DE2756295A1 - REINFORCED REACTION VESSEL AND METHOD OF APPLYING THE REINFORCEMENT - Google Patents

Description

DR. INO. F. WUESTIIOFF eOOO MÜNCHEN OODR. INO. F. WUESTIIOFF eOOO MUNICH OO DR-E. ν. PECIIMANN SCHWEIOEHSTHASSE 2DR-E. ν. PECIIMANN SCHWEIOEHSTHATE 2 DR. IN(J. D. BEHRENS τ«ΐ.»κ>κ (Οββ) ββζοβΐDR. IN (J. D. BEHRENS τ «ΐ.» Κ> κ (Οββ) ββζοβΐ

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PATENTANWALTSPATENT ADVOCATE PIOTKOTPATRKT NfKCIBXPIOTKOTPATRKT NfKCIBX

1/f-49 7041 / f-49 704

Anmelder: Autoclave Engineers, Inc. Applicant: Autoclave Engineers, Inc.

2930 West 22nd Street, Erie, Pennsylvania 16512, USA2930 West 22nd Street, Erie, Pennsylvania 16512, USA

Titel; Verstärkter Reaktionsbehälter und Title; Reinforced reaction vessel and

Verfahren zum Aufbringen der Verstärkung" Method of applying the reinforcement "

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Verstärkter ReaktionsbehälterReinforced reaction vessel und Verfahren zum Aufbringen der Verstärkungand methods of applying the reinforcement

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkung bewicklung für einen Druckbehälter mit halbrunden Kopfstücken, zwisohen denen Abstandhalter angeordnet sind, sowie auf ein Verfahren zum Aufbringen der Verstärkung.The invention relates to a reinforcement winding for a pressure vessel with semicircular head pieces, zwisohen which spacers are arranged, as well as a method for applying the reinforcement.

Bei Druckbehältern werden Rahmenkonstruktionen verwendet, um eine längs einer Achse wirkende Last aufzunehmen und z.B. die Kopfstücke des Druckbehälters in ihrer Lage zu halten. Zu einer Bauart einer solchen Rahmenkonstruktion gehören zwei Kopfstücke von halbrunder Form, die duroh Abstandhalter in ihrer Lage gehalten werden. Um die gesamte Rahmenkonstruktion sind Metallbänder kontinuierlich herumgelegt. Bei einem bekannten Verfahren, das in der US-PS 3 476 281 beschrieben ist, wird das Bandmaterial ohne jede größere Vorspannung um den Druckbehälter herumgelegt.In the case of pressure vessels, frame structures are used to take up a load acting along an axis and, for example, the To hold the head pieces of the pressure vessel in their position. There are two types of frame construction of this type Head pieces of semicircular shape, which are held in place by spacers. To the entire frame structure metal bands are continuously lying around. In one known method described in U.S. Patent 3,476,281 the strip material is placed around the pressure vessel without any major pretensioning.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solohen Anordnung die Verteilung der Belastung auf die einzelnen Bänder zu verbessern.The invention is based on the object in a solohen Arrangement to improve the distribution of the load on the individual ligaments.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, die Bänder so zu wiokeln, dafl die äußersten Bänder einer Vorspannung au·. gesetzt werden. Wird die Rahmenkonstruktion belastet, werde*To achieve this object, the invention provides for the bands to be curled in such a way that the outermost bands are pretensioned. be set. If the frame construction is loaded, * daher die innersten Bänder, die normalerweise dazu neigen.hence the innermost ligaments that usually tend to.

