CN210107030U

CN210107030U - 气瓶

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Publication number: CN210107030U
Application number: CN201690001255.2U
Authority: CN
Inventors: 奥列格·斯坦尼斯拉夫维奇·库宁; 奥列格·叶夫根尼耶维奇·伯格克
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-12
Also published as: AT16441U1; PT2017048154Y

Abstract

本实用新型涉及气体运输和储存领域，具体涉及一种气瓶。所述气瓶具有介于480毫米到520毫米之间的外径和介于超过350升到430升的范围内的容量。技术效果涉及当气瓶包含在箱内时气瓶用箱的容量增加(箱的容量是其中包含的气瓶的整体容量)，箱该箱具有：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据GOST R 53350‑2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350‑2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R 53350‑2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350‑2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R 53350‑2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350‑2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R 53350‑2009)。

Description

气瓶

技术领域

本实用新型涉及气体运输、储存和供应领域，并具体涉及一种气瓶。特别地，本实用新型涉及一种用于压缩(加压后的)气体的气瓶。

背景技术

在现有技术中，被设计用于气体运输、储存和供应的气瓶是已知的。

目前，为了上述目的，使用四种类型的气瓶：类型1－无缝钢气瓶；类型2－由金属内衬和覆盖圆柱形内衬表面的复合材料壳体组成的气瓶；类型3－由金属内衬和覆盖整个内衬表面的复合材料壳体组成的气瓶；类型4－由非金属内衬、覆盖整个内衬表面的复合材料壳体和金属插件组成的气瓶。

通常，这种气瓶可选地包括用于将气体注入气瓶并从气瓶中释放气体的至少一个颈部。

在EP1526325中描述了这种气瓶的一个例子。该气瓶包括：含铝材料的不可渗透壳体，复合材料包装的承载壳体、沿不可渗透壳体的内表面的塑料盖、以及具有用于连接截止阀的螺纹的颈部。

为了运输和储存这种气瓶，使用了具有指定参数的货运箱，例如系列1货运箱，其具有：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R 53350-2009)。

目前，使用了已知的用于气瓶的20英尺箱，例如由Xperion公司制造的X-Store型箱，其总气瓶容量为19250升，能够容纳5650立方米的天然气，该5650立方米的天然气包含在各自外径为505mm、容量为350升且工作压力为250巴的55个垂直定位的气瓶中，或者例如由Hexagon公司制造的Smartstore型箱，其总气瓶容量为18000升，能够容纳5400立方米的天然气，该5400立方米的天然气包含在各自容量为450升且工作压力为250巴的40个水平定位的气瓶中。

以下给出现有技术中已知的20英尺箱的汇总表。

表1

箱	Vк,l	Vкпг,m<sup>3</sup>	Vб,l	N
					X-Store	19250	5650	350	55
Smartstore	18000	5400	450	40

其中：

Vк－箱中包含的气瓶的整体(总)容量；

Vкпг－压缩天然气体积；

Vб－气瓶容量；

N－箱中的气瓶数量。

尽管气瓶和用于运输和储存气瓶的箱众多，然而有必要制造一种气瓶，该气瓶允许在包含于气瓶用箱内的气瓶中运输和储存的压缩(加压)后的气体的量增加，该气瓶用箱具有：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R53350-2009)。

下面给出了箱的汇总表。

表2

其中：

L－箱长度；

B－箱宽度；

H－箱高度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气瓶，该气瓶允许在包含于气瓶用箱内的气瓶中运输和储存的压缩(加压)气体的量的增加，该气瓶用箱具有：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R 53350-2009)。

该目的是通过一种外径介于480毫米到520毫米之间和容量介于超过350升到430升范围之间的气瓶来实现的。

应注意的是，在包括说明书和权利要求书在内的所有本说明书中，对量值范围的任何引用意味着包括边界值在内的相应量的所有值都落入该范围内，除非另有明确规定。

本实用新型允许增加气瓶用箱^*的容量，只要气瓶包含在箱内，该箱具有：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R 53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R53350-2009)。

在一优选实施例中，气瓶具有至少一个壳体，所述壳体具有介于2400毫米到2870毫米的范围内的长度、至少420毫米的内径和不超过520毫米的外径。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体是不可渗透的和/或承载壳体。

____________________________________________

^*箱的容量是其中包含的气瓶的整体容量。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体是不可渗透的壳体，并且所述气瓶包括布置在所述至少一个壳体的外部的至少一个承载壳体。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体包含塑料。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体由复合材料制成。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体由金属制成。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体由含铝材料制成。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体由AMg型铝镁合金制成。

