ES2941316T3

ES2941316T3 - Depósito y procedimiento

Info

Publication number: ES2941316T3
Application number: ES20184040T
Authority: ES
Inventors: Michael Quatmann; Christian Wendt; Gerrit Quappen; Markus Quadt; Markus Kleineberg; Dirk Röstermund; Jan Stüve; Daniel Stefaniak; Andreas Kolbe
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV; ArianeGroup GmbH
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV; ArianeGroup GmbH
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2023-05-19
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP2021011948A; DE102019118323B4; DE102019118323A1; EP3760911B1; JP7026170B2; EP3760911A1; US11845602B2; US20210002060A1

Abstract

La invención se refiere a un depósito para el almacenamiento de sustancias líquidas o gaseosas, con una camisa de plástico reforzado con fibra que delimita al menos un espacio interior para el alojamiento de las sustancias a almacenar. De acuerdo con la invención, se prevé que al menos una sección periférica de la cubierta de plástico reforzado con fibra tenga una estructura de sándwich evacuable que encierra completamente la sección periférica. Como resultado, el tanque tiene un bajo peso con una alta capacidad de aislamiento térmico. Además, el tanque está protegido de forma fiable contra explosiones. Además, la invención se refiere a un método para producir un tanque para almacenar sustancias líquidas o gaseosas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Depósito y procedimiento

La invención se refiere, en primer lugar, a un depósito para el almacenamiento de sustancias líquidas o gaseosas, con una camisa de plástico reforzado con fibra que delimita al menos un espacio interior para el alojamiento de las sustancias que se van a almacenar. La invención tiene también por objeto un procedimiento para fabricar un depósito de este tipo para almacenar sustancias líquidas o gaseosas.

Los vehículos de lanzamiento para cargas útiles comerciales o militares a menudo están equipados con grupos motopropulsores que funcionan con componentes propulsores líquidos y criogénicos, como hidrógeno/oxígeno, por ejemplo. En comparación con los grupos motopropulsores de combustible líquido, los grupos motopropulsores de combustible sólido con un diseño estructural más simple son difíciles de regular y, por lo general, solo se encienden una vez. Para almacenar los combustibles o componentes de combustible líquidos o gaseosos y a menudo criogénicos, se requieren depósitos con una alta capacidad de aislamiento térmico, baja permeabilidad o alta estanqueidad y bajo peso. Además, tales depósitos deben disponer de una protección contra explosiones lo más efectiva posible debido a los combustibles altamente explosivos almacenados en ellos.

Las etapas superiores de los vehículos de lanzamiento actualmente en funcionamiento utilizan depósitos criogénicos metálicos hechos de aluminio y, en casos más raros, también estructuras formadas con plásticos reforzados con fibra de carbono (PRFC, en inglés: "Carbon Fibre Reinforced Plastic, CFRP") en un diseño monolítico. En general, se utilizan en este sentido dos depósitos que están completamente separados entre sí espacialmente para almacenar en cada caso un componente combustible. El control de las bajas temperaturas del combustible requiere un concepto de aislamiento térmico independiente, que da lugar a materia seca adicional, costes de producción y complejidad. Por ejemplo, el aislamiento de espuma térmica aumenta el peso del depósito sin contribuir a su integridad estructural. Además, aunque tal aislamiento de espuma reduce efectivamente el transporte de calor por convección en la parte inferior, es mucho menos adecuado en cuanto a la reducción del transporte de calor por radiación en el espacio que las superficies correspondientemente recubiertas o sistemas de superficies recubiertas, como por ejemplo un denominado aislamiento multicapa (MLI: multilayer insulation)". La limitación de la permeabilidad y las fugas en los depósitos fabricados con materiales compuestos de plástico reforzado con fibra se logra a menudo aumentando el grosor de la pared del depósito y/o utilizando fundas metálicas adicionales o recubrimientos, revestimientos o láminas, lo que, sin embargo, también conduce a un aumento del peso, de la complejidad del sistema y, por lo tanto, de los costes de fabricación.

Además, se conocen por el estado de la técnica depósitos aislados a vacío o criostatos hechos de acero inoxidable o plásticos reforzados con fibra de vidrio (PRFV) y, en más contadas ocasiones, de plásticos reforzados con fibra de carbono (cf.: https://www.ilkdresden.de/projekt/kryostate-aus-gfk-oder-metall/). Estos depósitos están diseñados para tasas de evaporación muy bajas y, si se utilizan plásticos reforzados con fibra (PRF), también presentan una tasa de permeabilidad baja. Sin embargo, para lograr estas propiedades, las paredes de estos depósitos tienen un grosor de material comparativamente alto, por lo que los depósitos son generalmente inapropiados para aplicaciones espaciales.

Además, se conocen depósitos para aplicaciones en cohetes fabricados con plásticos reforzados con fibra, en los que solo está prevista una estructura de tipo sándwich en zonas con curvatura simple o secciones de cilindro hueco del depósito. Estas estructuras se lavan con un gas inerte para garantizar una protección adecuada contra explosiones (cf.: "Design, Manufacture and Test of Cryotank Components" McCarville, 2017). Para un lavado eficaz, también se pueden usar en este sentido bombas de vacío más pequeñas en la salida de los canales de lavado, pero que no pretenden lograr un vacío de aislamiento térmico permanente dentro de la estructura de tipo sándwich a fin de evitar un diseño de aislamiento separado (cf.: la patente US 2012/0205493 A1 [0124]).

Otro estado de la técnica publicado se conoce, por ejemplo, por el documento US 2012/205493 A1. Esta publicación muestra un depósito para un vehículo de lanzamiento para almacenar sustancias líquidas o gaseosas con una camisa de plástico reforzado con fibra. Los documentos US 5085 343 A y US 2014/117021 A1 nombran en cada caso un depósito para una etapa de cohete con un intersticio estructural o una estructura de tipo sándwich, que puede mantenerse a vacío para el aislamiento o puede llenarse con un gas inerte.

Un objetivo de la invención es proporcionar un depósito mejorado para almacenar sustancias líquidas o gaseosas para un vehículo espacial tal como un cohete o una etapa de cohete, el cual disponga de una buena capacidad de aislamiento térmico y un peso reducido junto con una protección eficaz contra explosiones. Además, es un objetivo de la invención especificar un procedimiento para la fabricación optimizada de un depósito de este tipo.

El objetivo mencionado al principio se logra, en primer lugar, por que al menos una sección perimetral de la camisa de plástico reforzado con fibra presenta una estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío, la cual encierra por completo la sección perimetral. Como resultado, el depósito presenta un aislamiento térmico en gran parte neutral en cuanto al peso, que al mismo tiempo garantiza una excelente protección contra explosiones. En general, ya se garantiza una protección suficiente contra explosiones por debajo de 1,0 hPa (véase el denominado "límite de explosión"). Con vistas al aislamiento a vacío térmico, la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío del depósito se somete a una presión significativamente más baja, que se sitúa preferentemente en el intervalo entre 0,0001 hPa y 0,01 hPa. La estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío y preferentemente con capacidad portante se extiende de manera preferente axialmente a ambos lados más allá de una sección perimetral del depósito y puede formar, por ejemplo, al menos por zonas una cubierta exterior de un cohete o etapa de cohete que va a equiparse con el depósito. La estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío y con capacidad portante está formada preferentemente de manera segmentada en el lado perimetral, estando los segmentos unidos entre sí de forma estanca a la presión en dirección longitudinal.