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den größeren Teil der Last aufzunehmen, so daß die Gefahr einer überlastung besteht, sozusagen erst dann belastet, wenn die äußeren Bänder ihren Anteil an der Last aufgenommen haben. Genauer gesagt führt die Vorspannung der äußeren Bänder zu einer mehr oder weniger gleichmäßigen Verteilung der Last auf die verschiedenen Bänder. Zum Vorspannen der äußersten Bänder stehen zwei Verfahren zur Verfügung. Einerseits kann man während des Aufwickeins der Bänder den Durchhang bzw. die Spannung jedes Bandeβ so regeln, daß die gewünschte Vorspannung erzielt wird. Andererseits kann man die Bänder jeweils unter gleiner Spannung aufwickeln und die Rahmenkonstruktion so aufspreizen, daß die innersten Bänder bis über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gedehnt werden, so daß sie eine größere Länge beibehalten, wenn die Rahmenkonstruktion wieder entlastet wird.take up the greater part of the load, so that there is a risk of overloading, so to speak only loaded when the outer ligaments have taken up their share of the load. More specifically, the pretension is applied to the outer ligaments a more or less even distribution of the load on the various bands. For pre-tensioning the outermost ligaments there are two methods available. On the one hand, the slack or tension of each band can be regulated during the winding up of the bands so that the desired pretension is achieved. On the other hand, you can see each of the bands under Wind up with little tension and spread the frame structure so that the innermost ligaments are stretched beyond their elastic limit, so that they have a greater length retained when the frame structure is relieved again.

Ausführungsbeispiel der Erfindung werden im folgenden anhand schematieoher Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. It shows:

Fig. 1 eine Seienansicht einer Anordnung mit einer Rahmenkonstruktion und um sie herumgelegten Bändern;Fig. 1 is a side elevational view of an arrangement with a frame structure and ribbons wrapped around it;

Fig. 2A eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung; undFig. 2A is a graph for explaining the invention; and

Fig. 2B eine weitere graphische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung.2B shows a further graphic illustration to explain the invention.

In Fig. 1 ist im Grundriß eine Rahmenkonstruktion zum Aufnehmen ▼on längs einer Achse wirkenden Kräften dargestellt, wie sie z.B. in der US-PS 3 476 281 beschrieben ist. Zu der Rahmenkonstruktion gehören zwei halbrunde Kopfstücke 1 und 2, die durch Abstandhalter 4 und 5 in einem Abstand voneinander gehalten werden. In die Rahmenkonstruktion ist ein Reaktionsbehälter 3 eingebaut. Um die Rahmenkonstruktion sind Bänder 6 herumgelegt, um die Kräfte aufzunehmen, die auftreten, wenn der Reaktionsbehälter 3 unter Druck gesetzt wird. Die Bänder 6 sind von innen nach außen gewickelt. In Fig. 1 ist ein typisches inneres Band ait A und ein typische äußeres Band mit B bezeichnet.In Fig. 1 is a frame structure for receiving in plan ▼ on forces acting along an axis, as described, for example, in US Pat. No. 3,476,281. The frame structure includes two semicircular head pieces 1 and 2 that go through Spacers 4 and 5 are kept at a distance from each other. A reaction vessel 3 is built into the frame structure built-in. Straps 6 are wrapped around the frame structure in order to absorb the forces which occur when the reaction vessel 3 is pressurized. The bands 6 are of wrapped inside out. In Fig. 1, a typical inner band is indicated by A and a typical outer band by B.

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Bei den bis jetzt bekannten Verfahren werden die Bänder ohne jede größere Vorspannung gewickelt. Im Fall der Belastung hat daher das innerste Band A einer erheblich höheren Spannung standzuhalten als das äußerste Band B; dies ist aus der mit "bekannt" bezeichneten Kmre in Fig. 2 ersichtlich.In the methods known up to now, the tapes are wound without any major pretensioning. In the case of the burden has hence the innermost band A to withstand a considerably higher tension than the outermost band B; this is from the with "Known" designated Kmre in Fig. 2 can be seen.

Werden die Bänder dagegen gemäß Fig. 2B vorgespannt und dann belastet, ergibt sich zwischen den inneren und äußeren Bändern eine im wesentlichen gleichmäßige Spannungsverteilung, wie es in Fig. 2A die Kurve mit der Bezeichnung "mit Vorspannung" zeigt.On the other hand, if the bands are pretensioned as shown in FIG. 2B and then loaded, the result is between the inner and outer bands a substantially uniform stress distribution, as shown in Fig. 2A the curve with the designation "with bias" shows.

