CZ2014544A3

CZ2014544A3 - Nátrubek pro kompozitní tlakové nádoby

Info

Publication number: CZ2014544A3
Application number: CZ2014-544A
Authority: CZ
Inventors: Pavel Dubinin; Stanislav Dubinin
Original assignee: Hpc Research S.R.O.
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-01-20
Also published as: CZ305646B6

Abstract

Nátrubek pro kompozitní tlakovou nádobu, který zahrnuje vnitřní plášť (1) a vnější kompozitní obal (2), obsahuje: kruhovou přírubu (8) pro uspořádání koncentricky mezi vnitřním pláštěm (1) a vnějším kompozitním obalem (2), přičemž alespoň část vnitřního povrchu uvedené příruby (8) je opatřena připevňovacími prostředky, a přičemž uvedená příruba je opatřena závitem a/nebo alespoň jednou drážkou na části svého vnitřního nebo vnějšího povrchu; kulaté závitové pouzdro (6) s centrálním otvorem opatřeným závitem, který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby, přičemž vnější povrch uvedeného pouzdra (6) obsahuje první část povrchu přilehlou k vnější části otvoru nátrubku, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou k druhé části, a přičemž první část obsahuje kruhové vybrání, druhá část je opatřena připevňovacími prostředky (9) pro spojení s připevňovacími prostředky na vnitřním povrchu příruby (8), a třetí část obsahuje alespoň jednu drážku pro vložení těsnicího prvku (7); kruhový aretující prvek (5), který má tvar zapadající do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra (6), a který se spojuje s přírubou (8). Řešení také poskytuje kompozitní tlakovou nádobu obsahující vnitřní plášť (1), vnější kompozitní obal (2) a nátrubek podle vynálezu.

Description

Nátrubek pro kompozitní tlakové nádoby

Oblast techniky

Uvedený vynález se týká konstrukce nátrubků pro kompozitní tlakové nádoby. Dosavadní stav techniky

Kompozitní tlakové nádoby obecně slouží ke skladování, přepravě a distribuci kapalin a plynů za vysokého nebo nízkého tlaku, jako LPG, CNG, průmyslové plyny nebo vzduch. Zpravidla se kompozitní tlaková nádoba skládá z kompozitní nádrže zahrnující vnější kompozitní obal, který nese všechna tlaková namáhaní, vnitřního pláště, který zabezpečuje těsnění nádrže a běžně se vyrábí z kovu nebo polymeru, a plnicího/vypouštěcího systému obsahujícího nátrubek se závitem pro namontování ventilu nebo příruby pro plném nádoby a následně pro distribuci obsahu nádoby.

Plnicí/vypouštěcí systém musí být integrován do nádrže a zabezpečovat nepropustnost spojení mezi vnitřním opláštěním a nátrubkem, obsahujícím spojovací prostředek, pro plyny. Řada typů konstrukce nátrubku je známá ve stavu techniky. Těsnost se zabezpečuje zajištěním vnitřního pláště kompozitní nádrže v sestavě nátrubku a těsněním pomocí těsnicího prvku (kterým je často těsnicí kroužek) pro zamezení úniku obsahu. Obvykle je vnější část nátrubku zajištěna v nádobě prostřednictvím aspoň částečného uzavření do vnějšího kompozitního obalu kompozitní nádrže za účelem zabránění uvolnění nátrubku z kompozitní nádrže. Nevýhodou většiny známých konstrukcí nátrubků kompozitních tlakových nádob je nemožnost jejich rozebrání za účelem kontroly součástek a výměny těsnících prvků (např. těsnicích kroužků). Následkem vystavení dlouhodobému zatížení se těsnicí prvek často poškodí, což znamená, že celá nádoba nebo alespoň celý nátrubek musejí být vyměněny. V dokumentu US 2012/085727 byla navržena konstrukce, v níž mohou být komponenty rozmontovány za účelem výměny součástek, včetně těsnicího prvku. Sestava se skládá z vnější a vnitřní části, a vnitřního pláště nádrže zajištěného mezi vnitřní a vnější částí prostřednictvím těsnicích kroužků. Vnější a vnitřní části se do sebe šroubují, tudíž musejí mít závit. Závit, který tvoří část těsnicího systému, a tedy nesmí dovolovat únik obsahu nádrže, musí být velice přesně vyroben, což zvyšuje výrobní náklady. 2