La al menos una sección perimetral es una sección perimetral central, a la que se conecta por ambos lados en cada caso una sección perimetral de lado de extremo, cada una de las cuales está cubierta con una estructura exterior que puede ponerse a vacío. Esto completa el aislamiento térmico y la protección contra explosiones del depósito en el lado de extremo.

El espacio interior está dividido por medio de un mamparo de separación que puede ponerse a vacío para crear una primera y una segunda cámara. Como resultado, es posible almacenar dos sustancias o combustibles o componentes de combustible líquidos o gaseosos diferentes, tales como hidrógeno y oxígeno.

La estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central, las estructuras exteriores que pueden ponerse a vacío de las dos secciones perimetrales de lado de extremo, así como el mamparo de separación que puede ponerse a vacío están unidos a al menos un conducto de conexión para la puesta a vacío. Como resultado, se puede garantizar el aislamiento térmico y la protección contra explosiones necesarios del depósito, por ejemplo mediante al menos una bomba de vacío, aplicando un vacío en el intervalo de entre 0,0001 hPa y 0,01 hPa a las estructuras exteriores. Además, se puede suministrar un gas de lavado inerte a través del al menos un conducto de conexión o de un conducto de conexión adicional.

La sección perimetral central y las dos secciones perimetrales de lado de extremo están formadas preferentemente con un material compuesto de plástico reforzado con fibra. Esto da como resultado una reducción de peso significativa del orden de hasta un 40 % en comparación con un depósito metálico convencional.

En el caso de una configuración adicional, la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío está firmemente unida a la sección perimetral central y está realizada con capacidad portante. Como resultado, además de su funcionalidad principal, el depósito también puede recibir cargas relevantes desde el punto de vista estructural y mecánico.

Preferentemente, las estructuras exteriores que pueden ponerse a vacío de las dos secciones perimetrales de lado de extremo están formadas con una estructura de tipo sándwich estructuralmente simplificada, en particular con una membrana separada y/o con una estructura de soporte construida con un material compuesto de plástico reforzado con fibra. Esto proporciona un aislamiento a vacío térmico eficaz y una protección contra explosiones para las secciones perimetrales de lado de extremo del depósito. Las estructuras exteriores que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo del depósito no tienen, preferentemente, ninguna función portante significativa.

En un perfeccionamiento favorable, cada una de las dos secciones perimetrales de lado de extremo presenta en cada caso una tubuladura con brida dirigida hacia el espacio interior, en donde las bridas están firmemente unidas, en cada caso por medio de un elemento de conexión formado con un plástico reforzado con fibra de vidrio, con la sección perimetral de lado de extremo asociada en cada caso. Debido a la baja dilatación térmica típica de los plásticos reforzados con fibra, las tensiones mecánicas resultantes de eventuales diferencias de temperatura se reducen al mínimo. Los elementos de conexión están configurados preferentemente de forma anular, como los denominados "aros de cúpula", que están pegados a las bridas de las tubuladuras en las áreas polares de las secciones finales de lado de extremo, aproximadamente en forma de calota, de la camisa de plástico. Preferentemente, las bridas están firmemente unidas con la sección perimetral de lado de extremo asociada en cada caso, por medio de un elemento de conexión formado con un plástico reforzado con fibra de vidrio o con un plástico reforzado con fibra de carbono.

Según lo dispuesto en otra configuración ventajosa, la sección perimetral central presenta una primera sección de cilindro hueco y una segunda sección de cilindro hueco, cuyas secciones de extremo libres orientadas la una hacia la otra están ensambladas entre sí por medio de un manguito de unión preferentemente situado radialmente por dentro para crear la camisa de plástico, en donde el mamparo de separación que puede ponerse a vacío está unido, a su vez, al manguito de unión por la cara interna. Como resultado, el depósito se puede implementar con una sola zona de unión.

En una configuración adicional, las secciones perimetrales de lado de extremo están realizadas de una sola pieza con la sección perimetral central y en cada caso están orientadas alejándose del manguito de unión y están configuradas esencialmente forma de calota. Esto da como resultado una excelente resistencia a la presión del depósito y, al mismo tiempo, requiere un espacio de instalación mínimo.

En el caso de otro perfeccionamiento técnicamente ventajoso del depósito, la primera cámara presenta un conducto de extracción y llenado y la segunda cámara presenta un conducto de presurización y despresurización. El conducto de extracción asociado a la primera cámara superior y la segunda tubuladura inferior asociada a la segunda cámara inferior permiten una extracción individual de la sustancia líquida o gaseosa de las cámaras o una carga de las cámaras con la sustancia líquida o gaseosa independientemente una de otra. Por medio de la primera tubuladura superior y del conducto de presurización y despresurización asociado a la segunda cámara inferior es posible aplicar un colchón de presión y/o una ventilación a las dos cámaras individualmente.

Según lo dispuesto en una configuración técnica favorable, la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central, las estructuras exteriores que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo, así como el mamparo de separación que puede ponerse a vacío presentan conductos eléctricas u ópticos y/o sensores. Como resultado, ya no es necesaria una instalación posterior de sensores en el área interior del depósito. Todas las líneas eléctricas y ópticas están tendidas preferentemente en la estructura de tipo sándwich, de modo que se puede prescindir de canales para cables independientes.

Preferentemente, al menos la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central está modificada en la zona del vacío por medio de recubrimientos ópticos, un aislamiento multicapa y/o un agente opacificante de tal forma que el transporte de calor por radiación se reduce eficazmente. Esto permite optimizar aún más el aislamiento térmico del depósito. Un aislamiento multicapa o el denominado "multilayer insulation" o "MLI" generalmente presenta una pluralidad de láminas dispuestas una encima de otra, que también están metalizadas por deposición en fase de vapor. Un estampado adecuado de las láminas, tejido, gasa o similar sirve como interposición para distanciar las láminas dentro de las disposiciones apiladas. Mediante un aislamiento multicapa de este tipo como material de aislamiento térmico adicional, el transporte de calor no deseado por radiación se puede reducir de manera especialmente eficaz.

Además, el objetivo mencionado al principio se resuelve mediante un procedimiento para fabricar un depósito para almacenar sustancias líquidas o gaseosas, en particular según lo dispuesto en una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por las siguientes etapas de procedimiento:

a) prefabricar dos piezas en bruto de depósito, preferentemente con diferentes volúmenes y esencialmente del mismo diámetro, con un material compuesto de plástico reforzado con fibra,

b) separar las piezas en bruto de depósito primera y segunda transversalmente a sus ejes centrales longitudinales en un primer y un segundo componente de depósito de la primera pieza en bruto de depósito, así como en un primer y un segundo componente de depósito de la segunda pieza en bruto de depósito, y c) ensamblar en cada caso un componente de depósito de la primera pieza en bruto de depósito y en cada caso un componente de depósito de la segunda pieza en bruto de depósito para formar un primer y un segundo depósito.

