RU182671U1 - Баллон высокого давления - Google Patents

Abstract

Баллон высокого давления относится к сосудам для хранения технических газов под давлением. Может быть использован в качестве топливного резервуара на транспорте, а также в авиационной, космической технике и в системах жизнеобеспечения. Баллон высокого давления содержит лейнер из тонколистовой стали, состоящий из двух днищ и одной вставки между ними, с намотанной на него силовой оболочкой из композитного материала, силовым элементом, расположенным внутри баллона вдоль его продольной оси, шайбу с гайкой и шесть граней на наружных поверхностях с двух сторон силового элемента, примыкающих к его торцам, отверстия с резьбой на торцовых поверхностях силового элемента для установки запорных устройств и по одному отверстию в силовом элементе, соединяющих отверстие с резьбой запорных устройств с внутренней полостью баллона.

Технический результат заключается в повышении рабочего давления при эксплуатации баллона высокого давления, применяемого на транспортных средствах.

Description

Заявленное техническое решение относится к сосудам для хранения технических газов под давлением. Может быть использовано в качестве топливного резервуара на транспорте, а также в авиационной, космической технике и в системах жизнеобеспечения.

Из настоящего уровня техники известно устройство пат. №2439425 металлокомпозитный баллон давления. Недостатками данного устройства являются:

При нагружении баллона изнутри рабочим давлением на днища баллона действуют самые неблагоприятные для силовых элементов нагрузки (растяжение с изгибом) именно вблизи отверстий для установки запорного устройства, являющихся, как известно, концентраторами напряжений, что отрицательно влияет на прочность и снижает уровень безопасности эксплуатации баллона.

Устройство пат. №2444673 баллон высокого давления имеет установленный внутри оболочки силовой элемент, который компенсирует усилия от давления газа в осевом направлении, но соединение силового элемента с оболочкой (на чертеже не указано, видимо сварка или склеивание) для высокого давления газа (метана) при эксплуатации транспортных средств крайне ненадежно.

Устройство КОМПОЗИЦИОННЫЙ ДАВЛЕНИЙ, ПОДДЕРЖВАЮЩИЙ ВНУТРЕННЮЮ НАГРУЗКУ пат. №2017/091613 WO содержит два узла крепления силового элемента 200 fig3, но стержень, показанный на рисунке, не обладает достаточной жесткостью относительно продольной оси баллона, что при высоких давлениях газа внутри может вызвать деформацию тонкостенного лейнера 102 и силовой оболочки 105, показанных на fig3 описания и создать недопустимо высокие напряжения в процессе наполнения и эксплуатации баллона.

Все усилия от давления газа замыкаются на внутренних втулках 140fig3., которые имеют отверстия 175fig3. для прохода газа, являющиеся, как известно, концентраторами напряжений, что дополнительно снижает надежность и безопасность эксплуатации баллона.

Кроме того, известно, что применение цилиндрической резьбы, обозначенной номерами 147, 155, 168 и кольцевых элементов уплотнения 154, 169 на fig3 в баллонах высокого давления недопустимо.

Элемент, обозначенный 132 на fig3 описания, если он установлен на резьбе, при затягивании повредит силовую оболочку 105 fig3. Если элемент 132 fig3. установлен с натягом без механической фиксации, то при работе баллона на транспортных средствах в условиях постоянных вибраций возможно ослабление прижатия силовой оболочки 105 fig3. и повреждение тонкостенного лейнера 102fig3. об острые края закладного элемента 130fig3.

Вышеуказанные недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.

Целью заявленного технического решения является повышение рабочего давления газа в баллонах высокого давления, применяемых на транспортных средствах.

Предлагаемое устройство содержит металлический тонкостенный герметичный лейнер, состоящий из двух днищ 1 фиг. 1, фиг. 2 вставки 2 фиг. 1, соединенных известным образом в зависимости от длины и диаметра баллона, с намотанной на лейнер известным способом силовой оболочки из композитного материала 3 фиг. 1, фиг. 4.