Tento vynález si klade za úkol navrhnout konstrukci nátrubku kompozitních tlakových nádob, která by umožnila jeho rozebrání za účelem výměny jednotlivých součástek (např. těsnicích prvků), ale přitom byla stále výrobně levná a jednoduchá.

Podstata vynálezu Předkládaný vynález poskytuje nátrubek pro kompozitní tlakovou nádobu zahrnující vnitřní plášť a vnější kompozitní obal, přičemž nátrubek obsahuje: - kruhovou přírubu pro uspořádání koncentricky mezi vnitřním pláštěm a vnějším kompozitním obalem, přičemž alespoň část vnitřního povrchu uvedené příruby je opatřena připevňovacími prostředky, a přičemž uvedená příruba je opatřena závitem alespoň na části svého vnitřního nebo vnějšího povrchu a/nebo drážkou pro umístění pojistného kroužku, - kruhové závitové pouzdro s centrálním otvorem opatřeným závitem (konickým nebo rovnoběžným), který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby, přičemž vnější povrch uvedeného pouzdra obsahuje první část povrchu přilehlou k vnější části otvoru nátrubku, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou k druhé části, přičemž první část obsahuje kruhové vybrání, druhá část je opatřena připevňovacími prostředky pro spojení s připevňovacími prostředky na vnitřním povrchu příruby a třetí část obsahuje alespoň jednu drážku pro vložení těsnicího prvku, - kruhový aretující prvek, např. matku nebo pojistný kroužek, které mají tvar těsně zapadající do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra. Připevňovací prostředky na přírubě a pouzdru mohou být vybrány ze skupiny zahrnující konický tvar alespoň části vnitřního povrchu příruby a odpovídající konický tvar části vnějšího povrchu pouzdra, drážkování, výřezy, péra, plošné osazení nebo lemování rýhováním. Připevňovací prostředky slouží k zamezení rotace pouzdra při instalaci ventilu nebo spojovací příruby.

Ve výhodném provedení vynálezu je kruhovým aretujícím prvkem matka, která má v podstatě L-profil příčného řezu a je opatřena závitem na vnitřním povrchu, zatímco příruba je opatřena odpovídajícím závitem na vnějším povrchu. V dalším výhodném provedení je kruhovým aretujícím prvkem matka, která je opatřena závitem na svém vnějším povrchu a příruba je opatřena odpovídajícím závitem na vnitřním povrchu. 3 V jiném výhodném provedení je kruhovým aretujícím prvkem pojistný kroužek zapadající do příruby, která je opatřena odpovídající drážkou na vnitřním povrchu pro umístění pojistného kroužku.

Za účelem označení a technologickými účely může být sestava nátrubku dále opatřena označovacím kroužkem. Označovací kroužek může také zajišťovat správné rozložení vlákna kolem hrdla nádoby.

Uvedený vynález také poskytuje kompozitní tlakovou nádobu obsahující vnitřní plášť, vnější kompozitní obal a nátrubek podle vynálezu. S výhodou je vnitřní plášť vytvořen z kovu, jako je ocel, nebo z polymemího materiálu, jako jsou polyethylen nebo polyethylentereftalát. Příruba nátrubku je s výhodou zafixována v kompozitním obalu, např. začleněním v průběhu navíjení. Pro zabezpečení správné fixace příruby v kompozitním obalu může být příruba opatřena kruhovými drážkami a drážkováním nebo plošným osazením.

