RU2505741C2 - Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки - Google Patents

Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки Download PDF

Info

Publication number
RU2505741C2
RU2505741C2 RU2011138278/06A RU2011138278A RU2505741C2 RU 2505741 C2 RU2505741 C2 RU 2505741C2 RU 2011138278/06 A RU2011138278/06 A RU 2011138278/06A RU 2011138278 A RU2011138278 A RU 2011138278A RU 2505741 C2 RU2505741 C2 RU 2505741C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interface element
neck
composite shell
protrusion
vessel according
Prior art date
Application number
RU2011138278/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011138278A (ru
Inventor
Роберт БРЮС
Брайан ЙЕГГИ
Кен ХАЛВОРСЕН
Original Assignee
Хексагон Текнолоджи Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хексагон Текнолоджи Ас filed Critical Хексагон Текнолоджи Ас
Publication of RU2011138278A publication Critical patent/RU2011138278A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2505741C2 publication Critical patent/RU2505741C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/06—Closures, e.g. cap, breakable member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0119—Shape cylindrical with flat end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305—Bosses, e.g. boss collars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2154—Winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/011—Improving strength
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/012—Reducing weight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/05—Improving chemical properties
    • F17C2260/053—Reducing corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сосудам высокого давления для хранения различных текучих сред под давлением. Сосуд высокого давления содержит композитную оболочку; металлический выступ, образующий канал в композитной оболочке и содержащий горловину; и элемент интерфейса. Элемент интерфейса расположен между композитной оболочкой и выступом. Причем элемент интерфейса не соединен ни с композитной оболочкой, ни с выступом. Тем самым обеспечивается перемещение между элементом интерфейса и композитной оболочкой и обеспечивается перемещение между элементом интерфейса и выступом. При этом элемент интерфейса содержит горловину, расположенную смежно горловине выступа. Причем элемент интерфейса содержит материал, выбранный из группы, состоящей из полимера, эластомера, термопласта и имеет модуль упругости, больший 250 фунтов/кв. дюйм и меньше 10 миллионов фунтов/кв. дюйм. Изобретение направлено на защиту композитной оболочки от повреждения ввиду отслаивания. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Уровень техники
Сосуды высокого давления обычно используются для хранения различных текучих сред под давлением, например, при хранении водорода, кислорода, природного газа, азота, пропана и других видов топлива. Подходящие материалы емкости включают в себя ламинированные слои намоточного оптического стекловолокна или других синтетических нитей, соединенных вместе посредством термоусадки или термопластичных смол. Внутри композитной оболочки часто размещают полимерную или иную неметаллическую эластичную внутреннюю облицовку или камеру для герметизации сосуда и предотвращения контакта внутренних текучих сред с композитным материалом. Композитная конструкция сосудов обеспечивает многочисленные преимущества, например, небольшой вес и устойчивость к коррозии, усталостным нагрузкам и внезапным отказам. Эти свойства вызваны высокой удельной прочностью армирующих волокон или нитей, которые обычно ориентированы в направлении главных сил конструкции сосудов высокого давления.
На фиг.1 и 2 показан удлиненный сосуд 10 высокого давления, такой как сосуд, раскрытый в патенте США № 5476189, который включен сюда путем ссылки. Сосуд 10 имеет главную секцию 12 корпуса с концевыми секциями 14. Металлический выступ 16 (например, алюминиевый) обеспечен на одном или обоих концах сосуда 10 для обеспечения канала, сообщающегося с внутренней частью сосуда 10. Сосуд 10 образован из внутренней полимерной внутренней облицовки 20, покрытой внешней композитной оболочкой 18. В этом случае "композитный" означает армированный волокном материал со смоляной матрицей, например, намоточной или слоистой структуры. Композитная оболочка 18 воспринимает все конструктивные нагрузки, а пластичная облицовка 20 обеспечивает газовый барьер.
Облицовка 20 имеет по существу полусферическую концевую секцию 22 с отверстием 24, выровненным в отверстии 26 во внешней композитной оболочке 18. Выступ 16 расположен в этих выровненных отверстиях и включает в себя участок 28 горловины и выступающий радиально наружу участок 30 фланца. Выступ 16 образует канал 32, через который текучая среда под высоким давлением может сообщаться с внутренней частью сосуда 10 высокого давления.
