Резервуар и способ его производства
Изобретение относится к способу производства резервуара, а также к резервуару для жидкости, предназначенному, в частности, для размещения в ограниченном пространстве. Предпочтительно резервуар является резервуаром для масла, предназначенным для размещения в так называемой «тонкой» гондоле самолета. Предложен способ производства резервуара (1), содержащего основной корпус (4) с несколькими отделениями (7), основание (6), закрывающее нижнюю часть основного корпуса (4), и крышку (5), закрывающую верхнюю часть основного корпуса (4). Способ содержит следующие этапы: формируют металлические листы для изготовления составных частей резервуара (1); соединяют каждую из составных частей посредством стыковой сварки с целью изготовления резервуара (1). Обеспечивается высокая механическая прочность вследствие такой конструкции и способа соединения, уменьшенная масса, кроме того, резервуар легко контролировать посредством неразрушающих испытаний. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу производства резервуара. Настоящее изобретение относится также к резервуару для жидкости, предназначенному, в частности, для размещения в ограниченном пространстве. Предпочтительно резервуар является резервуаром для масла, предназначенным для размещения в так называемой «тонкой» гондоле самолета.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Резервуар для масла является компонентом системы смазки/охлаждения двигателя самолета, обеспечивающим возможность сбора и хранения масла системы смазки.
В двухконтурном турбореактивном двигателе резервуар для масла расположен между гондолой и разделительным корпусом, разграничивающим первичную и вторичную линию потока.
Созданы новые, так называемые «тонкие» гондолы, профиль которых оптимизирован для уменьшения лобового сопротивления. В этих гондолах уменьшено расстояние между гондолой и разделительным корпусом, поэтому возникает необходимость придания резервуару соответствующей формы. В настоящий момент в «тонких» гондолах используются плоские резервуары, то есть их размер в ширину больше, чем в глубину. Они либо выполнены литьем из алюминия, либо механически сваркой из стали. В обоих случаях основные поверхности, то есть плоские поверхности резервуара, поддерживаются множеством стяжек или перегородок.
Такая геометрия не способствует прочности резервуара, в связи с чем приходится увеличивать толщину резервуара и/или количество стяжек/перегородок для обеспечения целостности этих частей. Результатом является значительное увеличение веса и стоимости резервуара, используемого внутри такой «тонкой» гондолы.
Геометрическая форма, близкая к цилиндрической, является наиболее подходящей после сферической, чтобы выдерживать давление и вибрации, характерные для аэронавтики. Однако ограниченное пространство не всегда дает возможность размещения целиком цилиндрического резервуара.
Из уровня техники известные решения, предлагающие резервуары для «тонких гондол», содержащие два цилиндрических корпуса. Недостатком таких резервуаров является то, что на концах они закрыты литыми колпаками, следствием чего является увеличение массы и расходов, связанных с изготовлением этих частей посредством литья.
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение направлено на создание резервуара, специально предназначенного для ограниченных пространств и имеющего очень высокую механическую прочность вследствие своей конструкции и способа соединения.
Изобретение направлено также на производство резервуара уменьшенной массы, который можно изготовить экономичным способом.
Кроме того, изобретение направлено на производство резервуара, который легко контролировать посредством неразрушающих испытаний.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу производства резервуара, содержащего основной корпус с несколькими отделениями, основание, закрывающее нижнюю часть основного корпуса, и крышку, закрывающую верхнюю часть основного корпуса, содержащему следующие этапы:
- формируют металлические листы для изготовления составных частей резервуара;
- соединяют каждую из составных частей посредством стыковой сварки с целью изготовления резервуара.