Konstrukce podle vynálezu dovoluje vymontovat kruhový aretující prvek, např. vyšroubovat matku nebo vyjmout pojistný kroužek a následně vyjmout závitové pouzdro pro výměnu těsnění a periodické kontroly vnitřního pláště. Většina existujících konstrukcí takovou možnost neposkytuje. Navíc, uvedený vynález nevyžaduje žádná dodatečná opatření pro zamezení rotace pouzdra během instalace ventilu, což je dosaženo oddělením aretujícího prvku od pouzdra, které je spojeno s kompozitním obalem přes přírubu a přes připevňovací prostředky. Takto může být během instalace ventilu nádoba přidržena za tělo (nádrž). Konstrukce podle vynálezu také dovoluje použití jakéhokoli typu standardních ventilů a závitů bez omezení utahovacího momentu.

Vynález bude dále objasněn pomocí výkresů a příkladů provedení, které nesmí být interpretovány jako omezení nárokovaného rozsahu. ......................4;......-.......- í) ( íí

StřučnÝ popiswobrazenff

Objacnsínť' i'Ý*zrg£U

Obr. 1 představuje celkový pohled na kompozitní tlakovou nádobu obsahující nátrubek podle předkládaného vynálezu.

Obr.2 představuje příčný řez konstrukce nátrubku dle příkladu 1.

Obr.3 představuje příčný řez konstrukce nátrubku dle příkladu 2.

Obr.4 představuje příčný řez konstrukce nátrubku dle příkladu 3.

Obr.5 představuje příčný řez konstrukce nátrubku dle příkladu 4.

Obr.6 představuje rozloženou konstrukci nátrubku dle příkladu 4. 4 usicuévc/tértí

Příklad 1 τ'

Konstrukce popsaná v tomto příkladu je znázorněna na 0br. 1 a 2. Obr. 1 představuje příčný řez kompozitní tlakovou nádobou (kompozitní tlakovou lahví), která obsahuje vnější kompozitní obal 2, vnitřní plášť i a nátrubek 3. i Nátrubek je znázorněn na ©br. 2. Nátrubek obsahuje kruhovou přírubu 8. Příruba je nasazena koncentricky mezi vnitřním pláštěm i a vnějším kompozitním obalem 2. Příruba má část vnitřního povrchu opatřenou připevňovacím prostředkem, jímž je konické zúžení, které odpovídá konickému povrchu pouzdra 6; příruba 8 je také opatřena závitem na části svého vnějšího povrchu. Kuželový lem na pouzdře může být nahrazen drážkováním, výřezy, péry, plošným osazením nebo lemováním rýhováním pro předání vyššího utahovacího momentu. Nátrubek také obsahuje kruhové závitové pouzdro 6, které má vnější povrch ve tvaru stupňovitého válce a centrální otvor. Centrální otvor je opatřený závitem, který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby. Vnější povrch pouzdra 6 zahrnuje první část povrchu, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou ke druhé části. První část, která přiléhá k vnější části otvoru nátrubku, obsahuje kruhové vybrání, druhá část obsahuje kuželovité zúžení, jež představuje připevňovací prostředky 9 pro spojení s připevftovacími prostředky na vnitřním povrchu příruby, a třetí část obsahuje drážku pro vložení těsnicího prvku 7. Nátrubek také obsahuje kruhový aretující prvek, kterým je matka 5, jež má v podstatě L-profil příčného řezu pro zapadnutí do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra 6 a je opatřená závitem 10 na části vnitřního povrchu pro spojení se závitem na přírubě 8. Nátrubková sestaVa je také opatřena označovacím kroužkem 4. Příklad 2 rf