В некоторых применениях сосуд 10 используется в качестве аккумулятора. Это применение затрагивает многоцикловые режимы работы (герметизация/разгерметизация) сосуда 10. Горловина 28 и фланец 30 алюминиевого выступа 16 являются жесткими. Однако под давлением композитная оболочка 18 испытывает напряжение. Если композитная оболочка 18 находится в прямом контакте с металлическим материалом выступа 16, такое напряжение может привести к отслаиванию композитной оболочки 18 во время цикла аккумулирования за счет изнашивания композитной оболочки 18 выступом 16.
Раскрытие изобретения
В одном объекте, предлагается сосуд высокого давления, содержащий композитную оболочку; выступ, образующий канал в композитной оболочке и содержащий горловину; и элемент интерфейса, расположенный между композитной оболочкой и выступом, причем элемент интерфейса не соединен ни с композитной оболочкой, ни с выступом, тем самым обеспечивая перемещение между элементом интерфейса и композитной оболочкой и обеспечивая перемещение между элементом интерфейса и выступом, причем элемент интерфейса содержит горловину, расположенную смежно с горловиной выступа.
В данном раскрытии изобретения в упрощенной форме вводятся понятия, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Данное раскрытие изобретения не предназначено для определения ключевых признаков или существенных признаков раскрываемого или заявленного объекта изобретения, и не предназначено для описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждого внедрения раскрытого или заявленного объекта изобретения. В частности, признаки, описанные здесь применительно к одному варианту осуществления, могут быть в равной степени применимы и к другим. Кроме того, данное раскрытие изобретения не предназначено для использования при определении объема заявленного изобретения. Многие другие инновационные преимущества, признаки и взаимосвязи станут понятными по мере ознакомления с данным описанием. Приведенные ниже чертежи и описание являются примером, в частности, иллюстративных вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Раскрытый объект изобретения будет дополнительно пояснен со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых идентичные конструкции или системные элементы обозначены идентичными ссылочными позициями на нескольких видах.
Фиг.1 представляет собой вид сбоку обычного удлиненного сосуда высокого давления.
Фиг.2 представляет собой вид в частичном разрезе одного конца сосуда высокого давления по линии 2-2 на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой вид в перспективе первого варианта выполнения сдвигоусточивого выступа и элемента интерфейса оболочки настоящего описания.
Фиг.4 представляет собой вид в частичном разрезе, подобный виду на фиг.2, сосуда высокого давления, содержащего сдвигоустойчивый выступ и элемент интерфейса оболочки по фиг.3.
Фиг.5А представляет собой увеличенный вид в частичном разрезе отмеченной кругом (ссылочная позиция 5) области на фиг.4, показывающий второй вариант выполнения сдвигоустойчивого выступа и элемента интерфейса оболочки согласно настоящему изобретению.
Фиг.5В представляет собой увеличенный вид в частичном разрезе отмеченной кругом (ссылочная позиция 5) области на фиг.4, показывающий третий вариант выполнения сдвигоустойчивого выступа и элемента интерфейса оболочки согласно настоящему изобретению.
Фиг.5С представляет собой увеличенный вид в частичном разрезе отмеченной кругом (ссылочная позиция 5) области на фиг.4, показывающий четвертый вариант выполнения сдвигоустойчивого выступа и элемента интерфейса оболочки согласно настоящему изобретению.
ФИГ.5D представляет собой увеличенный вид в частичном разрезе отмеченной кругом (ссылочная позиция 5) области на фиг.4, показывающий пятый вариант выполнения сдвигоустойчивого выступа и элемента интерфейса оболочки согласно настоящему изобретению.
Хотя на вышеуказанных чертежах представлены один или более вариантов осуществления раскрытого объекта изобретения, также рассматриваются и другие варианты осуществления, как отмечено в описании. В любом случае, данное описание представляет раскрытый объект изобретения путем представления, а не ограничения. Следует понимать, что специалистами в данной области техники могут быть разработаны многие иные модификации и варианты осуществления в пределах объема и сущности настоящего изобретения.
Чертежи могут быть выполнены не в масштабе. Кроме того, там, где используются такие термины, как "вверху", "внизу", "над", "под", "верхний", "нижний", "боковой", "правый", "левый", и т.д., следует понимать, что они применяются только для облегчения понимания описания. Предполагается, что конструкции могут быть ориентированы по-другому.
