Патент на изобретение №2208728

(54) ЗАКРЕПЛЯЕМЫЙ СОСУД ДАВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Закрепляемый сосуд давления предназначен для хранения газового топлива на транспортных средствах. Сосуд давления состоит из металлической оболочки, имеющей цилиндрическую обечайку, упрочненную обмоткой из нитевидного материала. Сосуд закрепляется на несущих конструкциях изделия любого назначения. При этом в сосуде между металлической оболочкой и обмоткой или между слоями обмотки вложены параллельно оси сосуда одна или несколько полос из прочного материала с профилем, обеспечивающим плотное прилегание поверхностей каждой полосы к соприкасающимся с ней слоям обмотки или поверхности оболочки, причем каждая полоса имеет части, выступающие из обмотки, которые прикреплены к несущим конструкциям изделия. Технический результат – повышение надежности. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению в области изготовления сосудов, работающих под давлением, имеющих упрочняющую обмотку, преимущественно устанавливаемых на транспортных средствах.

Для хранения газового топлива на транспортных средствах применяют облегченные сосуды, работающие под давлением, состоящие из металлической оболочки, имеющей цилиндрическую обечайку, упрочненную обмоткой из нитевидного материала. Для крепления этих сосудов на транспортном средстве применяют охватывающие сосуд хомуты, которыми он прижимается к ложементу (Морев А.И., Ерохов В. И. Эксплуатация и техническое обслуживание газобаллонных автомобилей. М.: Транспорт, 1988, с.55-67). Такой способ крепления сосуда необходим, поскольку его поверхность не имеет вдоль обечайки мест, свободных от обмотки. При этом смещению сосуда в осевом направлении препятствует только сила трения, которая значительно меньше усилия прижима сосуда хомутом. В то же время сосуды с упрочняющей обмоткой имеют повышенное по сравнению с сосудами из сплошного материала относительное увеличение наружного диаметра обечайки при заполнении сосуда веществом до рабочего давления. Охватывающий сосуд хомут, изготовленный из сплошного материала, не допускает повышенной деформации, что приводит к возникновению неравномерности напряжений в стенке сосуда и может привести к его разрушению. Для избежания подобных явлений применяются компенсирующие прокладки и специальная конструкция хомутов.

Задачей изобретения является повышение надежности крепления сосуда при сохранении его прочности.

Поставленная задача достигается тем, что в закрепляемом сосуде давления, состоящем из металлической оболочки, имеющем цилиндрическую обечайку, упрочненную обмоткой из нитевидного материала, и закрепляемом на несущих конструкциях изделия любого назначения, между металлической оболочкой и обмоткой или между слоями обмотки вложены параллельно оси сосуда одна или несколько полос из прочного материала, с профилем, обеспечивающим плотное прилегание поверхностей каждой полосы к соприкасающимся с ней слоям обмотки или поверхности оболочки, причем каждая полоса имеет части, выступающие из обмотки, которые прикреплены к несущим конструкциям изделия.

При этом в предпочтительном варианте выполнения сосуда, по крайней мере, одна выступающая из обмотки часть является концом полосы, которая отогнута в наружную от сосуда сторону, образуя угол с осью сосуда.

Преимущественно в длинных сосудах, с большим отношением длины к диаметру, поставленная задача может быть достигнута тем, что, по крайней мере, одна из выступающих из обмотки частей может быть выполнена в виде плоского ребра, расположенного на внешней по отношению к сосуду стороне полосы перпендикулярно к оси сосуда, и проходит между параллельными витками обмотки.

А также сосуд, закрепляемый на несущих конструкциях изделия через промежуточный элемент, может быть скреплен последним с выступающими из обмоток частями всех полос.

Поскольку все витки обмотки под действием давления внутри сосуда растягиваются, каждая из полос, как помещенных между металлической оболочкой и обмоткой, так и помещенных между слоями обмотки, оказывается прижата к сосуду внешними по отношению к ней витками обмотки и тем сильнее, чем выше давление внутри сосуда. При этом прочность других элементов сосуда сохраняется, так как их целостность не нарушается.

Сосуды, упрочненные наружной обмоткой для обеспечения прочности при максимальном рабочем давлении и режим работы которых предусматривает возможность снижения в них давления до уровня давления в окружающей среде, могут становиться в этих случаях недостаточно жесткими для крепления с помощью одной или нескольких не связанных друг с другом полос. В таких сосудах выступающие из обмотки части, которыми могут быть плоские ребра, отогнутые наружу концы или другие части полос, в том числе полос, помещенных между металлической оболочкой и обмоткой или помещенных между слоями обмотки, могут быть соединены между собой и с несущими конструкциями изделия, к которому прикрепляется сосуд, по крайней мере, одним жестким промежуточным элементом. Полоса (полосы) вместе с жестким промежуточным элементом образуют пространственную конструкцию, компенсирующую недостаточную жесткость сосуда в порожнем состоянии.