在另一优选实施例中，所述至少一个壳体是包裹在至少一个其他外壳上的加强材料。

在另一优选实施例中，所述加强材料使用结合介质包裹在至少一个其他壳体上。

在另一优选实施例中，所述加强材料是玻璃丝粗纱。

在另一优选实施例中，所述加强材料是玄武岩丝粗纱。

在另一优选实施例中，所述加强材料是碳丝粗纱。

在另一优选实施例中，所述气瓶包括安装在至少一个颈部上的连接配件。

在另一优选实施例中，所述气瓶包括安装在至少一个颈部上的截止阀。

在另一优选实施例中，所述气瓶包括至少两个颈部，所述至少两个颈部具有安装在至少一个所述颈部上的连接配件或截止阀或安全阀。

在另一优选实施例中，所述气瓶包括安全阀。

在另一优选实施例中，所述气瓶具有505mm的外径和400升的容量。

附图标记

1－气瓶

2－外壳体

3－内壳体(内衬)

4，5－颈部

6－连接配件

7－适配器

L1－气瓶1的长度

L2－内壳体(内衬)3的长度

8－箱

9－箱框架

D－气瓶1的外径

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一优选实施例的气瓶的示意性横截面侧视图。

图2示出了已知的气瓶用箱的示意性侧视图。

具体实施方式

在一优选实施例中，气瓶是用于压缩(加压)后的气体的容器，特别是用于物理和化学性质符合GOST 27577-2000的压缩天然气的容器。根据本实用新型，如果需要，气瓶也可用于对气瓶壳体的材料不具有侵蚀性影响的其他加压后的气体。可以放入根据本实用新型的气瓶中的气体不限于上面列出的气体。

图1示出了根据本实用新型的一优选实施例的气瓶1的示意性横截面侧视图。

气瓶1包括外壳体2和内壳体(内衬)3。

根据一优选实施例，气瓶1的外壳体2是复合材料的复合承载壳体，并且内壳体3是不可渗透的金属壳体。

如果需要，气瓶可以包括仅一个壳体，该壳体可以是不可渗透的承载壳体和/或其他合适壳体。

此外，如果需要，气瓶1可以包括执行不同功能的更多数量的壳体。

根据一优选实施例，外壳体2由加强材料例如复合材料制成，并且内壳体3由金属例如铝或含铝材料或AMg型铝-镁合金制成。壳体2，3可以由其他合适的材料、金属或合金制成而不受限制。

下表给出了内壳体3的不同材料对气瓶1的参数的影响。针对具有长度为L2＝2710毫米、外径为470毫米和结构强度相同的不同材料的内壳体给出了计算。

表3

其中：

σ_в－断裂应力；

h_воmin－内壳体3的最小厚度；

h_во－内壳体3的标称厚度；

V－气瓶1的容量。

因此，在一优选实施例中，如果使用诸如АМг5М(AMg5M)、АМг6М(AMg6M)之类的铝合金，则气瓶1的容量可以介于397升到404升范围之间，或者如果使用诸如软М1、М2、М3或硬М1、М2、М3合金之类的铜合金，则气瓶1的容量可以介于389升到402升的范围之间，其提供了储存在箱中的气瓶1中的气体的充足储备和气瓶1的强度(内壳体材料的断裂应力分别为介于255MPa到315MPa之间和介于196MPa到294MPa之间)。

在另一优选实施例中，如果使用12Cr18Ni10Ti(12Х18Н10T)合金，则气瓶1的容量可以达到417升，或者如果使用诸如BrA9Mts2L(БрА9Мц2Л)、BrA10Mts2L(БрА10Мц2Л)之类的青铜合金，则气瓶1的容量可以介于408升到416升的范围之间，其提供了储存在箱中的气瓶1中的气体的充足储备和气瓶1的强度(内壳体材料的断裂应力分别是530MPa和介于392MPa到490MPa之间)。

在另一优选实施例中，如果使用诸如ОТ4、VT4(ВТ4)之类的钛合金，则气瓶1的容量可以介于421升到423升的范围之间，其提供了储存在箱中的气瓶1中的气体的充足储备和气瓶1的强度(内壳体材料的断裂应力介于686MPa到834MPa之间)。

外壳体2可以是包裹在内壳体3上的加强材料，例如，玻璃丝粗纱(玻璃粗纱)，玄武岩丝粗纱(玄武岩粗纱)，碳丝粗纱(碳粗纱)或者另一合适材料的粗纱以及其他合适的材料(如果需要的话)。