Подробное описание изобретения
После многих циклов герметизации и разгерметизации, часто возникает отслаивание композитной оболочки 18, особенно в точке 33 (фиг.2), где вершина металлического выступа 16 контактирует с композитной оболочкой 18. Известное решение этой проблемы описано в патенте США № 5,429,845, который включен сюда путем ссылки. В представленном описании примерный вариант осуществления сосуда включает сдвигоустойчивый элемент 34-34D интерфейса, обеспеченный между выступом 16 и композитной оболочкой 18, как показано на фиг.4-5D. Хотя на фиг.5А-5D показана только половина разреза сосуда высокого давления, другая половина представляет собой зеркальное отражение (вокруг оси 35 на фиг.4). Элемент 34-34D интерфейса может также продолжаться до интерфейса между композитной оболочкой 18 и облицовкой 20 рядом с выступом 16. Элемент 34-34D интерфейса выполнен с возможностью создания гибкой, быстроизнашивающейся поверхности между выступом 16 и композитной оболочкой 18. Примерные конфигурации элемента 34-34D интерфейса проиллюстрированы на фиг.3-5D. Элемент 34-34D интерфейса способствует скольжению композитной оболочки 18 по выступу 16 во время герметизации и разгерметизации.
В примерном варианте осуществления элемент 34-34D интерфейса не соединен ни с композитной оболочкой 18, ни с выступом 16, тем самым обеспечивая перемещение между элементом 34-34D интерфейса и композитной оболочкой 18 и обеспечивая перемещение между элементом 34-34D интерфейса и выступом 16. Обеспечивая возникновение такого скольжения необходимо не допускать внутренней сдвиговой деформации материала, используемого для элемента 34-34D интерфейса, или разрыва элемента 34-34D интерфейса.
Если элемент 34-34D интерфейса выполнен из материала, такого как резина, который не сопротивляется сдвиговым усилиям, он может быть изношен (например, истерт) перемещением композитной оболочки 18 относительно выступа 16. Соответственно, в примерном варианте осуществления, элемент 34-34D интерфейса выполнен из материала, который является высокостойким к сдвиговым усилиям, например, полиоксиметилена (главным образом относящегося к РОМ и также известного как полиацеталь или полиформальдегид), технического термопласта, имеющего высокую жесткость, низкое трение и превосходную стабильность размеров. Главным образом он известен под торговым именем DERLINTM DuPont. Такой материал элемента интерфейса обеспечивает высокий износ и низкое трение между элементом 34-34D интерфейса и композитной оболочкой 18, а также между элементом 34-34D интерфейса и выступом 16.
Другие подходящие материалы включают, например, полимер или эластомер, армированный ткаными или рублеными волокнами. Эти материалы могут обеспечивать дополнительную износостойкость элементу 34-34D интерфейса. Наиболее подходящие материалы для элемента 34-34D интерфейса имеют модуль упругости, который больше модуля упругости резины (около 250 фунтов/кв.дюйм (фунтов на квадратный дюйм)) для избежания разрушения элемента 34-34D интерфейса. Более того, наиболее подходящие материалы для элемента 34-34D интерфейса имеют модуль упругости, который меньше модуля упругости металлического материала выступа (модуль упругости алюминия равен около 10 миллионам фунтов/кв. дюйм (миллионов фунтов на квадратный дюйм)); модуль упругости стали составляет около 29 миллионов фунтов/кв. дюйм, чтобы уменьшить сосредоточение нагрузки на вершине 33 выступа 16, которая может разрушить композитную оболочку 18. Из-за более высоких нагрузок или продолжительных циклов, которым может быть подвержен сосуд, материал для элемента 34-34D интерфейса должен быть более прочным, чем обычно используемая резина для избегания размельчения элемента 34-34D интерфейса. Например, DELRINTM имеет модуль упругости около 350 тыс. фунтов/кв.дюйм (тысяч фунтов на квадратный дюйм).