Konstrukce nátrubku je znázorněna na £fbr. 3. Nátrubek obsahuje kruhovou přírubu 8. Příruba je nasazena koncentricky mezi vnitřním pláštěm l a vnějším kompozitním obalem 2. Příruba má část vnitřního povrchu opatřenou připevňovacím prostředkem, jímž je kuželovité zúžení, které odpovídá kuželovitému povrchu na pouzdře 6; příruba 8 je dále opatřena 5 závitem na části svého vnitřního povrchu. Kuželovitý lem na pouzdře může být nahrazen drážkováním, výřezy, péry, plošným osazením nebo lemováním ryhováním pro předání vyššího utahovacího momentu. Nátrubek také obsahuje kruhové závitové pouzdro 6, které má vnější povrch ve tvaru stupňovitého válce a centrální otvor. Centrální otvor je opatřený závitem, který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby. Vnější povrch pouzdra 6 zahrnuje první část povrchu, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou ke druhé části. První část obsahuje kruhové vybrání, druhá část obsahuje kuželovité zúžení, jež představuje připevňovací prostředky 9 pro spojení s připevňovacími prostředky na vnitřním povrchu příruby 8, a třetí část obsahuje drážku pro vložení těsnicího prvku 7. Nátrubek také obsahuje kruhový aretující prvek, kterým je matka 5, jež je tvarována pro zapadnutí do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra 6 a je opatřená závitem 10 na části vnějšího povrchu pro spojení se závitem na přírubě 8. Nátrubková sestávaje také opatřena označovacím kroužkem 4. Příklad 3 f

Konstrukce nátrubku je znázorněna na iájbr. 4. Nátrubek obsahuje kruhovou přírubu 8. Příruba je nasazena koncentricky mezi vnitřním pláštěm i a vnějším kompozitním obalem 2. Část vnitřního povrchu příruby je opatřena připevňovacím prostředkem, jímž jsou úzké výřezy, které odpovídají perům na pouzdře 6; příruba 8 je také opatřena závitem na části svého vnějšího povrchu. Pera na pouzdře 6 mohou být nahrazena kuželovým lemem, drážkováním, plošným osazením nebo lemováním rýhováním. Nátrubek také obsahuje kruhové závitové pouzdro 6, která má vnější povrch ve tvaru stupňovitého válce a centrální otvor. Centrální otvor je opatřen závitem, který je vhodný pro instalace ventilu nebo spojovací příruby. Vnější povrch pouzdra 6 zahrnuje první část povrchu, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou ke druhé části. První část obsahuje kruhové vybrání, druhá část obsahuje pera, jež představují připevňovací prostředky 9 pro spojení s připevňovacími prostředky příruby 8, a třetí část obsahuje drážku pro vložení těsnicího prvku 7. Nátrubek také obsahuje kruhový aretující prvek, kterým je matka 5, jež má v podstatě L-profil příčného řezu pro zapadnutí do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra 6 a je opatřená závitem 10 na části vnitřního povrchu pro spojení se závitem na přírubě 8. 6 Nátrubková sestávaje také opatřena označovacím kroužkem 4. Příklad 4 5

Konstrukce nátrubku je znázorněna na 0br. 5 a 6. Nátrubek obsahuje kruhovou přírubu 8. Příruba je nasazena koncentricky mezi vnitřním pláštěm \ a vnějším kompozitním obalem 2. Část vnitřního povrchu příruby je opatřena připevňovacím prostředkem, jímž jsou úzké výřezy, které odpovídají perům na pouzdře 6; příruba 8 je také opatřena drážkou na části svého vnitřního povrchu. Pera na pouzdře mohou být nahrazena drážkováním nebo plošným osazením. Nátrubek také obsahuje kruhové závitové pouzdro 6, které má vnější povrch ve tvaru stupňovitého válce a centrální otvor. Centrální otvor je opatřený závitem, který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby. Vnější povrch pouzdra zahrnuje první část povrchu, která se nachází v oblasti největšího průměru pouzdra, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou ke druhé části. První část obsahuje kruhové vybrání, druhá část obsahuje pera, jež představují připevňovací prostředky 9 pro spojení s připevftovacími prostředky příruby 8, a třetí část obsahuje drážku pro vložení těsnicího prvku 7. Nátrubek také obsahuje kruhový aretující prvek 5, kterým je pojistný kroužek, jenž je tvarován pro zapadnutí do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra 6 a pro zapadnutí do drážky na přírubě 8. Nátrubková sestávaje také opatřena označovacím kroužkem 4.