Согласно частным вариантам осуществления изобретения способ характеризуется по меньшей мере одним из перечисленных ниже признаков или подходящей комбинацией перечисленных ниже признаков:
- соединение каждой из составных частей для изготовления резервуара выполняют посредством исключительно стыковой сварки;
- резервуар формируют путем соединения двух или более составных частей;
- указанные составные части содержат соответственно крышку, каждое из отделений и основание;
- указанные составные части содержат соответственно крышку и две половинных раковины, каждая из которых включает в себя половину основания и половину основного корпуса;
- указанные составные части содержат соответственно две половинные раковины, каждая из которых включает в себя половину крышки, половину основания и половину основного корпуса;
- указанные составные части содержат соответственно основание, крышку и множество частей основного корпуса;
- каждое отделение содержит, на каждом из своих концов, по меньшей мере один выступающий край, позволяющий осуществить стыковое соединение между отделениями.
Настоящее изобретение относится также к резервуару для жидкости для турбореактивного двигателя, содержащему основной корпус с несколькими отделениями, основание, закрывающее нижнюю часть основного корпуса, и крышку, закрывающую верхнюю часть основного корпуса, отличающемуся тем, что основной корпус, основание и крышка выполнены по существу из металлических листов.
Согласно частным вариантам осуществления изобретения, резервуар характеризуется по меньшей мере одним из перечисленных ниже признаков или подходящей комбинацией перечисленных ниже признаков:
- указанный резервуар содержит стыковые сварные швы и не содержит угловых сварных швов;
- каждое отделение содержит, на каждом из своих концов, по меньшей мере один выступающий край, проходящий в направлении, по существу, перпендикулярном продольной оси отделения, и соединяющий отделения друг с другом;
- каждое отделение содержит участок цилиндрической, почти цилиндрической, или овальной формы;
- сечение отделения не является постоянным вдоль продольной оси отделения;
- указанные металлические листы выполнены из стали, нержавеющей стали, меди, латуни, алюминия или сплава на основе алюминия или меди;
- указанный резервуар предназначен для размещения между гондолой и разделительным корпусом турбореактивного двигателя.
Наконец, настоящее изобретение относится к турбореактивному двигателю, содержащему описанный выше резервуар для жидкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой схематические изображения под разными углами предлагаемого резервуара, установленного в турбореактивном двигателе между гондолой и разделительным корпусом.
Фиг. 2 представляет собой два вида в плане предлагаемого резервуара, содержащего соответственно два или три по отделения по существу цилиндрической формы.
Фиг. 3 представляет собой трехмерный вид предлагаемого резервуара, содержащего два отделения.
Фиг. 4 представляет собой трехмерный вид верхней части отделения предлагаемого резервуара. Отделение предназначено для расположения на одном из боковых концов резервуара.
Фиг. 5 представляет собой трехмерный вид верхней части отделения предлагаемого резервуара. Отделение предназначено для расположения в средней части между отделениями с фиг. 4.
Фиг. 6 представляет собой трехмерный вид различных составных частей резервуара, выполненных согласно первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 7 представляет собой трехмерный вид различных составных частей резервуара, выполненных согласно второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 8 представляет собой трехмерный вид различных составных частей резервуара, выполненных согласно третьему варианту осуществления изобретения.
Фиг. 9 представляет собой трехмерный вид различных составных частей резервуара, выполненных согласно четвертому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 10 представляет собой трехмерный вид различных составных частей резервуара, выполненных согласно пятому варианту осуществления изобретения.
Ссылочные обозначения:
| (1) | резервуар; |
| (2) | гондола; |
| (3) | разделительный корпус; |
| (4) | основной корпус; |
| (5) | колпак, называемый также крышкой; |
| (6) | основание; |
| (7) | отделение; |
| (8) | выступающая часть, также называемая выступающим краем, на конце отделения. |
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к резервуару для жидкости, предназначенному, в частности, для установки в ограниченных пространствах, а также к способу его производства. Предпочтительно предлагаемый резервуар 1 является резервуаром для масла, который предназначен для установки в турбореактивном двигателе между так называемой «тонкой» гондолой 2 и разделительным корпусом 3, как изображено на фиг. 1.
