SU670363A1 - Способ изготовлени многослойных сосудов высокого давлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к производству сосудов высокого давлени , преимущественно многослойных цилиндрических.

Известен способ изготовлени  многослойных сосудов путем намотки на герметичную обечайку нат нутой ленты 1.

Эти сосуды отличаютс  простой технологией изготовлени , не требуют громоздкого и сложного оборудовани . К тому же нат жение наматываемого материала и изменение нат жени  при навивке создают выгодное распределение напр жений по толщине стенки в рабочих услови х.

Однако при изготовлении таких сосудов возникает необходимость в создании специального конструктивного элемента дл  воспри ти  осевой нагрузки.

Известен способ изготовлени  сосудов высокого давлени , цри котором на внутреннюю тонкостенную оболочку наматывают несколько слоев стальной проволоки и приваривают к нему днища 2.

В известном сосуде намотанна  проволока воспринимает как осевую, так и радиальную нагрузки.

Однако при намотке проволоки по специальному узору на цилиндрическую оболочку нити в торцах оболочки перерезаютс , что приводит к снижению прочности всего издели . Поэтому дл  сохранени 

сплощности нитей, а главное дл  прочности сосуда во всех направлени х, должны примен тьс  цилиндро-сферические, цилиндро-конические , а более всего цилнндро-конические с изотензоидными сопр жени ми оболочка вращени , что усложн ет конструкцию как в изготовлении, так и при использовании по назначению, так как это предопредел ет конструкцию дннщ и значительно ограничивает диаметр горловины. Кроме того, необходимость обеспечени  непрерывной намотки по сложной траектории ведет к усложнению процесса изготовлени , в частности намоточного оборудовани , а также требует стыковки проволоки.

Наиболее близким из известных решением  вл етс  способ изготовлени  многослойных сосудов высокого давлени , при

котором корпус сосуда собирают из р да тонкостенных обечаек и слоев наматываемой проволоки, а затем к нему приваривают днища 3.

Однако изготовление сосудов известным

способом отличаетс  высокой трудоемкостью , собранные сосуды не обладают достаточной прочностью, так как вначале изготавливают смежные многослойные обоЛОЧК11 из наматываемой проволоки, а затем

между ними устанавливают тонкостенные

обечайки, которые не несут полезных нагрузок .

Цель изобретени  - снижение трудоемкости изготовлени  и новышение прочности сосуда.

Дл  этого сборку корпуса сосуда осуществл ют последовательным чередованием тонкостенных обечаек и слоев наматываемой проволоки, при этом перед намоткой проволоки обечайки профилируют по спирали с шагом, равным шагу намотки, таким образом, что углублени , образуемые при профилировании второй и последуюш .их обечаек, располагают между витками лежаш,его под обечайкой верхнего сло  проволоки; тонкостенные обечайки, кроме первой, изготавливают с несоединенными продольными кромками, а в зоне вли ни  зашемлени  дниш, шаг намотки проволоки увеличивают в 2-3 раза по сравнению с шагом намотки за пределами указанной зоны.

На чертеже изображено продольное сечение стенки сосуда.

Способ изготовлени  многослойных сосудов заключаетс  Б следуюш,ем.

Первую герметичную цилиндрическую обечайку 1, внутренний диаметр которой равен, внутреннему диаметру сосуда, приваривают к дниш,ам 2 кольцевыми швами

3,а затем на нее наматывают с нат жением один или несколько слоев проволоки 4, концы которой закрепл ют любым известным способом, причем в зоне вли ни  защемлени  днищ шаг намотки увеличивают в 2-3 раза по сравнению с шагом на остальной части корпуса. Поле обмотки первой обечайки поверх слоев проволоки надевают следующую обечайку 5, у которой внутренний диаметр отличаетс  от внутреннего диаметра первой на сумму толщин первой обечайки и сло  намотки, а кромки замыкающего продольного стыка несоединены . Затем обечайку 5 приваривают к днищу 2 кольцевым швом 6 со смещением относительно кольцевого шва 3 по длине корпуса. После приварки обечайки 5 к днищу 2 ее профилируют, например обкаткой роликом по наружной поверхности. При этом образуемые углублени  располагают между витками лежащего под обечайкой сло  намотки. Шаг профилировани  измен ют соответственно шагу намотки. Вслед за профилированием производ т намотку с нат жением слоев проволоки 7 с укладкой их в образованные профилированием канавки , причем слой намотки 7 может быть намотан с нат жением, отличающимс  от нат жени  при намотке предыдущего сло 