В примерных вариантах осуществления элемент 34-34D интерфейса включает горловину 38, которая содействует податливости конструкции, которая не будет склонна к разрушению из-за контакта с выступом 16 и композитной оболочкой 18, и поэтому защищает композитную оболочку 18 от повреждения. В некоторых вариантах осуществления, например, показанных на фиг.4, 5В, 5С и 5D, конец 39 горловины 38, 38В, 38С, 38D продолжается по всей толщине композитной оболочки 18 рядом с выступом 16 так, что композитная оболочка 18 не приходит в непосредственный контакт с выступом 16. В других вариантах осуществления, например, показанном на фиг.5А, горловина 38А не продолжается по всей толщине композитной оболочки 18 рядом с выступом 16, так, что композитная оболочка 18 непосредственно контактирует с выступом 16. В других вариантах осуществления, например, показанном на фиг.5С, горловина 38С является прямой (т.е., имеющей одинаковую толщину и продолжающейся параллельно горловине 28 выступа 16). В других вариантах осуществления, например, показанном на фиг.5D, горловина 38D сужается до меньшей толщины по мере приближения к концу 39. В других вариантах осуществления, например, показанных на фиг.4, 5А и 5В, горловина 38, 38А, 38В имеет буртик 40, 40А, 40В, смежный концу 39 и продолжающийся радиально наружу. Буртик 40, 40А, 40В обеспечивает механическое блокирование, которое предотвращает аксиальное перемещение композитной оболочки 18 от юбки 36, тем самым поддерживая надежное зацепление элемента 34 интерфейса и композитной оболочки 18 аксиально, несмотря на неблагоприятные условия нагружения, которым подвержен сосуд 10. В некоторых вариантах осуществления, например, показанном на фиг.5В, нижний участок или юбка 36В элемента 34В интерфейса имеет по существу одинаковую толщину и сужается только на крае 42 для уменьшения разрывов напряжения. В других вариантах осуществления, например показанных на фиг.4, 5А, 5С и 5D, юбка 36, 36А, 36С и 36D сужается до меньшей толщины по мере ее продолжения радиально наружу от горловины 38, 38А, 38С, 38D. Такое сужение может привести к лучшему управлению граничными давлениями и управлению распределениями нагрузок.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на несколько вариантов осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения по форме и содержанию в пределах сущности и объема изобретения. Кроме того, любой признак, раскрытый применительно к одному варианту осуществления, может быть включен в другой вариант осуществления, и наоборот.

Claims (11)

1. Сосуд высокого давления, содержащий: композитную оболочку;
металлический выступ, образующий канал в композитной оболочке и содержащий горловину; и
элемент интерфейса, расположенный между композитной оболочкой и выступом, причем элемент интерфейса не соединен ни с композитной оболочкой, ни с выступом, тем самым обеспечивая перемещение между элементом интерфейса и композитной оболочкой и обеспечивая перемещение между элементом интерфейса и выступом, при этом элемент интерфейса содержит горловину, расположенную смежно горловине выступа, причем элемент интерфейса содержит материал, выбранный из группы, состоящей из полимера, эластомера, термопласта и имеет модуль упругости больший 250 фунтов/кв.дюйм и меньше 10 миллионов фунтов/кв. дюйм.
2. Сосуд по п.1, в котором элемент интерфейса содержит полиоксиметилен.
3. Сосуд по п.1, в котором элемент интерфейса содержит множество волокон.
4. Сосуд по п.3, в котором волокна являются ткаными.
5. Сосуд по п.3, в котором волокна являются рублеными.
6. Сосуд по п.1, в котором горловина элемента интерфейса содержит буртик, который продолжается радиально наружу от конца горловины элемента интерфейса.
7. Сосуд по п.1, в котором горловина элемента интерфейса продолжается по всей толщине композитной оболочки так, что композитная оболочка не контактирует с выступом.
8. Сосуд по п.1, в котором горловина элемента интерфейса сужается к ее концу.
9. Сосуд по п.1, в котором элемент интерфейса дополнительно содержит юбку, которая продолжается радиально наружу от горловины элемента интерфейса.
10. Сосуд по п.9, в котором юбка имеет по существу одинаковую толщину.
11. Сосуд по п.9, в котором юбка сужается от горловины элемента интерфейса к краю юбки.
