RU181359U1 - Металлокомпозитный баллон высокого давления - Google Patents
Металлокомпозитный баллон высокого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU181359U1 RU181359U1 RU2018103451U RU2018103451U RU181359U1 RU 181359 U1 RU181359 U1 RU 181359U1 RU 2018103451 U RU2018103451 U RU 2018103451U RU 2018103451 U RU2018103451 U RU 2018103451U RU 181359 U1 RU181359 U1 RU 181359U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass fraction
- metal composite
- pressure cylinder
- composite high
- cylinder according
- Prior art date
Links
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims 2
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C)=CCC2C(=O)OC(=O)C12 OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 102200068707 rs281865211 Human genes 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
- F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
- F17C1/04—Protecting sheathings
- F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J12/00—Pressure vessels in general
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
- F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к конструкции сосудов для хранения газов в сжатом состоянии и может использоваться в качестве емкости для хранения топлива в конструкции наземных транспортных средств на сжатом природном газе. Техническая задача полезной модели, совпадающая с положительным результатом от ее использования, состоит в повышении безопасности металлокомпозитного баллона высокого давления. Задача решена тем, что металлокомпозитный баллон содержит бесшовный лейнер из алюминиевого сплава, состоящий из цилиндрической обечайки, эллипсоидных днищ с горловинами, покрытый многослойной силовой оболочкой, состоящей из композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим и сформированной из нескольких ровингов. Отличает баллон от известных аналогов то, что в его горловинах установлены переходники, уплотненные герметиком, в первый из которых установлена заглушка, а во второй - вентиль; нечетные слои силовой оболочки выполнены кольцевыми, а четные - спиральными; последний слой силовой оболочки выполнен огнеупорным и пигментированным, с помощью композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим, включающим в себя эпоксидную смолу с массовой долей от 40 до 53%, отвердитель с массовой долей от 32 до 42%, ускоритель с массовой долей от 0,7 до 1,5%, пластификатор полиуретановый с массовой долей от 5 до 18%, замедлитель горения с массовой долей от 1 до 3% и пигментную добавку с массовой долей от 0,2 до 1%.
Description
Полезная модель относится к конструкции сосудов для хранения газов в сжатом состоянии, выполненных из намотанных нитевидных материалов, и может использоваться в качестве емкости для хранения топлива в конструкции наземных транспортных средств на сжатом природном газе.
Из уровня техники известен композитный газовый баллон высокого давления (RU 2188356C2, МПК F17C 1/06, F17C 1/16, опубл. 27.08.2002), содержащий силовую оболочку из композитного материала, внутреннюю герметизирующую оболочку из металла с днищами и металлическими фланцами. Один из фланцев содержит конический выступ, а одно из днищ внутренней оболочки выполнено с конической отбортовкой и соединено сварным швом с коническим выступом фланца, направленным конической прямолинейной поверхностью внутрь баллона и по всей поверхности контакта соединенным с отбортовкой днища внутренней оболочки посредством клея.
Недостатком известного технического решения является его низкая надежность, связанная с тем, что внутренняя герметичная оболочка выполнена сварной. Кроме того, баллон имеет излишний вес в связи с тем, что внутренняя оболочка выполнена металлической.
Наиболее близким устройством к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа признан композитный баллон высокого давления (RU46834U1, МПК F17C 1/00, F17C 1/06, опубл. 27.07.2005), содержащий внешнюю силовую оболочку из композиционного материала, выполненную в виде многослойного силового каркаса и внутренний тонкостенный герметизирующий лейнер, включающий цилиндрическую часть и два днища, в отверстие одного из которых установлен штуцер. Лейнер выполнен бесшовным из алюминиевого сплава, а силовая оболочка представляет собой сетчато-ячеистую структуру.
Недостатком композитного баллона является недостаточная безопасность его эксплуатации, связанная с отсутствием в его конструкции элементов, обеспечивающих пожаробезопасность.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение безопасности металлокомпозитного баллона высокого давления.
Указанная задача решена тем, что металлокомпозитный баллон высокого давления содержит бесшовный лейнер из алюминиевого сплава, состоящий из цилиндрической обечайки, эллипсоидных днищ с горловинами, покрытый многослойной силовой оболочкой, состоящей из композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим и сформированной из нескольких ровингов. Отличает баллон от известных аналогов то, что в его горловинах установлены переходники, уплотненные герметиком, в первый из которых установлена заглушка, а во второй - вентиль; нечетные слои силовой оболочки выполнены кольцевыми, а четные - спиральными; последний слой силовой оболочки выполнен огнеупорным и пигментированным с помощью композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим, включающим в себя эпоксидную смолу с массовой долей от 40 до 53%, отвердитель с массовой долей от 32 до 42%, ускоритель с массовой долей от 0,7 до 1,5%, пластификатор полиуретановый с массовой долей от 5 до 18%, замедлитель горения с массовой долей от 1 до 3% и пигментную добавку с массовой долей от 0,2 до 1%.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является повышение безопасности металлокомпозитного баллона за счет применения в его конструкции переходников, уплотненных герметиком, а также выполнения последнего слоя силовой оболочки огнеупорным и пигментированным, что позволяет обеспечить пожаробезопасность баллона, в том числе и за счет окрашивания оболочки в предупреждающий об опасности цвет. В качестве дополнительного технического результата может рассматриваться упрощение технологического процесса изготовления баллона, за счет исключения операции его окрашивания в нужный цвет после окончания процесса намотки силовой оболочки, благодаря применению пигментной добавки.
