RU8774U1 - COMBINED COMPRESSED GAS STORAGE CYLINDER - Google Patents

Abstract

Комбинированный баллон для хранения сжатого газа, содержащий цилиндрическую металлическую оболочку с днищами, усиленную по цилиндрической части кольцевыми слоями волокнистого композиционного материала, отличающийся тем, что поверх кольцевых слоев на цилиндрической части и днищах уложены спиральные слои волокнистого композиционного материала с углом армирования ± 55 - 75на цилиндрической части баллона.Combined cylinder for storing compressed gas, containing a cylindrical metal shell with bottoms, reinforced on the cylindrical part with annular layers of fibrous composite material, characterized in that spiral layers of fibrous composite material with a reinforcement angle of ± 55 - 75 on a cylindrical layer are laid on top of the annular layers on the cylindrical part and bottoms parts of the cylinder.

Description

КОШИШРОВАНШ БАЛЛОН ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЙАТОГО ГАЗА.COOLED CYLINDER STORAGE CYLINDER.

Полезная модель относится к технике сосудов работающих под давлением, а именно к производству баллонов для хранения сжатого газа.The utility model relates to the technique of pressure vessels, namely the production of cylinders for storing compressed gas.

Известно, что одним из наиболее простых в технологическом отношении методов изготовления комбинированных баллонов является упрочнение композиционным материалом цилиндрической части металлических баллонов со сферическими или эллиптическими днищами.(см. И.Ф.Образцов и др. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов М Машиностроение, 1977 г. срт.104).It is known that one of the technologically simplest methods for manufacturing combined cylinders is the hardening of the cylindrical part of metal cylinders with spherical or elliptical bottoms with composite material (see I.F. Obraztsov et al. Optimal reinforcement of shells of revolution from composite materials M Machine-building, 1977 cf. 104).

Известна конструкция комбинированного баллона содержащего цилиндрическую металлическую оболочку с днищами,усиленную по цилиндрической части кольцевыми слоями волокнистого композиционного материала ( см. И.. Образцов и др. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов М Машиностроение 1977г. стр.106).The known design of a combined cylinder containing a cylindrical metal shell with bottoms, reinforced along the cylindrical portion with annular layers of fibrous composite material (see I .. Samples and other. Optimal reinforcement of shells of revolution from composite materials M Engineering 1977, p. 106).

При этом толщина металлической оболочки определяется из условия прочности в осевом направлении, а недостаточная прочность в кольцевом направлении компенсируется композиционным материалом.The thickness of the metal shell is determined from the condition of strength in the axial direction, and insufficient strength in the annular direction is compensated by the composite material.

Мкл I7C 1/08, I7C 1/16Μl I7C 1/08, I7C 1/16

Практической реализацией такой конструкцу1у1 ягзляютс. автомобильные металлопластиковые баллоны для сжатого природного газа производства Орского машиностроительного завода (см.рекламный про спек т),By the practical implementation of such a construction 1, 1, 1. automobile metal-plastic cylinders for compressed natural gas produced by the Orsk Machine-Building Plant (see advertising spec. t),

Указанная конструкгщя является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели.The indicated design is the closest in technical essence to the proposed utility model.

Недостатками известных техы::ческих реиен:: зл:: -: недостаточные наде шость и безопасность эксплуата.Д. ;аплона, а так же сравнительно высокая трудоемкость изготсг-ленигт.The disadvantages of the well-known technical :: reien :: evil :: -: insufficient reliability and safety of exploitation. ; aplon, as well as the relatively high laboriousness of izgottsg-lenigt.

Очевидно,что при изготовлении комбинированного бал :гг-; необходимо очень строго выдерживать длину, на которой нэ:латываются кольцевые слои волокнистого композиционного материала. Если длина намотки кольцевых слоев меньше длины цилиндрической части металлической оболочки,то оболочка окажется не полностью подкрепленой, а если больше, тс кзл цевые слои в места : перехода цилиндрической частот в дница при намотке будут соскальзывать,увлекая за собой ранее намотанные и нарушая таким образом схему армирования угол 1 толщину намотки) волокнистого материала в переходной золе.It is obvious that in the manufacture of the combined ball: gg-; it is necessary to very strictly maintain the length at which ne: the annular layers of the fibrous composite material are patched. If the length of the winding of the annular layers is less than the length of the cylindrical part of the metal shell, then the shell will not be fully supported, and if it is longer, there will be short layers in place: the transition of the cylindrical frequencies to the bottom during winding will slip away, entraining previously wound and thus violating the scheme reinforcement angle 1 thickness of the winding) fibrous material in the transitional ash.

Понятно,что и то и другое приведет к нежелательным последствиям при нагружении баллона.It is clear that both of these will lead to undesirable consequences when loading the cylinder.

