоциліндрів закритий поясочками золотника).

Обертання блоку п’яти циліндрів, що ковзає по похилій опорі, викликає переміщення поршнів в осьовому напрямі, внаслідок цього відбувається зміна об’єму камер, утворених отворами в блоці циліндрів і поршнями. Причому половина камер буде збільшувати свій об’єм, інша половина – зменшувати. Завдяки отворам в латунному й сталевому розподільниках, ці камери по черзі з’єднуються з магістралями «гідронасос – гідродвигун».

У камери, що збільшують свій об’єм, робоча рідина поступає з магістралі низького тиску, куди подається насосом підживлення через один із зворотних клапанів. Блоком циліндрів, що обертається, робоча рідина, що знаходиться в камерах, переноситься до іншої магістралі й витискається в неї поршнями, створюючи високий тиск. Цією магістраллю рідина потрапляє в робочі камери гідродвигуна, де її тиск передається на поверхні торців поршнів, викликаючи їх переміщення в осьовому напрямку і, завдяки взаємодії п’ят-поршнів з упором, примушує блок циліндрів обертатися. Пройшовши робочі камери гідродвигуна, робоча рідина потрапляє в магістраль низького тиску, по якій частина її повертається до гідронасоса, а надлишки через золотник і переливний клапан, витечуть у внутрішню порожнину гідродвигуна. Під час перевантаження гідроприводу високий тиск у магістралі «гідронасос – гідродвигун» може зростати до тих пір, поки не відкриється клапан високого тиску, що перепустить робочу рідину з магістралі високого в магістраль низького тиску, минувши гідродвигун.

Об’ємний гідропривід дозволяє безступінчасто змінювати передавальне відношення; на кожен оберт валу гідродвигун споживає певну кількість робочої рідини (без урахування витоків). Таку кількість робочої рідини гідронасос може видати за один або декілька обертів свого приводного вала залежно від кута нахилу його люльки. Отже, змінюючи подачу гідронасоса, можна змінити швидкість обертання гідродвигуна.

Для зміни напряму обертання вала гідродвигуна (реверс) досить нахилити люльку в протилежний бік. Реверсивний гідронасос при тому ж обертанні його вала змінить напрям потоку робочій рідині в магістралях «гідронасос – гідродвигун» на зворотне (тобто магістраль низького тиску стане магістраллю високого тиску, а магістраль високого тиску – магістраллю низького).

Якщо ж зняти зусилля з важеля сервоклапана, то люлька під дією пружин повернеться в нейтральне положення, під час якого площина опори, що знаходиться в ній, стане перпендикулярною до осі вала. Під час цього, поршні не переміщатимуться в осьовому напрямку, подача робочої рідини припиниться, вал гідродвигуна зупиниться. У магістралях «гідронасос – гідродвигун» тиск стане однаковим. Золотник у клапанній коробці під дією центруючих пружин займе нейтральне положення, під час якого перепускний клапан не буде підключений ні до однієї з магістралей. Вся рідина, що подається насосом підживлення, через запобіжний клапан стікатиме у внутрішню порожнину гідронасоса. Під час рівномірного обертання вала гідродвигуна в гідронасосі й гідродвигуні вся рідина, що подається насосом підживлення, виявиться зайвою й її треба буде випускати через клапани. Щоб використати цю рідину для відведення тепла, через клапани випускають нагріту рідину, що пройшла гідродвигун, а не охолоджену – з бака. Для цього перепускний клапан системи підживлення, що розташований у клапанній коробці на гідродвигуні, настроєний на дещо менший тиск, ніж запобіжний на корпусі насоса підживлення. Завдяки цьому під час перевищення тиску в системі підживлення відкривається перепускний клапан і випускає нагріту рідину, що вийшла з гідродвигуна. Далі рідина з клапана потрапляє у внутрішню порожнину агрегату, звідки по дренажних трубопроводах через теплообмінник прямує в бак.

Система керування призначена для зміни напрямку й частоти обертання змішувального барабана шляхом регулювання частоти його обертання і робочого об’єму гідронасоса. Частоту обертання гідронасоса змінюють шляхом керування обертами двигуна шасі (АБЗ-ДО) або автономного двигуна (АБЗ-ДА). Крім того, система керування АБЗ-ДА має пульт керування автономним двигуном, що розташовано на рамі автономного двигуна. Він призначений для запуску й контролю роботи автономного двигуна.