Конструкция металлокомпозитного баллона высокого давления поясняется чертежом, где на фигуре показан его продольный разрез.
Баллон устроен следующим образом.
Его основой является бесшовный лейнер из алюминиевого сплава 1, состоящий из цилиндрической обечайки 2, эллипсоидных днищ 3 с горловинами 4, покрытый многослойной силовой оболочкой 5. В горловинах баллона установлены переходники 6, уплотненные герметиком, в первый из которых установлена заглушка 7, а во второй - вентиль 8.
В качестве материала композитной ленты для выполнения всех слоев силовой оболочки могут применяться стеклопластиковое или базальтовое волокно, а в качестве эпоксидного связующего, в котором смачивается лента при намотке всех слоев кроме последнего, целесообразно применять эпоксидный компаунд Этал-245.
В качестве эпоксидного связующего, применяющегося для смачивания ленты при выполнении последнего слоя, применяют специальный состав, раскрытый выше, при этом один из возможных вариантов состава связующего приведен в таблице 1.
Баллон изготавливают следующим образом.
На лейнер 1 перед намоткой силовой оболочки 5 устанавливают переходники 6 и уплотняют соединения герметиком по ОСТ3-6326-87. Силовая оболочка состоит из поочередно намотанных на лейнер слоев разного типа (кольцевой и спиральный), причем композитную ленту предварительно смачивают эпоксидным связующим. Схема намотки слоев приведена ниже (таблица 2).
При намотке всех слоев, кроме последнего, в качестве эпоксидного связующего используют эпоксидный компаунд Этал-245, а при намотке последнего - эпоксидное связующее, состав которого приведен в таблице 1. Перед намоткой последнего слоя на корпус баллона устанавливают этикетки (на фигуре условно не показаны) на расстоянии 300 мм от торца переходника 6 со стороны вентиля 8 или заглушки 7.
После окончания процесса намотки силовой оболочки дополнительно выполняют кольцевую подмотку 9 на расстоянии 250 мм от каждого торца. Затем баллон подвергают термической обработке, а после этого выполняют его автофреттирование. На последнем этапе изделие испытывают согласно требований ГОСТ Р 51753-2001 для баллонов высокого давления тип 3. Заглушку 7 и вентиль 8 устанавливают после завершения испытаний.
Баллон работает следующим образом.
Газ, хранящийся в баллоне под давлением, действует на его стенки, при этом, благодаря тому, что лейнер 1 выполнен бесшовным, значительно снижаются количество и типы концентраторов напряжения, способствующих появлению трещин в его оболочке. Благодаря наличию силовой оболочки значительно увеличивается надежность баллона, а выполнение ее последнего слоя огнеупорным повышает пожаробезопасность баллона при его эксплуатации.
Claims (8)
1. Металлокомпозитный баллон высокого давления, содержащий бесшовный лейнер из алюминиевого сплава, состоящий из цилиндрической обечайки, эллипсоидных днищ с горловинами, покрытый многослойной силовой оболочкой, состоящей из композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим и сформированной из нескольких ровингов, отличающийся тем, что в горловинах установлены переходники, стопоренные герметиком, в первый из которых установлена заглушка, а во второй - вентиль; нечетные слои силовой оболочки выполнены кольцевыми, а четные - спиральными; последний слой силовой оболочки выполнен огнеупорным и пигментированным с помощью композитной ленты, пропитанной эпоксидным связующим, включающим в себя эпоксидную смолу с массовой долей от 40 до 53%, отвердитель с массовой долей от 32 до 42%, ускоритель с массовой долей от 0,7 до 1,5%, пластификатор полиуретановый с массовой долей от 5 до 18%, замедлитель горения с массовой долей от 1 до 3% и пигментную добавку с массовой долей от 0,2 до 1%.
2. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эпоксидной смолы применяется смола марки ЭД-20.
3. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отвердителя применяется изометилтетрагидрофталевый ангидрид.
4. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ускорителя применяется 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол.
5. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора применяется пластификатор полиуретановый марки «Пластур РКОФ-0203».
6. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве замедлителя горения применяется борат цинка.
7. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве замедлителя горения применяется фосфат аммония.
8. Металлокомпозитный баллон высокого давления по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пигментной добавки применяется добавка марки «Эпоксион».