Como resultado, los depósitos pueden fabricarse de una manera particularmente sencilla y adecuada para la producción en serie. Antes de separarse, las dos piezas en bruto de depósito presentan en cada caso una geometría que corresponde a la de un cilindro hueco con secciones perimetrales de lado de extremo en forma de segmentos esféricos, que presentan en cada caso una abertura circular para alojar una tubuladura con un elemento de conexión hecho de material compuesto de plástico reforzado con fibra para el pegado. Las aberturas de las secciones esféricas presentan en cada caso un diámetro significativamente reducido en comparación con el diámetro de las secciones de cilindro hueco de las piezas en bruto de depósito.

En un desarrollo técnicamente favorable, está previsto que se aplique una estructura de tipo sándwich con capacidad portante y que puede ponerse a vacío a al menos una sección perimetral central de cada depósito. De este modo se obtiene un aislamiento térmico del depósito, que también garantiza una protección fiable contra explosiones. Las secciones perimetrales centrales de cada depósito presentan una geometría en cada caso aproximadamente de cilindro hueco, mientras que las secciones perimetrales de lado de extremo de cada depósito están realizadas esencialmente curvadas bidimensionalmente o en forma de calota o curvadas hacia afuera de manera convexa.

En el caso de un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, se aplica una estructura exterior que puede ponerse a vacío a en cada caso dos secciones perimetrales de lado de extremo de cada depósito. Como resultado, el aislamiento térmico y la protección contra explosiones del depósito se pueden optimizar aún más. A diferencia de la estructura de tipo sándwich de las secciones perimetrales centrales, las estructuras exteriores que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo esencialmente no presentan capacidad de carga mecánica relevante. El proceso de fabricación del depósito se puede simplificar al prescindirse al menos por zonas de la estructura exterior que puede ponerse a vacío en la zona de las dos secciones perimetrales de lado de extremo o los casquetes. Si es necesario, puede estar prevista como sustitución una estructura exterior que no pueda ponerse a vacío, compacta o monolítica, por ejemplo en forma de un recubrimiento, forro, envoltura, etc. sin cavidades que puedan ponerse a vacío. El recubrimiento, el forro o la envoltura están formados a su vez preferentemente con un plástico reforzado con fibra.

En una configuración favorable, el primer componente de depósito de la primera pieza en bruto de depósito y el segundo componente de depósito de la segunda pieza en bruto de depósito, así como el segundo componente de depósito de la primera pieza en bruto de depósito y el primer componente de depósito de la segunda pieza bruta de depósito se ensamblan entre sí por medio de en cada caso un manguito de unión preferentemente situado radialmente por dentro. De esta manera, se pueden producir de manera sencilla dos espacios de depósito separados, cada uno de los cuales puede tener una capacidad diferente. Al mismo tiempo, el depósito se puede realizar con una cámara doble y una sola zona de unión.

Preferentemente, antes o durante la etapa de procedimiento c) se dispone un mamparo de separación que puede ponerse a vacío por dentro de cada manguito de unión de los dos depósitos para crear una primera y una segunda cámara en cada uno de los dos depósitos. Como resultado, el espacio interior del depósito se puede separar de manera sencilla en dos o más cámaras completamente separadas una de otra para almacenar diferentes sustancias o componentes de combustible líquidos o gaseosos.

En una configuración favorable del procedimiento, las piezas en bruto de depósito primera y segunda se prefabrican en la etapa de procedimiento a) por medio de un procedimiento de tendido de fibras, en particular un procedimiento AFP o un procedimiento de arrollamiento. Como resultado, el depósito se puede producir mediante tecnología probada y consolidada. En el contexto de la presente descripción, se entiende que el término procedimiento de tendido de fibras significa tanto el denominado procedimiento a Fp ("Automated Fiber Placement") como los procedimientos de arrollamiento en general. En este caso se utiliza preferentemente el procedimiento AFP, en el que hebras de fibra de refuerzo preimpregnadas se depositan de forma totalmente automática y de manera orientada al flujo de carga sobre un macho de molde adecuado. Para ello, el macho del molde tiene una geometría superficial que se corresponde esencialmente con el espacio interior que se ha de crear del depósito. Las piezas en bruto de depósito, una vez laminadas, se desmoldan del macho de molde en este caso durante la separación en la etapa de procedimiento b). También se puede utilizar el procedimiento de arrollamiento, en el que hebras de fibra de refuerzo preimpregnadas se depositan de forma totalmente automática y de manera orientada al flujo de carga sobre un núcleo de arrollamiento giratorio adecuado. Para ello, el núcleo de arrollamiento tiene una geometría superficial que se corresponde esencialmente con el espacio interior que se ha de crear del depósito. Las piezas en bruto de depósito, una vez arrolladas, se desmoldan a su vez durante la separación en la etapa de procedimiento b).

En un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento está previsto que en la etapa de procedimiento a) cada una de las dos secciones perimetrales de lado de extremo de las dos piezas en bruto de depósito se dote de una tubuladura. Como resultado, se garantiza una integración especialmente robusta desde el punto de vista mecánico de las tubuladuras metálicas en los depósitos posteriores.

A continuación se explica con más detalle un ejemplo de realización preferido de la invención mediante figuras esquemáticas.

Muestran

la Figura 1 una sección longitudinal esquemática a través de un depósito de acuerdo con la invención, y

la Figura 2-7 una representación esquemática de un procedimiento para la fabricación del depósito de la figura 1.

La figura 1 ilustra una sección longitudinal esquemática a través de un depósito de acuerdo con la invención.

Un depósito 10 para almacenar sustancias líquidas o gaseosas está realizado con simetría de revolución con respecto a un eje central longitudinal 12 y comprende, entre otras cosas, una camisa de plástico reforzado con fibra 14 que delimita al menos un espacio interior 16 para alojar las sustancias que se van a almacenar frente al entorno exterior 18.

Al menos una sección perimetral 20 de la camisa de plástico reforzado con fibra 14 presenta una estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío y preferentemente con capacidad portante o capacidad de carga. La sección perimetral 20 está configurada en este caso, únicamente a modo de ejemplo, como una sección perimetral central 24. Axialmente a ambos lados de la sección perimetral central 24 están configuradas una primera y una segunda sección perimetral de lado de extremo 30, 32, cada una de las cuales está provista de una estructura exterior 34, 36 que puede ponerse a vacío, pero no esencialmente con capacidad de carga. Tanto la sección perimetral central 24 como las dos secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 están formadas con un material compuesto de plástico reforzado con fibra macizo, monolítica, tal como PRFV, PRFC (o CRFP), etc. La estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío y con capacidad portante está firmemente unida desde el punto de vista mecánico a la sección perimetral central 24 y también está formada con un material compuesto de plástico reforzado con fibra.