Es bestehen mindestens zwei Möglichkeiten, das grundsätzliche Verfahren nach der Erfindung durchzuführen. Im ersten Fall kann man die Bänder so aufwickeln, daß die inneren Bänder absichtlich einen Durchhang erhalten, während die äußeren Bänder mit Absicht gespannt werden. Zu diesem Zweck kann man zwischen den Kopfstücken 1 und 2 zeitweilig einen Abstandhalter anordnen, der jedesmal verstellt werden kann, bevor ein Band um die gesamte Rahmenkonstruktion herumgelegt wird. Der verstellbare Abstandhalter wird beim Aufbringen jeweils eines der gleichmäßig gepannten Bänder verkürzt, so daß sich die Kopfstücke einander nähern. Naoh dem Auflegen des äußereren Bandes ermöglicht es der zeitweilig benutzte Abstandhalter den Kopfstücken 1 und 2, sich an den Abetandhaltern 4 und 5 abzustttzen.There are at least two possibilities for carrying out the basic method according to the invention. In the first case, one can wind the tapes so that the inner tapes are intentionally slackened while the outer tapes are intentionally tensioned. For this purpose, a spacer can be temporarily arranged between the head pieces 1 and 2 , which spacer can be adjusted each time before a band is wrapped around the entire frame structure. The adjustable spacer is shortened when one of the evenly tensioned bands is applied, so that the head pieces approach one another. After placing the outer band, the temporarily used spacer enables the head pieces 1 and 2 to be supported on the spacers 4 and 5.

In weniger kritischen Anwendungsfällen könne sich die Kopfstücke ggf. während des gesamten Bewicklungsvorgangs an den Abstandhaltern 4 und 5 abstützen. In diesen Fällen wird die auf jede Windung aufzubringende Spannung mit Hilfe der Zugkraft geregelt, die beim Herumlegen des Bandes um die Rahmenkonstruktion auf das Band aufgebracht wird. Bei jeder Windung wird die Zugkraft gesteigert, um die Spannung zu erhöhen.In less critical applications, the head pieces could possibly be attached to the during the entire winding process Support spacers 4 and 5. In these cases, the tension to be applied to each turn is determined by the tensile force regulated, which is applied to the tape when the tape is wrapped around the frame structure. With every turn the pulling force is increased in order to increase the tension.

Bei dem zweiten Verfahren zum Vorspannen der Bänder gegenüber der Rahmenkonstruktion werden die Bänder mit einer mehr oderIn the second method of pre-tensioning the straps against the frame structure, the straps with one more or more

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weniger gleichmäßigen Spannung von innen nach außen aufgewikkelt, und dann wird die gesamte Rahmenkonstruktion dadurch vorgespannt, daß die Kopfstücke 1 und 2 auseinandergezogen werden, bis die innersten Bänder über ihre Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht werden, so daß sie nach dem Wegnehmen der Spannung eine bleibende Dehnung aufweisen. Zur Anwendung dieses Verfahrens kann es erforderlich sein, beim Bewickeln der Rahmenkonstruktion verkürzte Abstandhalter zu benuten, so daß nach dem Bewickeln, Vorspannen und Entspannen infolge der dabei auftretenden Dehnung der Bänder die Rahmenkonstruktion im entspannten Zustand die richtigen Abmessungen erhält.less even tension from the inside out, and then the entire frame structure is thereby wound up pretensioned that the head pieces 1 and 2 are pulled apart until the innermost ligaments over their elastic limit are also stressed, so that they have a permanent elongation after the tension is removed. To use this procedure, it may be necessary when winding the Frame construction to use shortened spacers, so that after the winding, pre-tensioning and relaxation as a result of the resulting stretching of the bands, the frame construction in the relaxed state is given the correct dimensions.