Система керування з гідравлічним приводом змішувального барабана має два варіанти:

- механічне важільне керування (рис. 2.114). Застосовують в основному на АБЗ-ДА. Важіль керування гідронасосом зблоковано з важелем керування обертами двигуна. Розташовані важелі на рамі бетонозмішувального обладнання поряд з пультом керування автономним двигуном. На АБЗ-ДО важіль керування двигуном, як правило, відсутній або зв’язаний з паливним насосом високого тиску двигуна шасі.

а	б
Рис. 2.114. Механічне важільне керування АБЗ-ДА: а) схема важільного керування; б) загальний вигляд важільного керування; 1 – важіль керування автономним двигуном; 2 – важіль керування гідронасосом; 3 – важіль стопорний; 4 – тяга керування паливним насосом високого тиску автономного двигуна; 5 – тяга керування управляючого золотника гідронасоса 6 – пульт керування автономним двигуном

- механічне канатне (тросове) керування (рис. 2.115). Застосовують на АБЗ-ДА і АБЗ-ДО. На АБС-ДО важіль керування двигуном відсутній або зв’язаний з двигуном шасі.

а	б
Рис. 2.115. Механічне канатне (тросове) керування АБЗ-ДО: а) схема важільного керування; б) загальний вигляд канатного (тросового) керування; 1 – керуючі головки; 2 – важіль керування гідронасосом; 3, 5 – важіль стопорний; 4 – важіль керування двигуном; 6 – канат (трос); 7, 8 – кронштейн каната (троса)

У будь-якому випадку, важелі системи керування на автобетонозмішувачі розташовані так, щоб водій-оператор з місця керування міг спостерігати за процесом роботи бетонозмішувального обладнання.

Пульт керування (рис. 2.116) призначений для запуску й контролю роботи автономного двигуна. Вигляд і функціональність пульта залежить від типу автономного двигуна. У кабіні шасі встановлено лампу з червоним світлофільтром. Загоряння лампи свідчить про несправність автономного двигуна – падіння тиску масла, граничної температури охолоджуючої рідини тощо.

Двигун НАТZ використовують з своїм штатним пультом керування. Аварійну лампу в кабіні не встановлюють, оскільки вбудована система захисту двигуна зупиняє його під час виникнення несправності.

Рис. 2.116. Пульт керування автономним двигуном:

1 – замок запалювання; 2 – контрольна лампа тиску масла, обриву ременя;

3 – покажчик температури охолоджуваної рідини

(для двигунів з рідинною системою охолодження)

Під час відхилення важеля керування гідронасоса (рис. 2.117) у відповідний бік від вертикального положення змішувальний барабан починає обертатися в режимі завантаження або розвантаження. Швидкість обертання барабана залежить від ступеня відхилення важеля. Чим більше важіль відхилено від вертикального положення, тим більша швидкість обертання барабана. Стопорний важіль фіксує важіль керування у вибраному положенні.

Рис. 2.117. Керуюча головка канатного (тросового)

керування гідронасосом

Важіль керування автономним двигуном призначений для забезпечення роботи гідронасоса залежно від завантаження барабана шляхом регулювання обертів автономного двигуна.

У випадку виходу з ладу гідронасоса або двигуна його приводу є можливість здійснити розвантаження несправного автобетонозмішувача за допомогою іншого автобетонозмішувача. У такому випадку за допомогою комплекту ЗІП з’єднують гідродвигун несправного автобетонозмішувача з гідронасосом справного.

Привід змішувального барабана за допомогою ланцюгової передачі (рис. 2.118) виконують за схемою – автономний двигун → редуктор → ланцюгова передача → змішувальний барабан. Як автономний двигун використовують дизельні двигуни Д-144, Д-145, Д-245, DEUTZ, HATZ тощо.

Будова такого автобетонозмішувача аналогічна будові автобетоно-змішувача з гідравлічним приводом барабана, за виключенням реверсивного редуктора й зірочки, привареної до барабана.

Привід складається з автономного двигуна 1 (рис. 2.118), що через зчеплення 2 і карданну передачу 3 обертає реверсивний редуктор 4. На вихідному валу редуктора встановлена зірочка 5, що за допомогою ланцюга зв’язана з зірочкою змішувального барабана. Напрямок обертання барабана змінюють за допомогою редуктора, а швидкість обертання регулюють зміною обертів двигуна. Крім того, через клинопасову передачу від шківа, встановленого на фланці карданного вала приводять у дію відцентровий насос подачі води в бак.