Вдоль оси внутри баллона установлен силовой элемент 4 фиг. с четырьмя ребрами жесткости вид В-В фиг. 3, имеющий обращенную к торцам конусную поверхность 5 фиг. 4. Силовой элемент 4 имеет наружную резьбу 6 фиг. 4, на которую навинчена гайка 7 фиг. 1, фиг. 4, прижимающая конусную шайбу 8 фиг. 1, фиг. 4.,а через нее - конусную часть днищ 1 лейнера к конусной поверхности силового элемента 4 фиг. 4, обеспечивающая надежное газовое уплотнение и прижатие силовой оболочки 3 фиг. 4. Фиксация прижимной гайки 7 фиг 1 и фиг 4. Осуществляется известным способом. Поверхности 5 фиг. 4 силового элемента 4 фиг. 4 и днища 1 фиг. 4 обрабатываются известным способом с достаточной чистотой и надежно уплотняются с помощью натяга.

На наружной поверхности, примыкающей к торцам силового элемента 4 выполнены шесть граней 9 фиг. 1, для зажима силового элемента 4 в приспособлении при сборке баллона, а также для установки и надежной фиксации баллона на транспортных средствах.

С двух торцов силового элемента 4 фиг. 4 выполнены отверстия с конической резьбой 10 фиг. 4 для установки запорных устройств для впуска-выпуска газа.

Впуск-выпуск газа осуществляется через отверстие 11 фиг. 4.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1 - баллон высокого давления в сборе, средняя часть баллона показана с продольным разрезом лейнера и силовой оболочки.

Фиг. 2 - форма днища лейнера.

Фиг. 3 - сечение силового элемента.

Фиг. 4 - разрез вдоль продольной оси части баллона с видом устройства лейнера, системы уплотнений, отверстия с резьбой для установки запорного устройства и отверстия для впуска- выпуска газа.

Устройство работает следующим образом.

Баллон высокого давления, собранный из трех элементов тонкостенного стального лейнера, в котором два днища 1 фиг. 1, фиг. 2 со вставкой 2 фиг. 1 в зависимости от длины и диаметра баллона установлены конусными частями на наружные конусные поверхности 5 фиг. 4 внутреннего силового элемента 4 фиг. 4, с намотанной на лейнер известным способом силовой оболочкой из известного композитного материала 3 фиг. 1, фиг. 4 и поджатым с двух сторон силового элемента конусными шайбами 8 фиг. 1, фиг. 4 с помощью гаек 7 фиг. 1, фиг. 4. Сборка баллона производится с установкой и надежной фиксацией в приспособлении с помощью шести граней 9 фиг. 1 на наружном диаметре, расположенном в сторону торца внутреннего силового элемента 4 баллона.

Установка запорного элемента также осуществляется с помощью фиксации баллона в сборе фиг. 1 в приспособлении за грани 9 прижимной гайки 7 фиг. 1, фиг. 4 без силового воздействия на силовую оболочку и лейнер баллона, что полностью исключает возможность повреждения силовой оболочки 3 фиг. 1, фиг. 4 и повышает рабочее давление при эксплуатации баллона.

С противоположной запорному устройству части силового элемента таким же образом установлен аналогичный запорный элемент.

Впуск-выпуск газа из баллона производится через отверстия 11 фиг. 4 в силовом элементе 4, соединяющие отверстия с резьбой для установки запорного элемента 10 с внутренней частью баллона фиг. 4.

Claims (1)

1. Баллон высокого явления, содержащий лейнер из тонколистовой стали, состоящий из двух днищ и одной вставки между ними, с намотанной на него силовой оболочкой из композиционного материала, силовым элементом, расположенным внутри вдоль его продольной оси, шайбу с гайкой, выполненных с двух сторон силового элемента на наружных поверхностях, примыкающих к его торцам, отверстие с конической резьбой на торцовой поверхности силового элемента для установки запорных элементов и одно отверстие в силовом элементе, соединяющее с отверстием с конической резьбой с внутренней полостью баллона высокого давления, характеризующееся тем, что внутреннее уплотнение между лейнером и силовым элементом осуществляется с помощью конусов в крайней части днищ баллона, выполненных в сторону оси днища, обращенную к торцам баллона, и наружных конусов внутреннего силового элемента, обращенных к его торцам, а на обеих наружных, прилегающих к торцевым, поверхностях внутреннего силового элемента выполнены шесть граней, служащих для зажима баллона при его изготовлении.

Images