Способ изготовления баллонов высокого давления и баллон высокого давления

Изобретения относятся к обработке металлов давлением, а именно к производству баллонов высокого давления. Способ включает формирование обечайки, последовательный обжим по меньшей мере одного открытого конца обечайки с формированием днища и горловины, которое ведут с образованием по меньшей мере двух сопряженных конических поверхностей с увеличением центрального угла от обечайки к горловине. После по меньшей мере одного обжима проводят термообработку обжатого конца обечайки. Баллон высокого давления включает обечайку и два днища, одно из которых снабжено горловиной для установки запорной арматуры. Днища и горловина изготовлены за одно целое, днище от обечайки до горловины выполнено в форме совокупности по меньшей мере двух сопряженных боковых поверхностей круглых правильных усеченных конусов, причем каждое такое сопряжение выполнено в виде соединения боковых поверхностей усеченных конусов по линиям оснований их меньшего и большего диаметров соответственно. Соединения могут быть выполнены плавными, с радиусными переходами. Упрощается конструкция баллона и повышается технологичность его изготовления. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении баллонов высокого давления.

Известен способ изготовления баллонов высокого давления, включающий ориентацию втулки, формирование горловины на стакане (обечайке), фиксацию втулки в горловине с последующей герметизацией смыка. Как показано на фиг.2 описания, в обечайке формируются два днища, одно - являющееся дном стакана обечайки, другое - верхнее, снабженное горловиной, в которую устанавливается втулка с резьбой под запорную арматуру (см. описание к патенту РФ №2153127, МПК F 17 C 1/00, B 21 D 51/24, опубл. 20.07.2000, бюл. №20).

Этот способ предусматривает изготовление двух деталей, скрепляемых затем с помощью операций сварки. Изготовление двух деталей - обечайки и втулки и введение дополнительной операции сварки существенно влияет на трудоемкость процесса изготовления баллона.

Известна конструкция баллона высокого давления, включающая корпус в виде обечайки из трубной заготовки с отформированными двумя днищами, одно из которых снабжено горловиной с резьбовым отверстием для установки запорной арматуры. Баллон снабжен заформованной в горловину втулкой с внутренней резьбой.

Наружная поверхность втулки снабжена кольцевыми выступами, а втулка изготовлена из материала, коэффициент температурного расширения которого не превышает коэффициент температурного расширения основного материала (см. описание к патенту СССР №1838712, МКИ ⁵ F 17 C 1/00, B 21 D 22/16, опубл. 30.08.93, бюл. №32).

Это техническое решение является конструктивно и технологически сложным, т.к. баллон с горловиной изготавливается из двух частей, соединяемых между собой. Не исключена возможность появления зазоров между втулкой и обечайкой, что потребует необходимости вводить дополнительную операцию - сварку места соединения втулки и обечайки.

Задачей и техническим результатом в части способа и устройства является упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в способе изготовления баллонов высокого давления, включающем формирование обечайки, последовательный обжим, по меньшей мере, одного открытого конца обечайки с формированием днища и горловины, формирование днища ведут с образованием, по меньшей мере двух сопряженных конических поверхностей с увеличением центрального угла α ₁...α _n от обечайки к горловине.

Кроме того, предельная величина центрального угла α не может составлять более 180° .

Кроме того, после, по меньшей мере, одного обжима производят термообработку открытого конца обечайки.

Указанный технический результат в части баллона достигается тем, что в баллоне высокого давления, включающем обечайку и два днища, одно из которых снабжено горловиной для установки запорной арматуры, обечайка, днища и горловина изготовлены за одно целое, днище от обечайки до горловины выполнено в форме совокупности, по меньшей мере, двух сопряженных боковых поверхностей круглых правильных усеченных конусов, причем каждое такое сопряжение выполнено в виде соединения боковых поверхностей усеченных конусов по линиям оснований их меньшего и большего диаметров соответственно.

Кроме того, соединение боковых поверхностей усеченных конусов выполнено плавным, с радиусным переходом.

Кроме того, соединения наружных поверхностей обечайки и горловины с боковыми поверхностями усеченных конусов выполнены плавными, с радиусными переходами.

Заявленные способ и устройство иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 изображена заготовка-обечайка из трубы, на фиг.2 - формирование первого из усеченных конусов, на фиг.3 - формирование горловины и конструкция баллона с днищем, выполненным в форме совокупности двух правильных усеченных круглых конусов, на фиг.4 - конструкция баллона с плавными радиусными переходами соединений боковых поверхностей усеченных конусов и наружных поверхностей горловины и обечайки с боковыми поверхностями усеченных конусов.

Заявленные способ и устройство реализуются следующим образом.

Вначале производят формообразование обечайки отрезкой трубной заготовки 1 (фиг.1) необходимого диаметра и длины. Затем производят с помощью обжима на закатной машине формирование днища без горловины и днища с горловиной, формируя вначале первую конусную поверхность 2 (фиг.2) с центральным углом α ₂, причем угол α ₂&γτ;угла α ₁ (фиг.3).

По окончании формирования сопряженных конусных поверхностей формируют горловину 4.

Для уменьшения концентрации напряжений в местах сопряжения конических поверхностей между собой и с наружными поверхностями горловины и обечайки их выполняют плавными, с радиусными переходами.

Предельная величина центрального угла α не превышает 180°. После по меньшей мере одного обжима производят термообработку обжатого конца.

Способ изготовления баллонов и баллон могут быть неоднократно реализованы с помощью известных технологий и материалов, следовательно, изобретение удовлетворяет условию “промышленная применимость”.

1. Способ изготовления баллонов высокого давления, включающий формирование обечайки, последовательный обжим по меньшей мере одного открытого конца обечайки с формированием днища и горловины, отличающийся тем, что формирование днища ведут с образованием, по меньшей мере двух сопряженных конических поверхностей с увеличением центрального угла α ₁...α _n от обечайки к горловине.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование горловины ведут с увеличением центрального угла α до предельной величины, равной 180° .

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после по меньшей мере одного обжима проводят термообработку обжатого конца обечайки.

4. Баллон высокого давления, включающий обечайку и два днища, одно из которых снабжено горловиной для установки запорной арматуры, отличающийся тем, что обечайка, днища и горловина изготовлены за одно целое, днище от обечайки до горловины выполнено в форме совокупности по меньшей мере двух сопряженных боковых поверхностей круглых правильных усеченных конусов, причем каждое такое сопряжение выполнено в виде соединения боковых поверхностей усеченных конусов по линиям оснований их меньшего и большего диаметров соответственно.

5. Баллон по п.4, отличающийся тем, что соединение боковых поверхностей усеченных конусов выполнено плавным, с радиусным переходом.

6. Баллон п.4 или 5, отличающийся тем, что соединения наружных поверхностей горловины и обечайки с боковыми поверхностями усеченных конусов выполнены плавными, с радиусными переходами.