Резервуар 1, изображенный на фиг. 2 и 3, содержит основной корпус 4, закрытый на концах соответственно основанием 6 и крышкой 5. Основной корпус 4 содержит отделения 7, имеющие цилиндрическую или почти цилиндрическую форму или овальную форму. Согласно изобретению сечение отделения может изменяться вдоль продольной оси отделения. В этом отношении речь идет скорее о «почти цилиндрической форме», чем о «цилиндрической форме».
Основной корпус 4 содержит по меньшей мере два отделения 7. Он может содержать два, три или более отделений (не изображены), в зависимости от имеющегося пространства и требуемой емкости. На концах отделений имеется выступающий край 8, показанный, в частности, на фиг. 4 и 5, проходящий в направлении по существу перпендикулярно продольной оси отделения и соединяющий отделения после соединения. Выступающий край может иметь любую форму, позволяющую осуществить стыковое соединение между отделениями резервуара. В конфигурации с двумя отделениями каждый конец содержит один выступающий край, как это показано на фиг. 4. В конфигурации, содержащей более двух отделений, отделение или отделения, занимающие промежуточное положение, содержат на каждом конце два выступающих края, как показано на фиг. 5.
Согласно изобретению резервуар в сборе выполнен из штампованных металлических листов или, в общем случае, из изогнутых и/или обрезанных металлических листов без использования цельных литых или механических обработанных деталей. Составные части резервуара сформированы и/или вырезаны таким образом, чтобы их можно соединить изнутри стыковыми сварными швами, что облегчает сварку и обеспечивает возможность ее контроля. В предпочтительном варианте соединение выполняется исключительно стыковыми сварными швами.
Предпочтительно также выполнить резервуар полностью из листов, например, из стали или сплавов алюминия. Необходимо уточнить, что резервуар можно снабдить средствами подачи и/или сбора масла (клапаны и т.д.), которые могут быть выполнены из материалов, отличных от металлических листов. Таким образом, будет более точным в данном случае указание, что резервуар в основном выполнен из металлических листов.
Резервуар можно собрать из различного количества деталей. В качестве примера, не носящего ограничительного характера, ниже описывается способ соединения резервуара, содержащего два отделения.
На фиг. 6 представлен вариант осуществления изобретения, в котором резервуар собран из четырех составных частей: крышки 5, основания 6 и двух отделений 7. Конец отделений имеет особую геометрическую форму в виде выступающего края 8, позволяющего, как уже отмечено, осуществить соединение двух отделений посредством стыковой сварки.
На фиг. 7 представлен другой вариант осуществления изобретения, в котором резервуар собран из трех составных частей. Сборка состоит из крышки 5, а также двух раковин, содержащих каждая половину основания 6 и основного корпуса 4. Как вариант, две раковины могут также включать в себя крышку (в частности, по половине крышки на одну раковину), при этом сборка выполняется из этих двух составных частей (не изображено).
Согласно еще одному варианту осуществления предлагаемого резервуара сборка выполняется соединением шести составных частей. Собранный резервуар состоит из крышки 5, основания 6 и четырех частей отделений 7, как показано на фиг. 8 и 9.
Данный список примеров не является исчерпывающим. Необходимо отметить, что резервуар можно выполнить из любого количества составных частей, при этом объектом изобретения является формирование/резка выполненных из металлического листа составных частей так, что их можно соединить посредством стыковой сварки.
Настоящее изобретение проиллюстрировано для случая резервуара турбореактивного двигателя, однако оно применимо для любого резервуара, предназначенного для установки в ограниченном пространстве, потенциально подверженном вибрациям.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конструкция составных частей позволяет изготовить резервуар полностью из формованных/вырезанных металлических листов. Отказ от литых деталей позволяет уменьшить сложность изготовления, а также массу, связанную с литьем.
Предлагаемые резервуары, содержащие отделения по существу цилиндрической или овальной формы, обеспечивают более высокую механическую прочность по сравнению с плоскими резервуарами, известными из уровня техники. Как результат, при одинаковой прочности это позволяет уменьшить толщину стенок и соответственно общую массу. В этом отношении изготовление резервуара из металлических листов позволяет получить весьма малую толщину без значительного увеличения стоимости по сравнению с литыми деталями, которые имеют значительно большие допуски при изготовлении. Необходимо также отметить, что в предлагаемом резервуаре уже не требуется использовать стяжки или перегородки.