4.Этим обеспечиваетс  рациональное распределение напр жений в стенке сосуда в рабочих услови х. Такое чередование операций намотки проволоки и надевани  тонкостенных цилиндрических обечаек с их приваркой и профилированием производ т

до тех пор, пока не будет обеспечена осева  и радиальна  прочность сосуда. Осева  прочность обеспечиваетс  совместной работой цилиндрических обечаек на раст жение , а радиальна  - подкрепл ющим действием намотки.

В однослойном сосуде с толщиной стенки , нанример 80 мм, дл  воспри ти  осевой нагрузки достаточно 40 мм. Остальна 

часть стенки необходима дл  обеспечени  кольцевой прочности. В св зи с этим стенка сосуда, изготовленного по указанному способу , может состо ть, например, из п ти однослойных обечаек толщиной но 8 мм и намотанных на каждую из обечаек двух слоев проволоки диаметром 5 мм при условии одинаковой механической прочности материала обечаек и проволоки. Предлагаемый способ изготовлени  многослойных сосудов высокого давлени  имеет следующие преимущества.

1.Повышаетс  надежность и нрочность сосуда за счет устранени  концентраторов напр жений, св занных с остаточными напр жени ми и дефектами при сварке, в результате полного исключени  кольцевых сварных швов большого сечени  и частичного , кроме герметичной обечайки продольных швов промежуточных цилиндрических обечаек.

2.Снижаетс  трудоемкость и стоимость изготовлени  сосуда, в результате исключени  сварных монолитных кольцевых и продольных швов, их термообработки, а

также операций по обнаружению и исправлению опасных дефектов сварки.

3.Обеспечиваетс  возможность изготовлени  корпусов многослойных сосудов практически неограниченной длины без

сварки, за исключением сварных швов малого сечени  нри изготовлении цилиндрических однослойных обечаек и их приварки к днищам, выполнение которых не вызывает затруднений.

4. Обеспечиваетс  возможность более тонкого управлени  рациональным распределением напр жений в стенке сосуда в рабочих УСЛОВИЯХ за счет нрименени  высокопрочной проволоки и соответствующего

изменени  ее нат жени  по сло м в процессе намотки.

Claims (3)

1. Способ изготовлени  многослойных сосудов высокого давлени , при котором корпус сосуда собирают из р да тонкостенных обечаек и слоев наматываемой проволоки и приваривают к нему днища, отличающ и и с   тем, что, с целью снижени  трудоемкости изготовлени  и повышени  прочности сосуда, сборку корпуса сосуда осуществл ют последовательным чередованием тонкостенных обечаек и слоев наматываемой проволоки, при этом перед намоткой проволоки обечайки профилируют по спирали с шагом, равным шагу намотки, таким образом, что углублени , образуемые при профилировании второй и последующих обечаек, располагают между витками лежащего под обечайкой верхнего сло  проволоки.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что тонкостенные обечайки, кроме первой , изготавливают с несоединенными продольными кромками.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс 

тем, что в зоне вли ни  защемлени  днищ щаг намотки проволоки увеличивают в 2 3 раза по сравнению с шагом намотки за пределами указанной зоны.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 449761, кл. В 21D 51/24, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 313024, кл. F 17С 1/00, 1969.

3.Патент США № 3207352, кл. 220-3, 1965.

О О ППООГТУТЮОО

У////// /// /у///////. --:/:;/: ; -//i:o-2 o-j

i С ) с), ( с) () с X X Гх ) X X X1

М//////////у////(,/ у. -:- :-:- t-y;-j

о о ucxTTlX)u(x),

/////7/у/у///-////у/. --у/У// (У СУС) СХХХХ ХТХ

. Щ- ///////////// //, - .. . .

а с:) с)ттппоппппо(

-,ч/ F y///// / / / /, , / . .V/

i