El espacio interior 16 del depósito 10 se divide en una primera cámara 42 y una segunda cámara 44 por medio de un mamparo de separación 40 que también puede ponerse a vacío, de modo que en cada cámara 42, 44 puede almacenarse de forma segura una sustancia líquida o gaseosa distinta, tal como hidrógeno u oxígeno, para un consumidor tal como un grupo motopropulsor de cohete. Una reacción química no controlada de las diferentes sustancias o líquidos alojados en las cámaras 42, 44 está descartada gracias al mamparo de separación 40. En el ejemplo de realización aquí representado, el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío está curvado de forma esférica o arqueado de forma convexa en dirección a la primera cámara 42. Alternativamente, el mamparo de separación 40 también puede estar realizado, al menos por zonas, plano. El mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío está implementado en este caso con una estructura de tipo sándwich 46 permeable, formada con un material compuesto de plástico reforzado con fibra como estructura de núcleo.

Las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío en las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 están construidas con una estructura de tipo sándwich 48 estructuralmente simplificada. El distanciamiento entre las secciones perimetrales de lado frontal 30, 32 de la camisa de plástico 14 y una membrana 50 para crear la estructura de tipo sándwich 48 estructuralmente simplificada se puede lograr, por ejemplo, con una estructura de soporte 52 ligera en forma de una estera de nido de abeja perforada o con una estructura de celosía de plástico reforzado con fibras de Aramid® para el aislamiento térmico. La estructura de soporte 52 ligera de las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío está diseñada en este caso de tal manera que la membrana 50 discurre a una distancia de la camisa de plástico 14 del depósito 10 radialmente distanciada lo suficiente, incluso en el estado puesto a vacío. La estructura de tipo sándwich 48 estructuralmente simplificada puede estar realizada, en caso necesario, de manera diferente con respecto a la capacidad de aislamiento térmico y/o la capacidad de carga mecánica en las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 del depósito 10, en particular dependiendo de la propiedades fisicoquímicas del líquido o gases almacenados en las cámaras 42, 44. Las dos estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío de lado de extremo y estructuralmente complejas también se pueden omitir dado el caso para simplificar el proceso de fabricación del depósito 10, o al menos por zonas se pueden reemplazar por estructuras exteriores, recubrimientos, forros o similares, monolíticos o compactos, es decir, que no presentan huecos que puedan ponerse a vacío, no representados en los dibujos, que preferentemente están formados con un plástico reforzado con fibra.

Las dos secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 o las denominadas "cúpulas" se muestran en la figura 1, únicamente a modo de ejemplo, como secciones perimetrales aproximadamente en forma de calota o curvadas bidimensionalmente o curvadas de forma esféricamente convexa.

La primera sección perimetral de lado de extremo 30 presenta también una primera tubuladura 60 maciza y la segunda sección perimetral de lado de extremo 32 presenta correspondientemente una segunda tubuladura 62 maciza. Las dos tubuladuras 60, 62 en forma de tubo están orientadas axialmente una respecto a la otra apuntando en sentido opuesto al espacio interior 16 o con simetría especular con respecto al mamparo de separación 40. Cada una de las dos tubuladuras 60, 62 presenta en cada caso una brida 64, 66 de gran superficie o un casquete para la unión en una gran superficie a la camisa de plástico 14 del depósito 10. Las dos bridas 64, 66 está firmemente unidas entre sí, en particular pegadas, en cada caso con un elemento de conexión 68, 70, con la respectiva sección perimetral de lado de extremo 30, 32 del depósito 10, creando preferentemente una solapadura biselada. Los elementos de conexión 68, 70 o los aros de cúpula formados con un plástico reforzado con fibra, suficientemente conductor de electricidad, tal como PRFC o PRFV, presentan una forma esencialmente circular en el estado no montado, es decir, en el estado no drapeado. Mediante el uso de un plástico reforzado con fibra de vidrio para los elementos de conexión, también se pueden minimizar las tensiones mecánicas debidas a las diferencias extremas de temperatura que se producen durante el funcionamiento del depósito 10. Las dos tubuladuras 60, 62 pueden estar hechas de un metal macizo, tal como aluminio, magnesio, titanio, acero inoxidable, de un material compuesto de plástico reforzado con fibra tal como PRFV, PRFC, etc., o de una combinación de estos materiales, en donde cada una de las bridas 64, 66 está configurada de una sola pieza formando las tubuladuras 60, 62. Las dos tubuladuras 60, 62 presentan preferentemente una interfaz estándar en la industria para el acoplamiento en comunicación de fluidos con tuberías (no representadas) del vehículo espacial, en particular un cohete o una etapa de cohete.

La estructura de tipo sándwich 48 estructuralmente simplificada de las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 preferentemente se extiende directamente hasta las tubuladuras 60, 62, incluyendo en cada caso al menos por zonas las bridas 64, 66 y los elementos de conexión 68, 70. La membrana 50 también se puede implementar con una estructura de PRFV de paredes delgadas, etc. en lugar de una cubierta de membrana a modo de lámina. La membrana 50 se une a la sección perimetral central 24 del depósito 10, al menos parcialmente con capacidad portante, de manera estanca al aire, en particular pegada o soldada.

Las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío, la estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central 24, así como el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío pueden unirse a una bomba de vacío (no representada) por medio de al menos un conducto de conexión 74 y ponerse a vacío hasta una presión de 0,01 hPa a 0,0001 hPa, como se indica mediante la flecha blanca 76. Con este fin, los componentes que pueden ponerse a vacío enumerados anteriormente están unidos entre sí por medio de orificios o canales alineados, de los cuales solo tres canales 78, 80, 82 se muestran aquí y designan aquí por motivos de claridad en los dibujos. Además, la puesta a vacío puede tener lugar por medio de al menos un canal anular (no mostrado) que discurre transversalmente al eje central longitudinal 12 en la zona de la estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío, que conecta neumática o fluidamente entre sí canales continuos dentro de la estructura de tipo sándwich 22. Correspondientemente, tales canales anulares también pueden estar previstos en la zona de las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 en forma de calota del depósito 10 y en la zona del mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío. Además, la puesta a vacío de la estructura de tipo sándwich 22 también puede tener lugar indirectamente a través del mamparo de separación 40 (el denominado "mamparo de separación común") o las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 en forma de calota del depósito 10. Como resultado, el depósito 10 de acuerdo con la invención tiene un excelente aislamiento térmico a nivel del suelo en condiciones atmosféricas, mientras que al mismo tiempo proporciona una excelente protección contra explosiones.

La estructura de tipo sándwich 22 cilíndrica y que puede ponerse a vacío está formada preferentemente con al menos seis segmentos de placa de tipo sándwich en forma de casco que están dispuestos en fila en el lado perimetral y ensamblados entre sí de forma estanca a la presión en la dirección longitudinal del depósito 10 y no se muestran en la figura 1 (véanse las figuras 2 a 7).