На фиг.1 показан продольный разрез заявляемого сосуда с полосами, встроенными в обечайку, у которых наружу выступают концы.

На фиг. 2 показан поперечный разрез сосуда с встроенными в обечайку полосами.

На фиг. 3 показаны возможные модификации выступающих из обмотки частей полосы.

На фиг.4 показан вид по А на фиг.3.

На фиг. 5 показан сосуд с полосами, связанными между собой и с несущими конструкциями изделия, на котором закрепляется сосуд через жесткий промежуточный элемент.

На фиг.6 показан вид по Б на фиг.5.

На продольном разрезе сосуда (фиг.1) показана металлическая оболочка 1, состоящая из цилиндрической обечайки, к которой приварены днища, и упрочняющая обмотка 2 и 3, состоящая из нескольких слоев. Между металлической оболочкой 1 и внутренним слоем обмотки 2 вдоль образующей цилиндра обечайки вложена полоса 4, выполненная из прочного материала, профиль которой, как показано на фиг.2, позволяет плотно прилегать внутренней стороной к металлической оболочке 1 и внешней стороной к внутреннему слою обмотки 2. Полоса 5 также может быть вложена между слоями обмотки. Из обмотки 2 и 3 выступают части полосы 4 и 5 и закрепляются известным способом, например болтовым соединением, на несущих конструкциях 6 (фиг.1) изделия, на котором требуется установить сосуд. Полосы 4 и/или 5 под действием предварительного натяжения обмотки и внутреннего давления в сосуде оказываются прочно “защемлены” на обечайке и, будучи прикрепленными за выступающие из-под обмоток части к изделию, на котором устанавливается сосуд, удерживают сосуд на месте установки. При этом исключено какое-либо нарушение целостности обечайки.

Как показано на фиг. 3, выступающие из обмотки части 7 и 8 полосы 4, встроенной между обмоткой 2 и металлической оболочкой 1, для удобства монтажа могут быть отогнуты на некоторый угол к оси сосуда (часть 7) или перпендикулярно оси сосуда (часть 8). Средняя часть 9 полосы 4 может быть выполнена в виде плоского ребра, расположенного перпендикулярно оси сосуда, как показано на фиг. 4, и проходящая между витками обмотки наружу, выступая из наружного слоя 3 обмотки. Сосуд крепится к несущим конструкциям изделия за выступающие части полос и ребер любым известным способом, обеспечивающим прочность крепления.

На фиг.5 и 6 показано крепление сосуда, имеющее повышенную жесткость. К выступающим частям 8 полос и/или ребер 9 присоединены известным способом жесткие промежуточные элементы 10 и/или 11, которые вместе с полосами 4 образуют жесткую пространственную конструкцию. К несущим конструкциям изделия, на которое крепиться сосуд, в этом случае прикрепляются жесткие промежуточные элементы 10 и/или 11, соединяющие между собой полосы. Жесткая пространственная конструкция из полос и связывающих их элементов способна нести на себе сосуд даже при полной потере им жесткости вследствие опорожнения.

Технический результат изобретения во всех случаях достигается тем, что стенки сосуда сохраняют целостность и не несут никаких нагрузок, кроме давления среды и веса сосуда.

Формула изобретения

1. Закрепляемый сосуд давления, состоящий из металлической оболочки, имеющей цилиндрическую обечайку, упрочненную обмоткой из нитевидного материала, закрепляемый на несущих конструкциях изделия любого назначения, отличающийся тем, что между металлической оболочкой и обмоткой или между слоями обмотки вложены параллельно оси сосуда одна или несколько полос из прочного материала с профилем, обеспечивающим плотное прилегание поверхностей каждой полосы к соприкасающимся с ней слоям обмотки или поверхности оболочки, причем каждая полоса имеет части, выступающие из обмотки, которые прикреплены к несущим конструкциям изделия.

2. Закрепляемый сосуд давления по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере одна выступающая из обмотки часть является концом полосы, которая отогнута в наружную от сосуда сторону, образуя угол с осью сосуда.

3. Закрепляемый сосуд давления по п.1 или 2, отличающийся тем, что по крайней мере одна из выступающих из обмотки частей выполнена в виде плоского ребра, расположенного на внешней по отношению к сосуду стороне полосы перпендикулярно к оси сосуда, и проходит между параллельными витками обмотки.

4. Закрепляемый сосуд давления по любому из пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что сосуд, закрепляемый на несущих конструкциях изделия через промежуточный элемент, скреплен последним с выступающими из обмоток частями всех полос.

РИСУНКИ