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103451U RU181359U1 (ru) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Металлокомпозитный баллон высокого давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103451U RU181359U1 (ru) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Металлокомпозитный баллон высокого давления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181359U1 true RU181359U1 (ru) | 2018-07-11 |
Family
ID=62915282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103451U RU181359U1 (ru) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Металлокомпозитный баллон высокого давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181359U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732157C1 (ru) * | 2019-07-12 | 2020-09-11 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Способ изготовления защитной оболочки баллона высокого давления |
RU2815637C1 (ru) * | 2023-07-28 | 2024-03-19 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Маштест" | Металлокомпозитный баллон высокого давления |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5287988A (en) * | 1993-02-03 | 1994-02-22 | Brunswick Corporation | Metal-lined pressure vessel |
RU2188356C2 (ru) * | 2000-11-10 | 2002-08-27 | Пермский государственный технический университет | Композитный газовый баллон высокого давления |
RU46834U1 (ru) * | 2005-03-04 | 2005-07-27 | Закрытое акционерное общество "Промышленно-производственный концерн "Реал" | Композитный баллон высокого давления |
US20090200319A1 (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Gopala Krishna Vinjamuri | Metallic liner for a fiber wrapped composite pressure vessel for compressed gas storage and transportation |
RU2439425C2 (ru) * | 2010-02-01 | 2012-01-10 | Сергей Владимирович ЛУКЬЯНЕЦ | Металло-композитный баллон давления |
-
2018
- 2018-01-30 RU RU2018103451U patent/RU181359U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5287988A (en) * | 1993-02-03 | 1994-02-22 | Brunswick Corporation | Metal-lined pressure vessel |
RU2188356C2 (ru) * | 2000-11-10 | 2002-08-27 | Пермский государственный технический университет | Композитный газовый баллон высокого давления |
RU46834U1 (ru) * | 2005-03-04 | 2005-07-27 | Закрытое акционерное общество "Промышленно-производственный концерн "Реал" | Композитный баллон высокого давления |
US20090200319A1 (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Gopala Krishna Vinjamuri | Metallic liner for a fiber wrapped composite pressure vessel for compressed gas storage and transportation |
RU2439425C2 (ru) * | 2010-02-01 | 2012-01-10 | Сергей Владимирович ЛУКЬЯНЕЦ | Металло-композитный баллон давления |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732157C1 (ru) * | 2019-07-12 | 2020-09-11 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Способ изготовления защитной оболочки баллона высокого давления |
RU2815637C1 (ru) * | 2023-07-28 | 2024-03-19 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Маштест" | Металлокомпозитный баллон высокого давления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201475632U (zh) | 大容积碳纤维全缠绕铝胆储氢复合气瓶 | |
WO2011154994A1 (ja) | 高圧タンクおよび高圧タンクの製造方法 | |
CN109838682B (zh) | 一种35MPa铝合金内胆全缠绕玄武岩纤维的压缩天然气瓶 | |
CN107504364B (zh) | 一种立式氢气储罐 | |
CN103672388B (zh) | 一种封头-筒身一体化纤维缠绕复合材料气瓶的设计方法 | |
RU181359U1 (ru) | Металлокомпозитный баллон высокого давления | |
KR102192939B1 (ko) | 차량용 고압 연료 탱크 및 그 제조 방법 | |
CN209705708U (zh) | 35MPa铝合金内胆全缠绕玄武岩纤维的压缩天然气瓶 | |
CN210511025U (zh) | 一种大容积钢质内胆环向缠绕气瓶 | |
DE102014209921A1 (de) | Druckbehälter für ein Fahrzeug | |
CN108626564A (zh) | 具有热辐射和剩余气体排放结构的高压罐及其制造方法 | |
CN102518933A (zh) | 用于空气动力车的高压气瓶 | |
RU2162564C1 (ru) | Баллон давления из композиционных материалов и способ его изготовления | |
CN106738561B (zh) | 亚声速分离线单轴摆动喷管用喷管柔性堵盖成型方法及模具 | |
US5816436A (en) | Light structure in a PA 12-carbon for the storage of fluid under pressure | |
CN104476781A (zh) | 一种金属内衬环形复合气瓶的制备方法 | |
EP1616123A2 (en) | Composite reservoir for pressurized fluid | |
DE102014209916A1 (de) | Hochdruckbehälter | |
RU46834U1 (ru) | Композитный баллон высокого давления | |
CN204026126U (zh) | 一种防爆煤气罐 | |
RU2444673C1 (ru) | Баллон высокого давления | |
CN201633878U (zh) | 一种新型阀门遥控多芯管穿舱构件 | |
CN213018859U (zh) | 一种预应力高压氢气储存容器 | |
CN104555147A (zh) | 一种用复合材料对浮顶罐修补的方法 | |
DE102014209912A1 (de) | Drucktank für ein Fahrzeug |