Сучасні автобетонозмішувачі виготовляють з гідравлічним приводом барабана, хоча в експлуатації ще є багато автобетонозмішувачів з ланцюговим приводом.

Рис. 2.118. Автобетонозміщувач з ланцюговим приводом

змішувального барабана:

1 – автономний двигун; 2 – зчеплення; 3 – карданна передача;

4 – реверсивний редуктор; 5 – зірочка

Розглянемо принцип роботи автобетонозмішувача.

Завантаження автобетонозмішувача виконують під час обертання барабана в режимі «завантаження». Під час цього оберти барабана мають бути у межах 8 – 10 об/хв. Малі оберти барабана можуть призвести до того, що суміш не буде встигати проходити в барабан і буде виплескуватися.

Після завантаження необхідно зменшити оберти барабана до 2 – 4 об/хв. У зв’язку з високим розташуванням центра ваги завантаженого автобето-нозмішувача під час руху барабан має обертатися зі швидкістю до 4 об/хв.

Безпосередньо перед розвантаженням для інтенсивного перемішування розчину необхідно збільшити швидкість обертання барабана до максимальних обертів упродовж 5 хвилин. Після цього важіль керування гідронасосом переводять в нейтральне положення, і після зупинки барабана – в положення "розвантаження". Швидкість обертання барабана під час розвантаження має бути такою, щоб уникати виплескування розчину з лоткової системи. Для більш повного розвантаження в кінці процесу необхідно збільшити оберти барабана до максимальних.

За необхідності розвантаження можна виконувати в декілька прийомів.

Після розвантаження необхідно виконати промивку. Промивку завантажувальної й розвантажувальної воронок та лоткової системи виконують за допомогою рукава для миття. Для промивки барабана в режимі «завантаження» в нього необхідно залити не менше, ніж 200 літрів води і виконувати промивку на максимальних обертах упродовж 5 хвилин. Після промивки необхідно в режимі «розвантаження» злити воду. Промивку можливо виконувати й під час руху. Швидкість обертання барабана в такому випадку не має перевищувати 4 об/хв.

Сьогодні, наряду з конструкцією автобетонозмішувачів, важливе значення має швидкість їх вивантаження. А саме, більшість фахівців-практиків вказують швидкість вивантаження 1 м³ бетону упродовж 5 - 10 хв. Однак у технічній характеристиці однієї з моделей АБЗ вказується: «Темп вивантаження 1 м³/хв».

Звичайно, швидкість вивантаження має бути якомога вищою, щоб швидше використовувати бетон і звільнити міксер.

В основному на вітчизняному ринку пропонуються АБЗ із розташуванням барабана, під час якого розвантаження бетону здійснюється у задній частині автомобіля. Такий тип надійніший, але в цьому випадку потрібна участь ще однієї людини, яка подаватиме команди водієві, щоб правильно розташувати жолоб там, куди слід укладати бетон. Рідше зустрічаються АБЗ з розвантаженням уперед (рис. 2.119). Такий тип автобетонозмішувачів поширений у зарубіжних, зокрема американських, виробників. У такій машині водій може сам із кабіни контролювати процес розвантаження. При цьому, розвантаження йде швидше та точніше.

Рис. 2.119. Автобетонозмішувач з переднім розвантаженням

У комплектацію багатьох моделей АБЗ входить додаткове обладнання:

подовжений жолоб для розвантаження розчину завдовжки від 1,5 до 2 м;

транспортерна стрічка;

бетононасос;

розсувна вежа з рукавом для закачування розчину на висоту

(рис. 2.121).

На рис. 2.120 зображено автобетонозмішувач із транспортерною стрічкою.

Рис. 2.120. АБЗ із транспортерною стрічкою

Стрічка є трисекційним конвеєром довжиною 10 - 14 метрів і шириною 40 см, що дозволяє подавати бетон на висоту до 4 метрів. Транспортер встановлено на поворотну опору, що дозволяє повертати його напрямними роликами за допомогою гідравлічного приводу від шасі базового. Продуктивність транспортера становить понад 60 м³/годину. Управління стрічкою проводиться за допомогою блоку управління, розташованого поруч із розвантажувальним лотком, а для забезпечення стійкості автобетонозмішувача в зоні задньої опори встановлені аутригери.