在一优选实施例中，可以使用粘合剂将加强材料包裹在内壳体上，以加强外壳体2到内壳体3的附接。

加强材料可以用结合介质浸湿或者结合介质可以以任何合适的方式施加到加强材料的表面上。

结合介质可以是环氧树脂基体或任何其他合适的结合介质。

下表给出了具有环氧树脂基体的外壳体2的不同材料对气瓶1的参数的影响。

针对外径D＝505毫米的不同材料的外壳体、气瓶1长度L1＝2710毫米、内壳体3材料为AMg6M(АМг6М)(AMg5M(АМг5М)、AMg4.5(АМг4,5))和内壳体3厚度为10±2毫米给出了计算。

表4

其中：

σ_в1－断裂应力；

n_c－气瓶1的外壳体2包裹在内壳体3上的卷绕层数；

n_k－气瓶1的外壳体2包裹在内壳体3上的环层数；

h_с－卷绕层的厚度；

h_k－环层的厚度；

h_Σ－层的整体厚度；

d_во－内壳体3的外径；

а_д－内壳体3的底部的高度；

b_д－内壳体3的底部的半径；

l_ц－筒(内壳体3的圆柱形部分)的长度；

V－气瓶1的容量；

m_во－内壳体3的质量；

m_Σ－所有层的质量；

m_б－气瓶1的质量。

因此，依赖于气瓶1的外壳体2的材料，气瓶1的容量可以介于397升到414升的范围内。

如图1所示，根据一优选实施例，气瓶1包括用于连接截止阀和安全阀的两个颈部4，5。

尽管图1示出了包括两个颈部4，5的气瓶，然而如果需要，气瓶1可以包括仅一个或多个颈部。

根据一优选实施例，具有安全阀(未示出)的连接配件6安装在颈部4上，并且适配器7安装在颈部5上。如果需要，截止阀可以安装在至少一个颈部上。

依赖于气瓶1的应用，不同的截止阀和安全阀(包括防火安全阀)可以安装在但不限于气瓶1的颈部上。

图2示出了箱8，该箱8被选择为具有指定参数的旨在运输和储存诸如气瓶1之类的气瓶的箱。

箱8包含：框架9，用于将气瓶1紧固到框架的装置(未示出)，用于与气瓶1连接的至少一条管线(未示出)，以及提供具有气瓶1的箱8的安全操作的整套辅助单元(未示出)。

箱8可以具有以下尺寸：介于2986毫米到2991毫米之间的长度(根据GOST R53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于6052毫米到6058毫米之间的长度(根据GOST R53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度，或者介于9115毫米到9125毫米之间的长度(根据GOST R53350-2009)、介于2433毫米到2438毫米之间的宽度(根据GOST R 53350-2009)和介于2891毫米到2896毫米之间的高度(根据GOST R 53350-2009)。

为了实现技术效果，进行了气瓶1参数的计算，以选择气瓶1在具有指定参数的箱8中的最佳布置。

气瓶1在箱8中的最佳布置实现了技术有效性和容易安装、舒适通达和方便检查需要经常检查和调整的部件。有效的布置提高了可修复性并使维护更容易。

考虑到气瓶1在填充过程中的径向膨胀、安装间隙和技术效果，借助用于搜索最大可能的圆直径的逐次渐进法，对于具有6058毫米的长度、2438毫米的宽度和2896毫米的高度的箱进行了气瓶1参数的计算。依赖于外壳体2和内壳体3的材料(强度和厚度)，选择了用于制造气瓶1的内壳体3的管的外径(与现有尺寸范围的最接近的值)和壁厚。

下表给出了在箱8中选择气瓶1布置的理由。

表5

*在外径为453毫米的标准管不存在的情况下，对直径为450毫米的管进行了计算。

其中：

D1－气瓶1的外径；

D_во－内壳体3的外径；

N－箱8中的气瓶1的数量；

L2－内壳体3的长度；

V_б－气瓶1的容量；

m_б－气瓶1的质量；

V_к－箱8的总容量。

计算和实验证实，具有指定参数的包括气瓶1的箱8的最大容量是使用气瓶1的以下特征来实现的：如果气瓶1以垂直状态并且以棋盘图案布置在箱8中，则气瓶1的外径D介于480毫米到520毫米的范围之间，气瓶1的容量介于350升到430升的范围之间。

从表5可以推定，气瓶参数(外径520毫米，容量超过350升)的这种组合实现了气瓶用箱的容量增加，只要气瓶包含在具有指定参数的箱内(标准20英尺箱)，由于使用这种气瓶参数可以将55个气瓶包含在具有指定参数的箱中，并且在这种情况下，如果使用容量超过350升(例如，351升)的气瓶，则箱容量将超过19250升(例如，对于容量为351升的气瓶为19305升)，这比在以上所述的现有技术中更多。