RU2011138278/06A 2009-02-18 2010-02-18 Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки RU2505741C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15337509P 2009-02-18 2009-02-18
US61/153,375 2009-02-18
PCT/US2010/024522 WO2010096517A1 (en) 2009-02-18 2010-02-18 Pressure vessel shear resistant boss and shell interface element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011138278A RU2011138278A (ru) 2013-03-27
RU2505741C2 true RU2505741C2 (ru) 2014-01-27

Family

ID=42061019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138278/06A RU2505741C2 (ru) 2009-02-18 2010-02-18 Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8668108B2 (ru)
EP (1) EP2399061B1 (ru)
JP (1) JP5711154B2 (ru)
KR (1) KR101434013B1 (ru)
AU (1) AU2010216064B2 (ru)
CA (1) CA2752513C (ru)
RU (1) RU2505741C2 (ru)
WO (1) WO2010096517A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5587339B2 (ja) * 2009-01-09 2014-09-10 ヘキサゴン テクノロジー アーエス 圧力容器のボスとライナーとのインターフェース
WO2011143723A2 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Covess N.V. Method for producing a leak-tight vessel, and a leak-tight vessel
FR2963659B1 (fr) * 2010-08-03 2014-03-21 Astrium Sas Liaison entre liner metallique et structure composite dans la zone d'embase d'un reservoir
US8733581B1 (en) * 2012-07-16 2014-05-27 Michael A. Olson Boss seal for composite overwrapped pressure vessel
US8881932B1 (en) 2013-06-25 2014-11-11 Quantum Fuel Systems Technology Worldwide, Inc. Adapterless closure assembly for composite pressure vessels
US9080725B2 (en) * 2013-09-19 2015-07-14 Pa.E Machinery Industrial Co., Ltd. Pressure vessel
DE102014009341B4 (de) * 2014-06-27 2017-02-16 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Druckbehälter
JP6409531B2 (ja) * 2014-12-01 2018-10-24 トヨタ自動車株式会社 タンク
JP6565189B2 (ja) * 2015-01-07 2019-08-28 三菱ケミカル株式会社 圧力容器
US10317009B2 (en) 2015-08-06 2019-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha High pressure tank, manufacturing method of high pressure tank, and inspection method of sealing characteristic
EP3426967A1 (en) * 2016-03-07 2019-01-16 Hexagon Technology AS Wound-in end protection component for pressure vessel
KR102249349B1 (ko) * 2016-03-16 2021-05-10 헥사곤 테크놀로지 에이에스 압력 용기 보스용 통기형 이음쇠
CA3018551A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Worthington Industries, Inc. Boss and liner interface for a pressure vessel
JP6575414B2 (ja) * 2016-03-29 2019-09-18 豊田合成株式会社 圧力容器
WO2018061667A1 (ja) * 2016-09-28 2018-04-05 横浜ゴム株式会社 航空機用水タンクとその製造方法
KR102463415B1 (ko) * 2016-12-20 2022-11-03 현대자동차주식회사 보스부가 강화된 구조를 가지는 고압용기
US10746354B2 (en) * 2017-05-24 2020-08-18 Hexagon Technology, As Threaded boss for pressure vessel
JP2019118291A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社ベックス エレクトロポレーション用チャンバー及びチャンバーホルダー
US11440399B2 (en) 2019-03-22 2022-09-13 Agility Fuel Systems Llc Fuel system mountable to a vehicle frame
US20200347992A1 (en) 2019-05-02 2020-11-05 Agility Fuel Systems Llc Polymeric liner based gas cylinder with reduced permeability
KR102500657B1 (ko) * 2020-12-30 2023-02-16 한화솔루션 주식회사 압력용기 및 이의 제조방법
CN113324164A (zh) * 2021-07-08 2021-08-31 王梦君 一种碳纤维复合材料高压储氢罐及其制造工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261309B1 (de) * 1986-09-19 1991-09-04 Eugen Ehs Druckbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0666450A1 (de) * 1994-01-31 1995-08-09 Urenco Deutschland GmbH Druckbehälter
RU2091648C1 (ru) * 1992-01-10 1997-09-27 Брунсуик Корпорейшн Уплотнительный элемент жесткости для сосуда высокого давления, армированного намоточным волокнистым материалом
WO2007079971A1 (de) * 2006-01-07 2007-07-19 Xperion Gmbh Druckbehälter zur speicherung von flüssigen oder gasförmigen medien

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3132761A (en) * 1961-07-25 1964-05-12 Specialties Dev Corp Container for storing fluid medium under high pressure
US3137405A (en) 1961-12-18 1964-06-16 North American Aviation Inc Pressure vessel