Соединение составных частей резервуара стыковыми сварными швами имеет многочисленные преимущества по сравнению с соединением угловыми сварными швами. Прежде всего, стыковая сварка проще в осуществлении. При этом стыковые сварные швы на 100% могут быть проконтролированы с использованием неразрушающих испытаний, что невозможно в случае угловых сварных швов. Действительно, при угловой сварке имеет место нарушение прерывности материала. Поэтому при неразрушающих испытаниях невозможно определить происхождение обнаруженного дефекта - сварка или соединение. Улучшение соединения и проверки стыковых сварных швов приводит, таким образом, к уменьшению дефектов и процента брака. Наконец, стыковые сварные швы прочнее угловых сварных швов и предотвращают риски распространения трещин в основании шва.
Благодаря своей форме и соединению посредством стыковой сварки предлагаемый резервуар может применяться, в частности, в ограниченных пространствах, подверженных вибрациям, например, в таких как двигатели самолета.
Использование стали, которой имманентно присуща хорошая огнестойкость, дает преимущество, состоящее в отсутствии необходимости в дополнительной противопожарной защите.
1. Способ производства резервуара (1), содержащего основной корпус (4) с несколькими отделениями (7) в основном цилиндрической или овальной формы, основание (6), закрывающее нижнюю часть основного корпуса (4), и крышку (5), закрывающую верхнюю часть основного корпуса (4), указанный способ содержит следующие этапы:
формируют металлические листы для изготовления составных частей резервуара (1);
соединяют каждую из составных частей посредством стыковой сварки с целью изготовления резервуара (1).
2. Способ по п. 1, в котором соединение каждой из составных частей для изготовления резервуара (1) выполняют посредством исключительно стыковой сварки.
3. Способ по п. 1, в котором резервуар (1) формируют путем соединения двух или более составных частей.
4. Способ по п. 1, в котором указанные составные части содержат соответственно крышку (5), каждое из отделений (7) и основание (6).
5. Способ по п. 1, в котором указанные составные части содержат соответственно крышку (5) и две половинных раковины, каждая из которых включает в себя половину основания (6) и половину основного корпуса (4).
6. Способ по п. 1, в котором указанные составные части содержат соответственно две половинные раковины, каждая из которых включает в себя половину крышки (5), половину основания (6) и половину основного корпуса (4).
7. Способ по п. 1, в котором указанные составные части содержат соответственно основание (6), крышку (5) и множество частей основного корпуса (4).
8. Способ по п. 1, в котором каждое отделение (7) содержит, на каждом из своих концов, по меньшей мере один выступающий край (8), позволяющий осуществить стыковое соединение между отделениями (7).
9. Резервуар для жидкости (1) для турбореактивного двигателя, изготавливаемый в соответствии со способом по п. 1, причем указанный резервуар (1) содержит основной корпус (4) с несколькими отделениями (7) в основном цилиндрической или овальной формы, основание (6), закрывающее нижнюю часть основного корпуса (4), и крышку (5), закрывающую верхнюю часть основного корпуса (4), при этом основной корпус (4), основание (6) и крышка (5) выполнены по существу из металлических листов.
10. Резервуар (1) по п. 9, причем указанный резервуар (1) содержит стыковые сварные швы и не содержит угловых сварных швов.
11. Резервуар (1) по п. 9, каждое отделение (7) которого содержит, на каждом из своих концов, по меньшей мере один выступающий край (8), проходящий в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси отделения, и соединяющий отделения (7) друг с другом.
12. Резервуар (1) по п. 9, в котором указанные металлические листы изготовлены из стали, нержавеющей стали, меди, латуни, алюминия или сплава на основе алюминия или меди.
13. Турбореактивный двигатель, содержащий резервуар (1) для жидкости по п. 9.