Використання конвеєра дозволяє працювати на будівельних об'єктах з більш жорстким і щільним бетоном (щільністю від 2,4 т/м³ з осадкою конуса 3–5 см), який використовують під час будівництва опор мостів, ГЕС і тунелей, тобто у місцях, де висуваються високі вимоги до якості бетонної суміші.

Марка спеціалізованих автомобілів PUMI є представником класу спеціалізованої будівельної техніки.

Це машина, що поєднує в собі змішувач (міксер) та бетононасос для прокачування бетонної суміші.

Автобетонозмішувачі PUMI використовують на будівельних об'єктах, доступ на які заважкий або на них автобетононасос і міксер разом не має можливості розмістити. За допомогою PUMI, зазвичай, здійснюють перевезення бетону (об'єм бочки до 10 м³) та його подачу.

Використання автобетонозмішувача з насосом суттєво прискорює процес заливання бетону.

Рис. 2.121. PUMI 25-4 Q/CS/S

Слід виділити три основних фактори, що є перевагами даної техніки:

подача бетону АБЗ PUMI здійснюється з високою швидкістю та, за рахунок великої довжини стріли, на відстань від 16 до 36 метрів;

підвищена маневреність. Це вимагає меншу площу для роботи та полегшує процес подачі бетону не лише у міських умовах, а й у заміському будівництві.

Останнім часом збільшилася частина автобетонозмішувачів із встановленням обладнання на напівпричепі (рис. 2.122).

Рис. 2.122. Напівпричіп-бетонозмішувач

Напівпричіп має дві виносні опори, на які бетонозмішувач встановлюється після прибуття автопоїзда на будівельний об'єкт, доки тягач не доставить черговий завантажений напівпричіп і не забере для завантаження звільнений. Привід змішувального барабана здійснюється від автономного двигуна через гідромеханічну передачу. Автобетонозмішувачі на напівпричепах досить маневрені і успішно експлуатуються в обмежених умовах будмайданчика.

Додаткова підйомна вісь у потрібний момент бере на себе частину навантаження, тим самим розвантажуючи приводну вісь і дозволяючи суттєво збільшити вантажопідйомність автомобіля загалом. В останні роки АБЗ на шасі з підйомними осями, встановленими між керованою і провідною осями або за провідною віссю, отримали на Заході досить широке поширення. За кордоном відомі АБЗ навіть на 6-осних шасі. Звичайно, такі АБЗ мають досить великий радіус повороту, хоча зазвичай керованими є кілька осей. Щоб покращити маневреність таких автомобілів, використовують підкатні осі, які можна підняти під час проходження крутого повороту, зменшивши тим самим опір кочення коліс та зменшивши радіус повороту. Підйомні осі, розташовані позаду ведучої, часто оснащені механізмом «підрулювання», який повертає колеса у бік, протилежний до тієї, в яку повертаються керовані колеса. Коли передача заднього ходу включається, ці осі автоматично піднімаються.

Рама напівпричепа зварна, двотаврового перерізу, виготовлена з високоякісної конструкційної сталі має низько розташований центр ваги, що підвищує витривалість та стійкість на дорозі. У свою чергу сам барабан із збільшеною товщиною від 4,5 до 5 мм у місцях частого зносу, виконаний із зносостійких легованих сталей.

Система подачі води для промивання барабана має 600-літровий бак із градуйованою шкалою. Також для забезпечення промивання барабана в зимовий час є система підігріву води вихлопними газами від автономного двигуна.

Для точного розвантаження бетону барабан оснащений поворотним розвантажувальним лотком з відкидним кронштейном, до якого можна додатково приєднати до двох лотків. Змішувач має ергономічні сходи та розвантажувальний пристрій, що не дозволяють розбризкуватися бетону, тримач запаски в передній частині напівпричепа та опорний пристрій.

Гірничо-шахтна самохідна машина для приготування та доставки бетонної суміші у підземних виробках (рис. 2.123).

Рис. 2.123. Шахтний самохідний бетонозмішувач MIXKRET 3

Шахтний самохідний бетонозмішувач MIXKRET фірми Putzmeister має надійну міцну конструкцію, спеціально розроблену для підземних робіт у гірничодобувному виробництві, а також тунелебудуванні та призначений для приготування та транспортування бетонних сумішей під час підземних робіт.