US3596795A (en) * 1968-12-26 1971-08-03 Solo Cup Co Nestable cups and holders
US3815773A (en) * 1971-05-17 1974-06-11 Brunswick Corp Cyclic pressure vessel
US3847716A (en) 1971-09-10 1974-11-12 Uniroyal Inc Doily for reinforcing the wall of a flexible walled liquid container
US3843010A (en) * 1971-10-13 1974-10-22 Brunswick Corp Metal lined pressure vessel
US4360116A (en) * 1980-12-08 1982-11-23 Brunswick Corporation Partially split external barrier for composite structures
US4369894A (en) 1980-12-29 1983-01-25 Brunswick Corporation Filament wound vessels
CA1326832C (fr) 1987-07-21 1994-02-08 Claude Leon Hembert Reservoir de fluide et son procede de fabrication
US5853100A (en) * 1995-07-24 1998-12-29 Koninklijke Emballage Industrie Van Leer B.V. Drum with drum closure and method
JPH0545123A (ja) 1991-08-20 1993-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd リード先端位置検出装置
US5429845A (en) * 1992-01-10 1995-07-04 Brunswick Corporation Boss for a filament wound pressure vessel
US5287988A (en) * 1993-02-03 1994-02-22 Brunswick Corporation Metal-lined pressure vessel
US5476189A (en) * 1993-12-03 1995-12-19 Duvall; Paul F. Pressure vessel with damage mitigating system
US5518141A (en) * 1994-01-24 1996-05-21 Newhouse; Norman L. Pressure vessel with system to prevent liner separation
AU683987B2 (en) 1994-07-11 1997-11-27 State Industries, Inc. Tank connector construction
BR9600459A (pt) * 1996-01-17 1998-03-03 Fibrasynthetica Do Brasil Comp Recipiente plástico para fluidos pressurizados
US5862936A (en) * 1996-09-27 1999-01-26 Sonoco Products & Company Bung for a pressure vessel
US5819978A (en) * 1997-04-24 1998-10-13 Essef Corporation Two piece composite inlet
US5979692A (en) * 1998-03-13 1999-11-09 Harsco Corporation Boss for composite pressure vessel having polymeric liner
JP3523802B2 (ja) * 1999-04-07 2004-04-26 豊田合成株式会社 圧力容器
RU2156399C1 (ru) 1999-10-27 2000-09-20 Колдыбаев Сергей Глебович Сосуд высокого давления для текучей среды
US7195133B1 (en) 2002-04-12 2007-03-27 Microcosm, Inc. Composite pressure tank and process for its manufacture
DE10360953B4 (de) * 2002-12-27 2011-04-07 Toyoda Gosei Co., Ltd., Nishikasugai-gun Druckbehälter
JP4457359B2 (ja) * 2006-12-13 2010-04-28 トヨタ自動車株式会社 圧力容器
US7954660B2 (en) * 2007-03-27 2011-06-07 Fishman Thermo Technologies Ltd. Gas cap and components therefor
JP4392804B2 (ja) * 2007-04-06 2010-01-06 豊田合成株式会社 圧力容器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261309B1 (de) * 1986-09-19 1991-09-04 Eugen Ehs Druckbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung
RU2091648C1 (ru) * 1992-01-10 1997-09-27 Брунсуик Корпорейшн Уплотнительный элемент жесткости для сосуда высокого давления, армированного намоточным волокнистым материалом
EP0666450A1 (de) * 1994-01-31 1995-08-09 Urenco Deutschland GmbH Druckbehälter
WO2007079971A1 (de) * 2006-01-07 2007-07-19 Xperion Gmbh Druckbehälter zur speicherung von flüssigen oder gasförmigen medien

Also Published As

Publication number Publication date
CA2752513C (en) 2014-12-09
US8668108B2 (en) 2014-03-11
JP5711154B2 (ja) 2015-04-30
EP2399061B1 (en) 2019-09-04
KR101434013B1 (ko) 2014-08-25
JP2012518146A (ja) 2012-08-09
WO2010096517A1 (en) 2010-08-26
EP2399061A1 (en) 2011-12-28
KR20110117242A (ko) 2011-10-26
AU2010216064A1 (en) 2011-09-08
US20120037641A1 (en) 2012-02-16
RU2011138278A (ru) 2013-03-27
CA2752513A1 (en) 2010-08-26
AU2010216064B2 (en) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505741C2 (ru) Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки
RU2511881C2 (ru) Бобышка сосуда высокого давления и участок ее сопряжения с футеровкой
US11371653B2 (en) Threaded boss for pressure vessel
US8863977B2 (en) Vessel with rotationally free base flange
CN111295546B (zh) 压力容器用凸台组件及将其与压力容器一起使用的方法
RU2733016C2 (ru) Система и способ поддержки сосуда под давлением
KR20210038786A (ko) 압력 용기용 보스
RU2358187C2 (ru) Композиционный баллон высокого давления
KR20230081946A (ko) 가스 탱크
RU19665U1 (ru) Резервуар высокого давления