Однако, даже если длина при намотке кольцевых слоез вьздер кана,при полимеризации композиционного материала,когда на первоначальном этапе происходит разогрев и следовательно шеньшение вязкости связующего возмо;шо спол.зание волокзн (особенно при болыой толщлне кольцевых слоев) в месте lejeхода цилиндра на днища,что опять же нежелательно с точки зрения работоспособности баллона.However, even if the length when winding the annular tears is pulled out, during the polymerization of the composite material, when the binder is heated at the initial stage and consequently the viscosity of the binder is reduced, the fiber can be pulled down (especially when the thickness of the annular layers is thicker) in the place of the cylinder’s passage to the bottom, which again is undesirable from the point of view of the performance of the cylinder.

Эти вопросы могут быть сняты технологическими или конструктивными мероприятиями,например, установкой технологических колец в местах перехода цилиндрической части в днща при намотке и полимеризации баллона,заметкой поверх кольцевых слоев технологической рубашки Сщ/лаги) и т.п.These issues can be addressed by technological or constructive measures, for example, installation of technological rings at the points of transition of the cylindrical part to the bottom during winding and polymerization of the balloon, a note over the annular layers of the technological jacket (SS / logs), etc.

В упомянутой 1НШФ конструкции металлопластикового баллона Орского машзавода днища имеют большую толщину, чем цилиндрическая часть оболочки,то есть в зоне переходов металлическая оболочка имеет pasHSio толщину,причем эта разность равна толщине наматываемых кольцевых слоев,а длина намотки ограничена со стороны днищ.In the mentioned 1NFM, the constructions of the metal-plastic container of the Orsk Machine-Building Plant bottoms have a greater thickness than the cylindrical part of the shell, that is, in the transition zone the metal shell has pasHSio thickness, this difference being equal to the thickness of the wound annular layers, and the length of the winding is limited from the bottoms.

И тоги другой варианты приводят к увеличению трудоемкости изготовления,материалоемкости или увеличению веса и в конечном итоге стоююсти баллона.And togas of another option lead to an increase in the complexity of manufacturing, material consumption, or an increase in weight and, ultimately, the cost of the balloon.

Задача,на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении надеююсти и безопасности эксплуатации комбинированного баллона,а также сшшвют трудоемкости и стоимости его изготовления.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the reliability and safety of operation of the combined cylinder, as well as the complexity and cost of its manufacture.

Технический результат достигается тем,что в комбинированном баллоне для хранения сжатого газа, содержащем цилиндрическую металлическую оболочку с днищами,усиленную по цилиндрической части кольцевыми слоями волокнистого кошюзиционного материала, поверх кольцевых слоев на цил1вад|жч$ рей части и днищяос уложены спиральные слои волокнистого кбмшн зиционного материала с углом армирования ± 75 на цилиндрической части баллона.The technical result is achieved by the fact that in a combined cylinder for storing compressed gas containing a cylindrical metal shell with bottoms, reinforced along the cylindrical part with annular layers of fibrous material for cohesion, spiral layers of fibrous material for laying material are laid on top of the annular layers on the cylindrical | with a reinforcement angle of ± 75 on the cylindrical part of the container.

Указанная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата, заклю(а1щегося в повышении надмвшвш и безопасности эксплуатации баллона.The specified set of features provides a technical result, I will conclude (a1 in improving the overpressure and safety of operation of the cylinder.

- 4 Укладка поверх кольцевых спиралышх слоев волокиистого композиционного материала на циливдрической части и днищах позволяет на||эжно удерживать от сползания кольцевые слои даже при небольшом ( в пределах допуска ) превьшении длины, на которой наматываются кольцевые слои,над длиной цилиндрической части металлической оболочки как после окончания намотки,так и в процессе полимеризации волокнистого композиционного материала.- 4 Laying layers of a fibrous composite material on the cylindrical part and the bottoms over the annular helixes allows || to keep the annular layers safe from slipping even with a small (within the tolerance) excess of the length on which the annular layers are wound over the length of the cylindrical part of the metal shell as after the end of the winding, and during the polymerization of the fibrous composite material.

Причем в этом случае спиральные елои,уложенные под углом - 75° на цилиндрической части баллона не являются балластными слоями,а вносят вклад в общую несущую способность комбинированного баллона,что и повьвлает надежность и безопасность его эксплуатации.Moreover, in this case, spiral spruce trees laid at an angle of 75 ° on the cylindrical part of the cylinder are not ballast layers, but contribute to the overall bearing capacity of the combined cylinder, which will increase the reliability and safety of its operation.