Ці машини мають невеликі габаритні розміри, максимальний об'єм бетонної суміші, що перевозиться, 6 м³, максимальна швидкість 20 км/год, максимальний поздовжній ухил 30%, максимальний поперечний нахил 10%.

Кабіна обладнана захистом FOPS/ROPS. Трансмісія гідростатична.

Останнім часом набули широкого поширення самозавантажувані автобетонозмішувачі (рис. 2.124).

Рис. 2.124. Самозавантажувальний автобетонозмішувач

Всі автобетонозмішувачі із самозавантаженням класифікуються:

за способом завантаження змішувального барабана: з фронтальним завантаженням; з заднім завантаженням

Під час переднього типу завантаження оператор візуально з кабіни контролює весь процес заповнення змішувального барабана. Під час заднього завантаження, контроль завантаження інертних матеріалів у змішувач можливий за наступних умов: у кабіні оператора встановлено поворотне на 180° крісло та встановлена система відеоспостереження.

За типом розвороту змішувального барабана та кабіни оператора: змішувач і кабіна закріплені стаціонарно та не розвертаються; змішувач розвертається разом із кабіною оператора на кут від 0° до 360°; змішувач розвертається без кабіни оператора на кут від 180°

За принципом зважування інертних матеріалів: зважування інертних матеріалів у ковші; зважування інертних матеріалів у змішувальному барабані; комбінована система (зважування і в ковші, і в змішувальному барабані)

Оператор за допомогою рідкокристалічного дисплея, розташованого в кабіні, задає рецепт із зазначенням ваги кожного компонента, бетонної суміші що завантажується. Потім він опускає ківш і рухом машини наперед наповнює його. Далі, під час підйому, у певній точці, ківш фіксується і зважує. Під час повного підняття ковша відкривається гідравлічна заслінка та компоненти висипаються у змішувач. Під час повторення відповідних дій згідно з рецептом у змішувачі набирається необхідна кількість компонентів. Подача води здійснюється із навісних баків машини або із зовнішнього джерела. Кількість води, що подається, вимірюється лічильником у літрах і відображається на дисплеї. У процесі завантаження та після нього відбувається перемішування обертанням змішувального барабана.

Вивантаження готової суміші відбувається обертанням барабана у зворотний бік. Поворотний на 360° змішувач з кабіною дає перевагу оператору під час розвантаження бетону в потрібній точці, значно спрощуючи роботу.

Перегляд відео:

Автобетонозмішувач з самозавантаженням FIORI DB 180

https://www.youtube.com/watch?v=uk1067lGIZI

Бетоновоз MAN TGS

https://youtu.be/rbc5K4lEr3o

Бетоновоз Mерседес Бенц Arocs

https://youtu.be/c7JACm_nAUI

Техніка для бетономішалок: ZF ECOMIX

https://youtu.be/Cann4cOWwSU

Бетон всередині змішувача

https://youtu.be/Jc0LktDfeM8

Автобетонозмішувачі

https://youtu.be/o5PifRInInM

Найсучасніші вантажівки та обладнання в бетонній промисловості

https://youtu.be/ZDNnYRO6eZ8

Використання вибухівки для очищення бетоновоза

https://youtu.be/MBsLVYM5Grc

Liebherr – Автоміксер з електроприводом барабана

https://youtu.be/vf6ShlpjSMw

Питання для самоконтролю

1. Призначення автомобілів-цистерн. 2. Класифікація автомобілів-цистерн. 3. З яких матеріалів виготовляються автомобільні цистерни? 4. Назвіть типи автомобільних цистерн. 5. Особливості конструкції цистерн для перевезення небезпечних вантажів: нафтопродуктів. 6. Особливості конструкції цистерн для перевезення небезпечних вантажів: зріджених газів. 7. Розрахунок основних конструктивних параметрів автомобілів-цистерн. 8. Особливості конструкції цистерн для перевезення наливних продуктів харчування. 9. Особливості конструкції цистерн для перевезення сипких продуктів харчування. 10. Особливості конструкції цистерн для перевезення бітуму. 11. Особливості конструкції цистерн для перевезення живої риби. 12. Особливості конструкції цистерн для перевезення поршкоподібних будівельних матеріалів. 13. Особливості конструкції цистерн для перевезення будівельних розчинів.

Попередня тема

На початок