Сферический двухслойный сосуд давления

 

СФЕРИЧЕСКИЙ ДВУХСЛОЙНЫЙ СОСУД ДАВЛЕНИЯ, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки, установленные с зазор ом, заполнен15 1м жидкостью , и систему фиксации внутренней оболочки относительно внешней, о тличающийся тем,что, с целью уменьшения металлоемкости конструкции и повышения надежности ее работы в условиях интенсивных внутренних импульсов давления, система фиксации внутренней оболочки относительно внешней выполнена из двyзi колец, свободно надетых на внутреннюю оболочку выше и ниже ее экваториальной линии, и кольцевой бапки, закрепленной на экваториальной линии внешней оболочки, при этом кольца и кольцевая балка связаны между собой i ленточными подвесками, шарнирно зак ( репленными своими концами к коль (Л цам и кольцевой балке. 00 со Слд 4:;i. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

О9) SU (и) 3(511 F 17 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р:1, . (21) 3457683/23-26 „ (22) 15,06. 82 (46) 30.04. 84. Бюп. Р 16 (72) С.А. Климов, В.И. Паничкин и В.С.Кабанов (71) Ордена Трудового Красного Энамени центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (53) 66.023-987 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 779557, кл. Е 02 Н 7/14 1977.

2. Патент CHIA Р 3191792, кл. 220-3, 1965. (54) (57) СФЕРИЧЕСКИЙ ДВУХСНОЙНЬЙ

СОСУД ДАВЛЕНИЯ, содержаций внутреннюю и внешнюю оболочки, установленные с эаэором,заполненным жидкостью, и систему фиксации внутренней оболочки относительно внешней, о тли чающий ся тем,что, с целью уменьшения металлоемкости конструкции и повышения надежности ее работы в условиях интенсивных внутренних импульсов давления, система фиксации внутренней оболочки относительно внешней выполнена из двуМ колец, свободно надетых на внутреннюю оболочку выше и ниже ее экваториальной линии, и кольцевой балки, закрепленной на экваториальной линии внешней оболочки, при этом кольца и кольцевая бапка связаны между собой ленточными подвесками, шарнирно эак-! репленными своими концами к кольцам и кольцевой балке.

1089343

Изобретение относится к строительству крупногабаритных сфериче ских сосудов давления, нагружае их интенсивными импульсами внутреннего давления и температуры, и может найти 5 применение в качестве защитной оболочки дпя сдерживания внутренних импульсов, возникающих в результате аварии, сопровождающейся взрывом газовой смеси, а также технологических взрывных процессов (например, сварка и упрочнение взрывом) и других областях.

Известен сферический сосуд давления, включающий корпус с оболочкой, 15 опорную часть, позволяиицую установить сосуд с воздушной или жидкостной прослойкой во второй сосуд: цилиндрической форьа fl) .

Однако наличие свободного зеркала 20 жидкости в такой системе приводит при импульсном нагружении сферического сосуда к гидравлическим ударам, которые возникают в результате отраже ния волн оТ днища и стенок цилинд- 25 рического резервуара, что в свою очередь приводит к выбросу жидкос. ти sa пределы внешней цилиндрической оболочки .

Наиболее близким к предлагаемо- 30 му по технической сущности и достигаемому эффекту является сферический двухслойный сосуд давления, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки, установленные е зазором, и систему З5 фиксации внутненней оболочки относительно внешней, выполненную в виде жестких перемычек (2) .

Недостатком этой конструкции явЛяется то, что разгрузка внутренней 40 несущей оболочки возможна только при действии статического давления.

При динамическом нагружении систеж во внутренней и внешней оболочках в месте крепления жестких перемычек . возникают местные напряжения, которые существенно снижают надежность работы сосуда давления. Кроме тога, наличие перемычек повышает металлоемкость система.

При воздействии импульса возникают колебания внутренней оболочки 1, которые происходят без препятствий со стороны системы подвески, так как .50 кольца 4 связаны с поверхностью только через упругие прокладки, а ленточные подвески 5 создают малые усилия при колебаниях оболочки l . Одновременно с колебанием оболочки I в жидкость

3 излучаются волны, которые, отража5$ ясь от оболочки 2, вызывают кавитацию в жидкости 3, возвращаются на оболочку 1, способствуя уменьше. нию амплитуды колебаний и динамичесЦепь изобретения - уменьшение метаплоемкости конструкции и повышение надежности ее работы в условиях интенсивных внутренних импульсов давления.

Поставленная цель достигается тем, что в сферическом двухслойном сосуде давления, содержащем внутреннюю и внешнюю оболочки, установленные с зазором, заполненным жидкостью, и систему фиксации внутренней оболочки относительно внешней, последняя выполнена из двух колец, свободно надетых на внутреннюю оболочку выше и ниже ее экваториальной линни, и кольцевой балки, закрепленной на экваториальной линии внешней оболочки, при этом кольца и кольцевая балка связаны между собой ленточными подвесками, шарнирно закрепленными своими концами к кольцам и кольцевой балке.

На фиг.1 представлен сферический двухслойный сосуд давления, общий внд,", на фиг.2 — узел крепления подвесок к кольцевой балке.

Предп аг ае мая кон стр укция состоит из внутренней оболочки I внешней оболочки 2, жидкости 3, .заполняющей зазор величиной и r. Внутренняя оболочка 1 удерживается кольцами 4, ленточными подвесками 5, соединенными с экваториальной кольцевой балкой 6.

Опорные втулки 7 снабжены вкладыша-. ми 8 и 9.Ленточные подвески 5 присоединены к кольцевой балке 6 коробчатого сечения с помощью шарнирных опор 10 прикрепляемых бол.тами 1! .

Конструкция иэ двух сферических оболочек I и 2 с зазором, заполненным жидкостью 3, подвешена на внешних ленточных опорах 12, опирающихся на внешнюю кольцевую коробчатую бал" ку 13 с домкратами и опорным узлом

14,цилиндрической стержневой опорной башни 15 со стойками 16 и связями 17.

Уравновешивание усилий в ленточных подвесках 5 обеспечивается с помощью контролируемого равномерного натяжения болтов 11, крепящих шарнирную опору к коробчатой балке 6 через упругие прокладки 18. где 5r

ВНИИ ПИ

Тираж 4?1

Заказ 2906/34

Подписное

3 10893 ких напряжений в оболочке 1. Оптимальное распределение динамических напря-. жений в оболочках 1 и 2 достигается при назначении размера зазора, запол-. ненного жидкостью, в соответствии с 5 пр едлагаежм соотношением.

Величина зазора между внутренней: и внешней оболочками устанавливается из соотношения

С т =0.1? величина зазора между оболочками; скорость распространения звука в жидкости, И период собственных колебаний внутренней оболочки в воздухе без учета подвесок.

Применение сферического двухслойного сосуда давления с зазором, заполненным жидкостью, при, динамических импульсных нагрузках обеспечивает возможность варьировать в процессе проектирования максимумами параметров напряженно-деформированного состояния оболочек, что позволяет оптимизировать конструкцию. В частности, при использовании двухслойной конструкции с водяным зазором максимальные . напряжения в материале оболочек снижаются по сравнению с эквивалентным по весу однослойным сосудом, ли-. бо при равном уровне максимальных напряжений обеспечивается .существенное снижение расхода металла. филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4