Нижнее значение угла укладки спиральных слоев на цилиндрической части определяется тем,что угол 54°44 С55°) является оптимальным для цилиндрической оболочки находщейся под действием внутреннего давления (см. И.Ф.Образцов и др. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов М Машиностроение,1977г. стр.50), а верхнее - 75° тем,что при этом угле спиральных слоев характеристики композиционного материала в окружном направлении незначительно отличаются от характеристик композиционного материала образованного кольцевыми слоями и в то же время радиус,по которому укладываются спиральные слои на дницах составляет 0,96 . радиуса цилиндрической части С2,(Х), тоесть спиральные слои н&дежно удерживают кольцевые слои.The lower value of the angle of laying of the spiral layers on the cylindrical part is determined by the fact that the angle 54 ° 44 ° C55 °) is optimal for a cylindrical shell under the influence of internal pressure (see I.F. Obraztsov et al. Optimal reinforcement of shells of revolution made of composite materials M Mechanical Engineering , 1977, p. 50), and the upper one - 75 ° in that, at this angle of the spiral layers, the characteristics of the composite material in the circumferential direction slightly differ from the characteristics of the composite material formed by annular layers at the same time, the radius along which the spiral layers on the bottoms fit is 0.96. of the radius of the cylindrical part C2, (X), that is, the spiral layers securely hold the annular layers.

Указанная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The specified set of features provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

- 5 технической {шформации совокушюсфь признаков yXi aK$epiiajq3 щая цредлагаекфо полезн модель, не была обнаружена. Таким образом, полезная модель соответствует критерию охраноспособности новое.- 5 technical characteristics of the yXi aK $ epiiajq3 utility model, a useful model was not found. Thus, the utility model meets the eligibility criterion new.

Предложенная конструкция баллона может найти применение в промышленности. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности промышленно применимаThe proposed cylinder design may find application in industry. Thus, the proposed utility model meets the eligibility criteria industrially applicable

Общий вид предлагаемой конструкции комбинированного баллона представлен на фиг,,, на которой цифрой I обозначена цилицдрическая металлическая оболочка с днищами; цифрой 2кольцевые слои волокнистого композиционного материала, подкрепляющие металлическую оболочку на цилиндрической части; цифрой 3 - спиральные слои волокнистого композиционного материала, охватывающие кольцевые слои 2 и днища.A general view of the proposed design of the combined balloon is shown in FIG., In which the number I indicates a cylindrical metal shell with bottoms; the figure 2 is the ring layers of the fibrous composite material, reinforcing the metal shell on the cylindrical part; number 3 - spiral layers of fibrous composite material, covering the annular layers 2 and the bottom.

Изготовление заявляемой полезной модели производится намоткой на цилиндрическую часть металлической оболочки I кольцевых слоев 2 волокнистого композиционного материала, поверх кольцевых слоев 2 и на днища наматывают спиральные слои 3 волокнистого композиционного материала с углом армирования - 55 ir 75° на цилиндрической части баллона.The claimed utility model is manufactured by winding on the cylindrical part of the metal shell I of the annular layers 2 of the fibrous composite material, spiral layers 3 of the fibrous composite material with a reinforcement angle of 55 ir 75 ° on the cylindrical part of the cylinder are wound over the annular layers 2 and on the bottoms.

После намотки кольцевых 2 и спиральных 3 слоев проводят полимеризацию волокнистого композиционного материала.After winding the annular 2 and spiral 3 layers, polymerization of the fibrous composite material is carried out.

После намотки и полимеризации происходит прочное соединение кольцевых 2 и спиральных 3 слоев волокнистого композиционного материала меящу собой и с металлической оболочкой I.After winding and polymerization, the annular 2 and spiral 3 layers of the fibrous composite material are firmly bonded between themselves and the metal sheath I.

Все слои комбинированного баллона при нагружении внутренним давлением работают совместно.All layers of the combined balloon under internal pressure loading work together.

Щ)именвиие предложенного устройства позволит снизитьЩ) the name of the proposed device will reduce

трудоемкость изготовления на 10 4- I2/S и материалоемкость на 5 по сравнению с известными техническими решениями.the complexity of manufacturing at 10 4-I2 / S and material consumption at 5 compared with the known technical solutions.

Claims (1)

Комбинированный баллон для хранения сжатого газа, содержащий цилиндрическую металлическую оболочку с днищами, усиленную по цилиндрической части кольцевыми слоями волокнистого композиционного материала, отличающийся тем, что поверх кольцевых слоев на цилиндрической части и днищах уложены спиральные слои волокнистого композиционного материала с углом армирования ± 55 - 75^o на цилиндрической части баллона.

Combined cylinder for storing compressed gas, containing a cylindrical metal shell with bottoms, reinforced on the cylindrical part with annular layers of fibrous composite material, characterized in that spiral layers of fibrous composite material with a reinforcement angle of ± 55 - 75 ^o are laid on top of the annular layers on the cylindrical part and bottoms on the cylindrical part of the container.