Баллон давления

 

БАЛЛОН ДАВЛЕНИЯ, содержащий несущие слои, выполненные из композиционного материала, герметизирующий металлический слой и крышки, соединенные между собой тягами, отличающийся тем, что, с целью более полного использования прочностных свойств композиционного материала и упрощения технологии изготовления баллона давления, герметизирующий металлический слой выполнен из отдельных листовых элементов, зона сопряжения которых снабжена накладными пластинами, жестко связанными, например, сваркой с листовыми элементами герметизирующего металлического слоя с образованием вильчатого соединения листовых элементов, установленными с их взаимным перемещением. & S к hr f fff f J J Ai-i g Vi s oo u 4 j;||g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„1083024

Г17С Ц00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Диг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3533716/23-26 (22) 04.01.83 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) А. П. Пелагенко, В. И. Озеров, А. М. Зверев и М. И. Корень (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством стеклопластиков Института механики

АН УССР (53) 66.025 (088.8) (56) 1. Образцов И. Ф., Васильев В. В.

Бунаков В. А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов, М., «Машиностроение», 1977, с. 51.

2. Патент США №:3446385, кл. 220 — 3;

1966. (54) (57) БАЛЛОН ДАВЛЕНИЯ, содеРжащий несущие слои, выполненные из композиционного материала, герметизирующий металлический слой и крышки, соединенные между собой тягами, отличающийся тем, что, с целью более полного использования прочностных свойств композиционного материала и упрощения технологии изготовления баллона давления, герметизирующий металлический слой выполнен из отдельных листовых элементов, зона сопряжения которых снабжена накладными пластинами,. жестко связанными, например, сваркой с листовыми элементами герметизирующего металлического слоя с образованием вильчатого соединения листовых элементов, установленными с их взаимным перемещением.

1083024

Изобретение относится к конструкциям комбинированных баллонов давления многоразового использования и может быть использовано в качестве газовых баллонов автомобилей, работающих на газе.

Известен баллон давления, содержащий цилиндр, изготовленный непрерывной намоткой композиционного материала на .металлическую герметичную оболочку, представляющую собой сварную конструкцию из листового материала (1J 10

Недостатком этой конструкции является низкая усталостная прочность. В конструкции не полностью используются прочностные свойства волокнистого композиционного материала вследствие разности модулей упругости материала металлической оболочки и композиционного материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является баллон давления, содержащий несущие слои, выполненные из композиционного материала и герметичный металлический слой, выполненный в виде гофрированной цилиндрической оболочки. Наличие гофр на герметичной цилиндрической оболочке позволяет допустить большие деформации несущего слоя за счет деформа- 25 ции гофрированных участков герметичной оболочки (2).

Однако это приводит к усложнению технологии изготовления баллона, так как наличие гофр на внутренней герметичной обо- З0 лочке требует введения между ними несжимаемой среды для обеспечения возможности намотки внешнего несущего слоя.

Цель изобретения — более полное использование прочностных свойств композиционного материала и упрощение технологии из- З5 готовления баллона давления.

Поставленная цель достигается тем, что в баллоне давления, содержащем несущие слои, выполненные из композиционного ма- 4 териала,крышки, соединенные между, собой тягами, и металлический герметизирующий слой, последний выполнен из отдельных листовых элементов, зона сопряжения которых снабжена накладными пластинами, жестко связанными, например, сваркой с листовы- 45 ми элементами герметизируюи его металлического слоя с образованием вильчатого соединения листовых элементов, установленными с их взаимным перемещением.

На фиг. 1 изображен баллон давления, продольное сечение; на фиг. 2 — сечение 50

А — А на фиг. 1.

Баллон давления состоит из цилиндрической металлической герметизирующей обо-. лочки 1, усиленной кольцевыми слоями 2 композиционного материала, например, на основе стекловолокна ВМС и связующего

ЭФ вЂ 32 †301 . Цилиндрическая металлическая герметизирующая оболочка 1 выполнена из отдельных элементов 3. Элементы 3 состоят из листов 4 и 5, имеющих кривизну цилиндра, к которым по обеим продольным сторонам приварены герметично пластины, причем пластины 6 и 7 приварены к листу 4, а пластина 8 — к листу 5. Пластины 6 — 8 образуют вильчатое соединение с листами 4 и 5. Цилиндрическая оболочка

1 собрана стыковкой нескольких элементов 3, которые своими листами 4 и 5 и пластинами 6 — 8 со снятыми «на ус» кромками заходят в клиновидные зазоры 9,,предварительно заполненные герметиком 10, и запирают их. При намотке кольцевыми слоями 2 цилиндрическая оболочка 1 получает дополнительное обжатие и зазоры 9 запираются еще более плотно. Таким образом, между листами 4 и 5 образуется стык по типу лабиринта, который при внутреннем давлении обеспечивает герметичность за счет того, что весь пакет стыка прижимается к кольцевым слоям композиционного материала 2 и пластины 6 — 8 плотно прижимаются к листам 4, 5 и друг к другу. В то же время такой стык позволяет свободно перемещаться листам 4 и 5 относительно друг друга в окружном направлении, увеличивая тем самым внутренний диаметр оболочки, пока всю нагрузку не воспримут кольцевые слои 2 композиционного материала. Торцы металлической оболочки закрыты крышками ll с помощью тяг 12 и.таек

13. В проточках крышек по стыку проложены герметизирующие прокладки 14. Стык также заполнен герметиком 10, В крышке выполнен штуцер 15.

Позицией 16 обозначен сварной шов.

В предлагаемом техническом решении металлическая оболочка выполняет только функцию герметизации, а всю нагрузку несут кольцевые слои композита, что позволяет полностью использовать их несущие свойства при больших давлениях. Отсутствие зон изгиба и концентраторов напряже ний также способствует увеличению усталостной прочности.

Предлагаемый баллон прост в изготовлении, так как нет необходимости в укладке спиральных слоев композита, что поз. воляет осуществлять массовое производетво таких баллонов.

1083024

Составитель В. Продан

Техред И. В. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, 7K †. 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Лушникова

Заказ 748 34