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Claims (5)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Rahmenkonstruktion für einen Druckbehälter mit durch Abstandhalter in einem Abstand gehaltenen halbrunden Kopfstükken und einem Halteband, das so um die Kopfstücke herumgelegt ist, daß es mehrere Bandabschnitte bildet, dadurch gekennzeichnet , daß der innerste Abschnitt des Haltebandes eine vorbestimmte Spannung bzw. einen vorbestimmten Durchhang aufweist, und daß jeder darauf folgende Bandabschnitt eine erhöhte Spannung bzw. einen geringeren Durchhang derart aufweist, daß sich bei einer Belastung der Rahmenkonstruktion eine im wesentlichen gleichmäßige Spannungsverteilung von Abschnitt zu Abschnitt ergibt.1. Frame construction for a pressure vessel with through Spacer spaced semicircular head pieces and a retaining strap that is placed around the head pieces is that it forms several band sections, characterized in that the innermost section of the Holding band has a predetermined tension or a predetermined slack, and that each subsequent band section has an increased tension or a smaller slack in such a way that when the frame structure is loaded results in a substantially uniform stress distribution from section to section. 2. Verfahren zum Aufbringen von Haltebandabschnitten auf eine Rahmenkonstruktion mit durch Abstandhalter in einem Abstand gehaltenen halbrunden Kopfstücken, dadurch g e k e η η zeicnnet , daß der innerste Bandabschnitt einer vorbestimmten Spannung ausgesetzt wird bzw. einen vorbestimmten Durchhang erhält, und daß jeder nachfolgende Bandabschnitt einer soviel höheren Spannung ausgesetzt wird bzw. einen soviel geringeren Durchhang erhält, daß sich bei einer Belastung der Rahmenkonstruktion eine im wesentlichen gleichmäßige Spannungsverteilung von Abschnitt zu Abschnitt ergibt.2. Method for applying tether sections to a frame structure with spacers at a distance held semicircular head pieces, thereby g e k e η η shows that the innermost band section of a predetermined Tension is exposed or given a predetermined slack, and that each subsequent section of tape is exposed to so much higher tension or so much less sag that when a load the frame structure results in a substantially even distribution of stress from section to section. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Bandabschnitt unter einer vorbestimmten Spannung bzw. mit einem vorbestimmten Durchhang aufgewickelt wird, und daß sämtliche nachfolgenden Bandabschnitte unter einer zunehmenden Spannung bzw. mit einem Abnehmenden Durchhang aufgewikkelt werden, so daß sich bei einer Belastung der Hahmenkonstruktion bei sämtlichen Bandabschnitten eine im wesentlichen gleichmäßige Spannungsverteilung ergibt.3. The method according to claim 2, characterized in that the innermost band section is under a predetermined tension or is wound up with a predetermined slack, and that all subsequent tape sections under an increasing Tension or wound up with a decreasing slack are, so that when the frame structure is loaded in all tape sections a substantially uniform stress distribution results. 809825/0946809825/0946 - 2 - 49- 2 - 49 4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabschnitte unter gleichmäßiger Spannung aufgewickelt werden, und daß der Abstand zwischen den Kopfstücken beim Aufbringen jeder Windung verkleinert wird.4. The method according to claim 3 »characterized in that the tape sections are wound under uniform tension and that the distance between the head pieces when applying every turn is reduced. 5. Verfahren zum Aufbringen von Haltebandabschnitten auf eine Rahmenkonstruktion mit durch Abstandhalter in einem Abstand gehaltenen halbrunden Kopfstücken, dadurch g e k e η η. zeichnet , daß die Bandabschnitte auf die Rahmenkonstruktion gewickelt werden, and daß die Rahmenkonstruktion vorgespannt wird, bis die innersten Bandabschnitte bis über ihre Elastizitätagrenze hinaus beansprucht werden, so daß sioh bei einer erneuten Belastung der Rahmenkonstruktion eine im wesentlichen gleichmäßige Spannungverteilung von Abschnitt zu Abschnitt ergibt.5. Method of applying tether sections to a frame structure with spacers spaced apart held semicircular head pieces, thereby g e k e η η. shows that the tape sections are wound onto the frame structure, and that the frame structure is pretensioned until the innermost band sections are stressed beyond their elastic limit, so that sioh when the frame structure is loaded again, there is an essentially even distribution of stress from section to Section results. 809825/0946809825/0946