Průmyslová využitelnost

Kompozitní tlakové nádoby opatřené nátrubkem dle uvedeného vynálezu mohou být využity pro uskladnění a přepravu kapalin a plynů za vysokého nebo nízkého tlaku, jako například LPG, CNG, průmyslové plyny nebo vzduch. Popsaná konstrukce je obzvlášť vhodná pro plně ovinuté tlakové nádoby.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY 1. Nátrubek pro kompozitní tlakovou nádobu, která zahrnuje vnitřní plášť (1) a vnější kompozitní obal (2), vyznačující se tím, že nátrubek obsahuje: - kruhovou přírubu (8) pro uspořádání koncentricky mezi vnitřním pláštěm (1) a vnějším kompozitním obalem (2), přičemž alespoň část vnitřního povrchu uvedené příruby (8) je opatřena připevňovacími prostředky, a přičemž uvedená příruba je opatřena závitem a/nebo alespoň jednou drážkou na části svého vnitřního nebo vnějšího povrchu; - kulaté závitové pouzdro (6) s centrálním otvorem opatřeným závitem, který je vhodný pro instalaci ventilu nebo spojovací příruby, přičemž vnější povrch uvedeného pouzdra (6) obsahuje první část povrchu přilehlou k vnější části otvoru nátrubku, druhou část povrchu přilehlou k první části a třetí část povrchu přilehlou k druhé části, a přičemž první část obsahuje kruhové obvodové vybrání, druhá část je opatřena připevňovacími prostředky (9) pro spojení s připevňovacími prostředky na vnitřním povrchu příruby (8), a třetí část obsahuje aspoň jednu drážku pro vložení těsnicího prvku (7); χ_..- - kruhový aretující prvek (5), který má tvar zapadající do vybrání v první části vnějšího povrchu pouzdra (6), a který se spojuje s přírubou (8).
2. Nátrubek podle nároku 1, vyznačující se tím, že připevňovací prostředky na přírubě (8) a na pouzdru (6) mohou být vybrány ze skupiny zahrnující kónický tvar alespoň části vnitřního povrchu příruby (8) a odpovídající konický tvar části vnějšího povrchu pouzdra (6), drážkování, výřezy, péra, plošné osazení nebo lemování ryhováním.
3. Nátrubek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kruhovým aretujícím prvkem (5) je matka, která má v podstatě L-profil příčného řezu a je opatřena závitem na vnitřním povrchu, zatímco příruba (8) je opatřena odpovídajícím závitem na vnějším povrchu.
4. Nátrubek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kruhovým aretujícím prvkem (5) je matka, která je opatřena závitem na svém vnějším povrchu a příruba (8) je opatřena odpovídajícím závitem na vnitřním povrchu.
5. Nátrubek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kruhovým aretujícím prvkem (5) je pojistný kroužek a příruba (8) je opatřena odpovídající drážkou na svém vnitřním povrchu. 8
6. Nátrubek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nátrubek je dále opatřen označovacím kroužkem (4).
7. Nátrubek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že příruba (8) je opatřena kruhovými drážkami a drážkováním nebo plošným osazením.
8. Kompozitní tlaková nádoba, vyznačující se tím, že obsahuje vnitřní plášť (1), vnější kompozitní obal (2) a nátrubek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.
9. Kompozitní tlaková nádoba podle nároku 8, vyznačující se tím, že vnitřní plášť (1) je vyroben z kovu, jako je ocel, nebo polymemího materiálu, jako je polyethylen nebo po ly ety lentereftal át.
10. Kompozitní tlaková nádoba podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že příruba (8) nátrubku je upevněna v kompozitním obalu (2) a uvedená příruba (8) může být případně vybavena kruhovými drážkami a drážkováním nebo plošným osazením pro zajištění aretace.