La sección perimetral central 24 del depósito 10 comprende una primera y una segunda sección de cilindro hueco 90, 92, cuyas secciones de extremo libres 94, 96 están firmemente ensambladas entre sí por medio de un manguito de unión 100 preferentemente situado radialmente por dentro y aproximadamente en forma de cilíndrico hueco para crear la camisa de plástico 14, estando a su vez el mamparo de separación 40 firmemente unido al manguito de unión 100 radialmente por la cara interna o con una cara interna 98 del depósito 10, por ejemplo pegado al mismo. El firme ensamblaje de las secciones de cilíndrico hueco 90, 92 por medio del manguito de unión 100, incluido el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío, se realiza preferentemente mediante pegado o soldadura y, dado el caso, de manera complementaria, con la ayuda de una pluralidad de elementos de unión 102, tales como pernos, remaches o similares, que están dispuestos uniformemente separados entre sí en el lado perimetral, aunque que en este caso únicamente se indican en el dibujo. La estructura de tipo sándwich 46 del mamparo de separación 40 tiene una estructura de núcleo 104 que puede ponerse a vacío.

Las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 están configuradas de una sola pieza con la sección perimetral central 24 mediante un proceso de tendido de fibras, en particular en forma del conocido procedimiento AFP o el procedimiento de arrollamiento, en el curso del procedimiento de fabricación de acuerdo con la invención, y en este sentido en cada caso están orientadas alejándose axialmente del manguito de unión 100 y en cada caso están configuradas esencialmente curvadas bidimensionalmente o aproximadamente en forma de calota.

Las capas de cubierta del mamparo de separación 40, no representadas, se pueden fabricar, por ejemplo, usando el procedimiento AFP conocido o colocando piezas recortadas adecuadas por medio del procedimiento de recoger y colocar, que son igualmente conocidos para un experto en el campo de los materiales compuestos de plástico reforzado con fibra. Pueden usarse, por ejemplo, esteras de nido de abeja ("honeycomb") perforadas, denominadas estructuras de núcleo acanalado ("fluted-core") o de núcleo corrugado ("corrugated-core"), hechas de PRFC-PRFC, para la estructura de tipo sándwich 46 permeable o la estructura de núcleo 104 que puede ponerse a vacío del mamparo de separación 40. El mamparo de separación 40, que preferentemente está curvado principalmente por razones de distribución de esfuerzos en recipientes a presión, se cura en un autoclave en una herramienta de moldeo configurada de manera geométricamente correspondiente y, por ejemplo, se pega al manguito de unión 100, lo que puede hacerse por medio de al menos una costura pegada perimetral o similar, que no se muestra para una mejor visión general en el dibujo.

La primera cámara 42, superior, presenta un conducto de extracción 110 además de la primera tubuladura 60, mientras que la segunda cámara 44, inferior, presenta un conducto de presurización y despresurización 112 además de la segunda tubuladura 62. La cámara 42 se presuriza y se despresuriza a través de la primera tubuladura 60 superior, mientras que la sustancia líquida o gaseosa se carga y la sustancia líquida o gaseosa se extrae, tal como se indica con la flecha doble negra 114, a través del conducto de extracción y llenado 110 que discurre por secciones en paralelo al eje central longitudinal 12. La segunda cámara 44, inferior, se presuriza y despresuriza, como se indica con la flecha doble negra 116, a través del conducto de presurización y despresurización 112, que discurre ligeramente oblicuo hacia arriba con respecto al eje central longitudinal 12, mientras que la carga o la descarga se efectúan a través de la segunda tubuladura 62 inferior. En general, el grosor de material de la estructura de tipo sándwich 22 de la sección perimetral central 24 del depósito 10 es de al menos 30 mm. Si el conducto de extracción 110 está al menos parcialmente integrado en la estructura de tipo sándwich 22, puede ser necesario aumentar el grosor de material de la estructura de tipo sándwich 22. En el caso de que la estructura de tipo sándwich 22 presente una estructura de núcleo de nido de abeja plegado continua en la dirección axial, varios canales de nido de abeja plegado que discurren a lo largo del eje longitudinal central 12 pueden conectarse en comunicación de fluido en paralelo dentro de la estructura de tipo sándwich 22 a fin de garantizar la sección transversal de paso de flujo requerida para reemplazar el conducto de extracción 110, de modo que en determinadas circunstancias sea prescindible un aumento del grosor de material. Las propiedades aerodinámicas de la estructura de tipo sándwich 22 cilíndrica, que generalmente forma un revestimiento exterior de un vehículo espacial (no representado), tal como un cohete o una etapa de cohete, pueden optimizarse aún más integrando al menos parcialmente el conducto de extracción 110 en la estructura de tipo sándwich 22.

Además, en todos los componentes que pueden ponerse a vacío del depósito 10, tal como en particular la sección perimetral central 24, las dos secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32, así como dentro del mamparo de separación 40 puesto a vacío, pueden estar integradas una pluralidad de líneas eléctricas y ópticas (que tampoco se muestran para una mejor visión general del dibujo). Lo mismo se aplica a los sensores electrónicos. La estructura de núcleo de los componentes que pueden ponerse a vacío mencionados anteriormente pueden formarla en este sentido canales para cables para las líneas y los sensores. Alternativa o adicionalmente, los canales para cables pueden introducirse en las estructuras de núcleo de los componentes que pueden ponerse a vacío, al menos por zonas.

La estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío y/o las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío del depósito 10 están modificadas preferentemente en la zona de un vacío 122 por medio de recubrimientos ópticos adecuados, un aislamiento multicapa o un agente opacificante de tal manera que el transporte de calor por radiación se reduce eficazmente.

Por encima de la brida 66 de la segunda tubuladura 62 en el área del elemento de conexión 70 en la segunda cámara 44 está previsto un sistema de guiado 120 para la sustancia líquida o gaseosa almacenada, que puede presentar una estructura espacial a modo de tamiz o rejilla.

Las figuras 2 a 7 ilustran una representación esquemática de un procedimiento de acuerdo con la invención para fabricar el depósito de la figura 1. La figura 2 muestra las dos tubuladuras 60, 62 de la figura 1, así como otras dos tubuladuras 200, 202, construidas estructuralmente de manera idéntica, en cada caso con bridas 204, 206 aproximadamente esféricas formadas de una sola pieza en las mismas, que sirven para la unión mecánica al depósito con la ayuda de elementos de conexión (véase la figura 3, referencias 68, 70, 208, 210). En el estado desmontado, estos elementos de conexión o "anillos de cúpula" presentan por lo general inicialmente una geometría en forma de anillo circular. En la representación de la figura 3, los elementos de conexión 68, 70 así como 208, 210 ya están drapeados esféricamente y unidos, en particular pegados o soldados, a las bridas 64, 66, 204, 206 de manera adecuada creando una solapadura biselada.

Las tubuladuras 60, 62, 202, 202 pegadas a los elementos de conexión 68, 70, 208, 210 crean en cada caso un conjunto de conexión 212, 214, 216, 218 prefabricado que, de acuerdo con el procedimiento, se manipula en cada caso como una unidad.

Mediante las figuras 4 y 5, a las que se hará referencia en conjunto en el transcurso de la descripción, se explicará con más detalle el desarrollo básico del procedimiento de acuerdo con la invención. Los cuatro conjuntos de conexión 212, 214, 216 y 218 ya están integrados en piezas en bruto de depósito 230, 232 o pegados a ellas en el estado del procedimiento según lo dispuesto en la figura 4.