另一方面，520毫米的气瓶外径允许将气瓶容量增加到430升(气瓶内径为490毫米)，其提供23,650升的箱容量，该箱容量比在现有技术中实现的具有相同尺寸的箱的容量大得多。

因此，论证了将外径为530毫米的55个气瓶布置在20英尺箱中并同时将外径为520毫米的气瓶的容量增加到430升的可能。

显然，随着气瓶外径的减小(即，外径值小于520毫米)，至少55个气瓶仍然可以包含在具有指定参数的箱内，这也实现了具有指定参数的箱的容量增加到超过19250升。此外，随着气瓶外径减小到480毫米，气瓶容量可以增加到430升(气瓶内径为470毫米)。通过使得至少55个这种气瓶包含在20英尺箱内，气瓶容量将增加到23650升，这比在现有技术中所实现的气瓶容量(19250升)大得多。

很明显，所有已公布的参数的中间组合还实现了首先将至少55个气瓶布置在20英尺箱中，其次将具有来自声明范围(包括最小值)的外径的气瓶的容量增加到来自声明范围(包括最大值)的任何值的可能。

因此，气瓶参数(外径介于480毫米到520毫米之间，容量介于超过350升到430升之间)的任何组合都提供了技术效果。

在一优选实施例中，内壳体具有介于2400毫米到2870毫米的范围之间长度L2、至少420毫米的内径以及不超过520毫米的外径。

在一优选实施例中，气瓶1的总长度介于2450毫米到2896毫米的范围内。

在表6中，根据一优选实施例给出了气瓶1的主要特征。

表6

参数名称	参数值
		L2,mm	2710±10
L1,mm	2896–5
		V,l	400(+30；–50)
m,kg,max.	260
		D,mm	510(+10；–10)
P<sub>раб</sub>.,MPa(kgf/cm2)	24.5(250)
		Р<sub>пр</sub>.,MPa(kgf/cm2)	36.8(375)
P<sub>р</sub>,MPa(kgf/cm2)	58.8(600)

其中：

L2－内壳体3的长度；

L1－气瓶1^*的总长度；

V－气瓶1的容量；

M－(没有紧固装置的)空气瓶1的质量；

D－气瓶1的外径；

P_раб－操作压力(最大工作压力)；

P_пр－测试压力；

Pр－计算压力(最小爆破压力)。

*气瓶1的总长度L1应被解释为具有安装在其颈部上的阀和用于紧固的单元的气瓶1的长度。

根据本实用新型，气瓶1被设计用于向其内的气体注入、气体储存、气体运输和从其内的气体供给。

使用气瓶1的截止阀和安全阀进行向气瓶1内的气体注入和从气瓶1内的气体供给。如果需要，可以借助压力计或其他合适装置来控制过程。

应注意的是，所描述的气瓶仅是优选实施例之一。对于本领域技术人员显而易见的是，在本实用新型中，可以在不偏离由权利要求限定的实用新型范围的情况下引入变型和修改。

Claims

1.一种气瓶，其特征在于，所述气瓶具有介于480毫米到520毫米之间的外径和介于超过350升到430升范围之间的容量。

2.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶包括至少一个壳体，所述至少一个壳体具有介于2400毫米到2870毫米范围之间的长度和介于420毫米到515毫米范围之间的内径。

3.根据权利要求2所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体是不可渗透的壳体和/或承载壳体。

4.根据权利要求2所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体是不可渗透的壳体，并且所述气瓶包括布置在所述至少一个壳体的外部的至少一个承载壳体。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体包含塑料。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体由复合材料制成。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体由金属制成。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体由含铝材料制成。

9.根据权利要求7所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个壳体由AMg型铝镁合金制成。

10.根据权利要求4所述的气瓶，其特征在于，所述至少一个承载壳体是包裹在至少一个壳体上的加强材料。

11.根据权利要求10所述的气瓶，其特征在于，所述加强材料使用结合介质缠绕在至少一个壳体上。

12.根据权利要求10所述的气瓶，其特征在于，所述加强材料是玻璃丝粗纱。

13.根据权利要求10所述的气瓶，其特征在于，所述加强材料是玄武岩丝粗纱。

14.根据权利要求10所述的气瓶，其特征在于，所述加强材料是碳丝粗纱。

15.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶还包括安装在至少一个颈部上的连接配件。

16.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶还包括安装在至少一个颈部上的截止阀。

17.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶包括至少两个颈部，所述至少两个颈部具有安装在至少一个所述颈部上的连接配件或截止阀或安全阀。

18.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶包括安全阀。

19.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶具有505mm的外径和400升的容量。