En una primera etapa de procedimiento a), dos piezas en bruto de depósito 230, 232, preferentemente con diferentes volúmenes, pero esencialmente del mismo diámetro, en cada caso con un diámetro D1, se prefabrican con un material compuesto de plástico reforzado con fibra, tal como PRFC. Esto se puede hacer, por ejemplo, arrollando o depositando un material preimpregnado de carbono en forma de hebras o tiras sobre un macho de molde giratorio en el procedimiento de arrollamiento o depositándolo sobre un macho de molde estacionario o giratorio por medio del procedimiento AFP conocido.

Para este propósito, las tubuladuras 60, 62, 200, 202 con los elementos de conexión 68, 70, 208, 210, que juntos forman en cada caso un conjunto de conexión 212, 214, 216, 218, pueden colocarse en el lado de extremo sobre las herramientas de macho antes del inicio del proceso de tendido de fibras, de modo que las tubuladuras 60, 62, 200, 202 sirven al mismo tiempo para la sujeción giratoria de las herramientas de macho en un dispositivo de torneado para el macho de molde, no mostrado en los dibujos. En tal situación, tiene lugar un denominado proceso de counión ("cobonding") de los conjuntos de conexión 212, 214, 216, 218 y las piezas en bruto de depósito 230, 232 durante el curado del material preimpregnado de carbono o del PRFC ya tendido o arrollado. Para aumentar la estanqueidad de los depósitos posteriores, se implementan capas individuales durante la prefabricación de las piezas en bruto de depósito 230, 232 durante el proceso de tendido de fibras con un material preimpregnado denominado "ThinPly".

Una geometría del macho de molde (no representado) para las piezas en bruto de depósito 230, 232 corresponde esencialmente a un cilindro en cada caso, cuyas dos caras frontales están configuradas curvadas bidimensionalmente hacia afuera o aproximadamente esféricas o en forma de calota. Una altura axial H1 de la primera pieza en bruto de depósito 230 es preferentemente mayor que una altura axial H2 de la segunda pieza en bruto de depósito 232. Mediante el proceso de tendido o arrollado de fibras se forman las secciones de cilindro hueco primera y segunda 90, 92 y las secciones perimetrales de lado de extremo en forma de calota del posterior depósito que se va a fabricar (véase la figura 1, referencias 10, 30, 32).

En una segunda etapa de procedimiento b), las piezas en bruto de depósito 230, 232 se separan en cada caso por completo a lo largo de una línea de corte 242 que discurre transversalmente a sus respectivos ejes centrales longitudinales 234, 236, como resultado de lo cual se crean cuatro componentes de depósito A12 y B12, o mitades de depósito. El proceso de separación también permite desmoldar los componentes de depósito A12 y B12 de los machos de molde de la máquina de tendido de fibras. En el transcurso del proceso de separación, la primera pieza en bruto de depósito 230 se divide en un primer y un segundo componente de depósito A12 y la segunda pieza en bruto de depósito 232 se divide en un primer y un segundo componente de depósito B12.

Para garantizar un aislamiento eléctrico suficiente de las tubuladuras 60, 62, 200, 202 y una compensación de dilatación a las altas diferencias de temperatura operativas entre los componentes metálicos y los componentes fabricados con materiales compuestos de plástico reforzado con fibra, los elementos de conexión 68, 70, 208, 210 están preferentemente formados con un plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFC). Para la producción de los elementos de conexión 68, 70, 208, 210, que preferentemente se pueden drapear en dos direcciones del espacio, se pueden utilizar piezas recortadas de un tejido, una estructura plana multiaxial, etc., que se colocan sobre una herramienta de moldeo curvada correspondientemente de forma esférica (no representada) y se procesan, por ejemplo, mediante un procedimiento de infusión de resina y luego se curan.

El pegado de los elementos de conexión 68, 70, 208, 210 o los aros de cúpula a las bridas 64, 66, 204, 206 o de los casquetes de las tubuladuras 60, 62, 200, 202 a las secciones perimetrales de lado de extremo de las dos piezas en bruto de depósito 230, 232 (de las cuales únicamente se designan en este caso las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 del depósito terminado de la figura 1) también puede tener lugar, a diferencia del proceso de counión explicado anteriormente durante el tendido de fibras de las dos piezas en bruto de depósito 230, 232, solo tras finalizar el proceso de tendido de fibras, el curado de las piezas en bruto de depósito 230, 232 terminadas y el ensamblaje de los cuatro componentes de depósito A¹²y B¹²formando dos depósitos.

En una tercera y última etapa de procedimiento c), los cuatro componentes de depósito A¹²y B¹²se ensamblan formando el depósito 10 de la figura 1 y un segundo depósito adicional, no representado en los dibujos por motivos de claridad, lo que puede tener lugar, por ejemplo, mediante pegado, soldadura y/o por medio de elementos de unión tales como remaches, pernos, abrazaderas, etc. De importancia esencial en este contexto es que los componentes de depósito A¹²y B¹²prefabricados (en los que los grupos de conexión 212, 214, 216, 218 ya están integrados en cada caso) se ensamblen "cruzados", es decir, el primer componente de depósito A¹de la primera pieza en bruto de depósito 230 forma, por ejemplo, junto con el segundo componente de depósito B²de la segunda pieza en bruto de depósito 232, el depósito 10 de la figura 1, y el segundo componente de depósito A²de la primera pieza en bruto de depósito 230 forma, junto con el primer componente de depósito B¹de la segunda pieza en bruto de depósito 232, el segundo depósito, no representado en los dibujos.

En una vista en perspectiva simplificada, la figura 5 ilustra la fabricación de la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío (cf. en particular la figura 1, referencia 22).

La estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío, que presenta una geometría aproximadamente de cilindro hueco, está formada en este caso, a modo de ejemplo, únicamente con seis segmentos de sándwich 250 a 260 dispuestos en el lado perimetral. También es posible un número diferente de segmentos de sándwich. Para crear la estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío, los segmentos de sándwich 250 a 260, que preferentemente están construidos de manera idéntica en cada caso, se posicionan distribuidos uniformemente en el lado perimetral sobre la sección perimetral central del depósito que se equipará con los mismos, tal como, por ejemplo, el depósito 10 de la figura 1, lo que puede tener lugar, por ejemplo, mediante pegado, soldadura, etc. Al mismo tiempo, los cantos longitudinales opuestos, que discurren en cada caso en paralelo al eje central longitudinal 12 del depósito posterior, no designados en la figura 5 para una mayor claridad del dibujo (de los cuales solo dos cantos longitudinales 262, 264 de los segmentos de sándwich 250, 252 están designados para una mayor claridad del dibujo) se unen entre sí con estanqueidad de vacío, creando una costura longitudinal (cf. la figura 7, referencia 270), lo que puede tener lugar por ejemplo mediante pegado, soldadura, etc.

Los seis segmentos de sándwich 250 a 260 pueden producirse, a su vez, a partir de capas de cubierta preimpregnadas de PRFC mediante el procedimiento AFP y/o el proceso de recoger y colocar, con esteras de nido de abeja perforadas deformables y/o con estructuras de núcleo acanalado de PRFC o con un núcleo de plástico reforzado con fibras de Aramid® para optimizar el aislamiento térmico utilizando una herramienta adecuada de curvatura cilíndrica y luego curarse en autoclave con la aplicación simultánea de presión y temperatura.

El desarrollo posterior del procedimiento hasta la terminación final se ilustra con ayuda de la figura 6 usando el ejemplo del depósito 10 de la figura 1.

En primer lugar, el primer componente de depósito A¹de la primera pieza en bruto de depósito, el segundo componente de depósito B²de la segunda pieza en bruto de depósito y el manguito de unión 100 colocado entremedias están orientados con el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío a lo largo del eje central longitudinal 12, en donde los componentes de depósito A¹, B²ya pueden estar rodeados coaxialmente por los seis segmentos de sándwich 250 a 260 para crear la estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío posterior. Análogamente a la producción del segundo depósito, no representado, el segundo componente de depósito A²de la primera pieza en bruto de depósito y el primer componente de depósito B¹de la segunda pieza en bruto de depósito, así como otro mamparo de separación se combinan entre sí con un manguito de unión.

Partiendo de la figura 6, la figura 7 muestra el depósito 10 ensamblado.

El depósito 10, que presenta simetría de revolución con respecto al eje central longitudinal 12, se construye en este caso a modo de ejemplo mediante el ensamblaje del primer componente de depósito A¹de la primera pieza en bruto de depósito y el segundo componente de depósito B²de la segunda pieza en bruto de depósito de la figura 4. Los conjuntos de conexión 212, 218, que constan de las dos tubuladuras 60, 202 con las bridas 64, 206 y los elementos de conexión 68, 210, se integran en el depósito 10 antes del ensamblaje de los componentes de depósito A¹y B². El conducto de extracción, así como el conducto de presurización y despresurización no se muestran en este caso para una mayor claridad del dibujo. Los componentes de depósito Ai y B2 se ensamblan entre sí por medio del manguito de unión 100 esencialmente en forma de cilindrico hueco. Para ello, las secciones de extremo libres 94, 96 de las dos secciones de cilindro hueco 90, 92, que esencialmente están posicionadas axialmente a tope, de la sección perimetral central 24 monolítica de la camisa de plástico 14 se pegan por medio del manguito de unión 100. Además, pueden estar previstos elementos de unión tales como, por ejemplo, remaches, pernos, abrazaderas, etc. En el estado completamente ensamblado del depósito 10 que se muestra aquí, el manguito de unión 100 descansa en la cara interior 98 de la cubierta de plástico reforzado con fibra 14 y está junto al mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío, el cual, a diferencia de la realización curvada esféricamente del depósito 10 de la figura 1, está configurado aproximadamente plano. El mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío descansa a su vez en el manguito de unión 100 por la cara interna. El espacio interior 16 del depósito 10 se divide en las dos cámaras 42, 44 mediante el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío, de modo que en las cámaras 42, 44 se pueden almacenar líquidos o gases con diferentes propiedades.

La estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío está pegada al menos por zonas a las dos secciones de cilindro hueco 90, 92 de la sección perimetral central 24 de la camisa de plástico 14 y se extiende axialmente más allá de las secciones de cilindro hueco 90, 92.

La estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío está formada con los en este caso, a modo de ejemplo, seis segmentos de sándwich de la figura 5, de los cuales aquí solo se muestran tres segmentos de sándwich 250, 252, 254. Los tres segmentos de sándwich 250, 252, 254 están unidos en este caso ilustrativamente entre sí de manera estanca a la presión en la dirección perimetral por medio de dos costuras longitudinales 270, 272 que discurren en paralelo al eje central longitudinal 12, de modo que es posible una puesta a vacío con baja pérdida de toda la estructura de tipo sándwich 22 cilíndrica. Los otros segmentos de sándwich, que no están dibujados en este caso, también están unidos entre sí de manera estanca a la presión en el lado perimetral a través de costuras longitudinales construidas del mismo modo.

Las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío en las secciones perimetrales de lado de extremo 30, 32 monolíticas del depósito 10 están formadas, a su vez, con la estructura de tipo sándwich 48 estructuralmente simplificada, es decir, esencialmente sin capacidad de carga, con la membrana 50 envolvente.

Las estructuras exteriores 34, 36 que pueden ponerse a vacío, el mamparo de separación 40 que puede ponerse a vacío y la estructura de tipo sándwich 22 que puede ponerse a vacío del depósito permiten un aislamiento térmico óptimo de las dos cámaras 42, 44 dentro del depósito 10 cerca del fondo o del suelo con una protección fiable contra explosiones al mismo tiempo, ya que los gases y/o líquidos altamente inflamables que eventualmente escapen son aspirados inmediatamente por medio de la bomba de vacío, no representada en los dibujos, antes de que se pueda formar una mezcla de gases y/o líquidos inflamable. Un segundo depósito, no representado en los dibujos, se crea a partir del segundo componente de depósito A2 y del primer componente de depósito B1 de las piezas en bruto de depósito 230, 232 de la figura 4, análogamente al modo de proceder descrito en el marco de la explicación de las figuras 2 a 7.

La invención se refiere a un depósito para el almacenamiento de sustancias líquidas o gaseosas, con una camisa de plástico reforzado con fibra que delimita al menos un espacio interior para el alojamiento de las sustancias que se van a almacenar. De acuerdo con la invención está previsto que al menos una sección perimetral de la camisa de plástico reforzado con fibra presente una estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío, la cual encierra por completo la sección perimetral. Como resultado, el depósito presenta un bajo peso con una alta capacidad de aislamiento térmico. Además, el depósito está protegido de forma fiable contra explosiones. Además, la invención se refiere a un procedimiento para fabricar un depósito para almacenar sustancias líquidas o gaseosas.

Lista de referencias

10 depósito

12 eje central longitudinal

14 camisa de plástico reforzado con fibra

16 espacio interior

18 entorno exterior

20 sección perimetral

22 estructura de tipo sándwich que puede ponerse a vacío

24 sección perimetral central

30 primera sección perimetral de lado de extremo (cúpula)

32 segunda sección perimetral de lado de extremo (cúpula)

34 estructura exterior que puede ponerse a vacío

36 estructura exterior que puede ponerse a vacío

mamparo de separación que puede ponerse a vacío

primera cámara

segunda cámara

estructura de tipo sándwich (mamparo de separación)

estructura de tipo sándwich (estructura de tipo sándwich estructuralmente simplificada)

membrana

estructura de soporte

primera tubuladura

segunda tubuladura

brida (casquete)

elemento de conexión (aro de cúpula)

conducto de conexión (bomba de vacío)

flecha blanca

canal

primera sección de cilindro hueco

segunda sección de cilindro hueco

sección de extremo libre

cara interna (depósito)

manguito de unión

elemento de unión

estructura de núcleo que puede ponerse a vacío (mamparo de presión)

conducto de extracción y llenado

conducto de presurización y despresurización

flecha negra

flecha doble negra

sistema de guiado (segunda cámara)

vacío

primera tubuladura

segunda tubuladura

brida (casquete)

elemento de conexión (aro de cúpula)

conjunto de conexión

primera pieza en bruto de depósito

segunda pieza en bruto de depósito

eje central longitudinal (primera pieza en bruto de depósito)

eje central longitudinal (segunda pieza en bruto de depósito)

línea de corte

segmento de sándwich

260 segmento de sándwich

262 canto longitudinal

264 canto longitudinal

270 costura longitudinal (segmento de sándwich)

272 costura longitudinal (segmento de sándwich)

D1 diámetro (piezas en bruto de depósito)

H12 altura (piezas en bruto de depósito)

A1 primer componente de depósito (primera pieza en bruto de depósito) A2 segundo componente de depósito (primera pieza en bruto de depósito) B1 primer componente de depósito (segunda pieza en bruto de depósito) B2 segundo componente de depósito (segunda pieza en bruto de depósito)

Claims

REIVINDICACIONES

1. Depósito (10) para almacenar sustancias líquidas o gaseosas, con una camisa de plástico reforzado con fibra (14) que delimita al menos un espacio interior (16) para alojar las sustancias que se van a almacenar, en donde al menos una sección perimetral (20) de la camisa de plástico reforzado con fibra (14) presenta una estructura de tipo sándwich (22) que puede ponerse a vacío, la cual encierra por completo la sección perimetral (20), caracterizado por que

• la al menos una sección perimetral (20) es una sección perimetral central (24), a la que se conecta por ambos lados en cada caso una sección perimetral de lado de extremo (30, 32), cada una de las cuales está cubierta con una estructura exterior (34, 36) que puede ponerse a vacío,

• en donde el espacio interior (16) está dividido por medio de un mamparo de separación (40) que puede ponerse a vacío para crear una primera y una segunda cámara (42, 44),

• en donde la estructura de tipo sándwich (22) que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central (24), las estructuras exteriores (34, 36) que pueden ponerse a vacío de las dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32), así como el mamparo de separación (40) que puede ponerse a vacío están unidos a al menos un conducto de conexión (74) para la puesta a vacío.

2. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1, caracterizado por que la sección perimetral central (24) y las dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) están formadas con un material compuesto de plástico reforzado con fibra.

3. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que la estructura de tipo sándwich (22) que puede ponerse a vacío está firmemente unida a la sección perimetral central (24) y está realizada con capacidad portante.

4. Depósito (10) según la reivindicación 3, caracterizado por que las estructuras exteriores (34, 36) que pueden ponerse a vacío de las dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) están formadas con una estructura de tipo sándwich (48) estructuralmente simplificada, en particular con una membrana (50) separada y/o con una estructura de soporte (52) construida con un material compuesto de plástico reforzado con fibra.

5. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que cada una de las dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) presenta en cada caso una tubuladura (60, 62) con brida (64, 66) dirigida hacia el espacio interior (16), en donde las bridas (64, 66) están firmemente unidas, en cada caso por medio de un elemento de conexión (68, 70) formado con un plástico reforzado con fibra de vidrio, con la sección perimetral de lado de extremo (30, 32) asociada en cada caso.

6. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la sección perimetral central (24) presenta una primera sección de cilindro hueco (90) y una segunda sección de cilindro hueco (92), cuyas secciones de extremo libres (94, 96) orientadas la una hacia la otra están ensambladas entre sí por medio de un manguito de unión (100) preferentemente situado radialmente por dentro para crear la camisa de plástico (14), en donde el mamparo de separación (40) que puede ponerse a vacío está unido al manguito de unión (100) por la cara interna.

7. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) están realizadas de una sola pieza con la sección perimetral central (24) y están orientadas en cada caso alejándose del manguito de unión (100) y configuradas esencialmente forma de calota.

8. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la primera cámara (42) presenta un conducto de extracción y llenado (110) y la segunda cámara (44) presenta un conducto de presurización y despresurización (112).

9. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la estructura de tipo sándwich (22) que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central (24), las estructuras exteriores (34, 36) que pueden ponerse a vacío de las secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32), así como el mamparo de separación (40) que puede ponerse a vacío presentan líneas eléctricas u ópticas y/o sensores.

10. Depósito (10) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que al menos la estructura de tipo sándwich (22) que puede ponerse a vacío de la sección perimetral central (24) está modificada en la zona de un vacío (122) por medio de recubrimientos ópticos, un aislamiento multicapa y/o un agente opacificante de tal forma que el transporte de calor por radiación se reduce eficazmente.

11. Procedimiento para la fabricación de un depósito (10) para almacenar sustancias líquidas o gaseosas, según lo dispuesto en una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por las siguientes etapas:

a) prefabricar dos piezas en bruto de depósito (230, 232), preferentemente con diferentes volúmenes y esencialmente del mismo diámetro, con un material compuesto de plástico reforzado con fibra,

b) separar las piezas en bruto de depósito primera y segunda (230, 232) transversalmente a sus ejes centrales longitudinales (234, 236) en un primer y un segundo componente de depósito (A¹²) de la primera pieza en bruto de depósito (230), así como en un primer y un segundo componente de depósito (B¹²) de la segunda pieza en bruto de depósito (232), y

c) ensamblar en cada caso un componente de depósito (A¹²) de la primera pieza en bruto de depósito (239) y en cada caso un componente de depósito (B¹²) de la segunda pieza en bruto de depósito para formar un primer y un segundo depósito (10).

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que una estructura de tipo sándwich (22) con capacidad portante y que puede ponerse a vacío se aplica a al menos una sección perimetral central (24) de cada depósito (10).

13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que en cada caso una estructura exterior que puede ponerse a vacío (34, 36) se aplica a en cada caso dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) de cada depósito (10).

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que el primer componente de depósito (A¹) de la primera pieza en bruto de depósito (230) y el segundo componente de depósito (B²) de la segunda pieza en bruto de depósito (232), así como el segundo componente de depósito (A²) de la primera pieza en bruto de depósito (230) y el primer componente de depósito (B¹) de la segunda pieza bruta de depósito (232) se ensamblan entre sí por medio de en cada caso un manguito de unión (100) preferentemente situado radialmente por dentro.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado por que antes o durante la etapa de procedimiento c) se dispone un mamparo de separación (40) que puede ponerse a vacío por dentro de cada manguito de unión (100) de los dos depósitos (10) para crear una primera y una segunda cámara (42, 44) en cada uno de los dos depósitos (10).

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado por que las piezas en bruto de depósito primera y segunda (230, 232) se prefabrican en la etapa de procedimiento a) por medio de un procedimiento de tendido de fibras, en particular un procedimiento AFP o un procedimiento de arrollamiento.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado por que en la etapa de procedimiento a) cada una de las dos secciones perimetrales de lado de extremo (30, 32) de los dos piezas en bruto de depósito (230, 232) se dota de una tubuladura (60, 62, 200, 202).