RU2327924C1 - Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials - Google Patents
Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327924C1 RU2327924C1 RU2006141501/06A RU2006141501A RU2327924C1 RU 2327924 C1 RU2327924 C1 RU 2327924C1 RU 2006141501/06 A RU2006141501/06 A RU 2006141501/06A RU 2006141501 A RU2006141501 A RU 2006141501A RU 2327924 C1 RU2327924 C1 RU 2327924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tape
- threads
- pole
- ring
- composite materials
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к производству композитных баллонов высокого давления, используемых в основном для хранения и транспортировки сжатых и сжиженных газов.The invention relates to the field of engineering, in particular to the production of composite high-pressure cylinders, used mainly for storage and transportation of compressed and liquefied gases.
Наиболее перспективными являются многослойные, в основном двухслойные, баллоны высокого давления, содержащие внутренний герметизирующий слой (лейнер) и наружный - силовой, выполненный намоткой ленты, формируемой из нитей или жгутов высокомодульного высокопрочного материала, пропитанных полимерным связующим с последующей термообработкой по определенному режиму. При достаточной кольцевой и осевой жесткости лейнера намотка производится на лейнер, как на оправку, без подкрепления его в осевом и кольцевом направлениях. Силовая оболочка, в этом случае, выполнена в виде «Кокона», имеющего на днищах полюсные отверстия. Полюсные отверстия закрыты фланцами, зачастую выполненными заодно с лейнером. Один из фланцев является заглушкой, а в другом выполнена эксплуатационная горловина. Зоны полюсных отверстий с фланцами в этом случае являются концентраторами при нагружении баллонов предельными давлениями.The most promising are multilayer, mainly two-layer, high-pressure cylinders containing an inner sealing layer (liner) and an outer one, a power one, made by winding a tape formed from threads or bundles of high-modulus high-strength material impregnated with a polymer binder followed by heat treatment according to a certain mode. With sufficient annular and axial rigidity of the liner, winding is performed on the liner as a mandrel, without reinforcing it in the axial and annular directions. The power shell, in this case, is made in the form of a “Cocoon” having pole holes on the bottoms. The pole holes are closed by flanges, often made integral with the liner. One of the flanges is a plug, and the other has a production neck. The zones of the pole openings with flanges in this case are concentrators when the cylinders are loaded with ultimate pressures.
Известен сосуд высокого давления из полимерных композиционных материалов по а.с. СССР № 763646 от 13.03.78 г., МПК3 F17C 1/00, содержащий герметизирующий лейнер и силовую оболочку.Known pressure vessel of polymer composite materials by as USSR No. 763646 of 03/13/78, IPC 3
Известен сосуд высокого давления из полимерных композиционных материалов по заявке ЕПВ № 0167334 от 08.01.86 г., МПК7 F65C 13/12. Известный сосуд выполнен двухслойным и содержит внутреннюю герметичную оболочку, на которую намотаны силовые полимерные слои.Known pressure vessel of polymer composite materials according to the application EPO No. 0167334 from 08.01.86, IPC 7 F65C 13/12. The known vessel is made two-layer and contains an internal sealed shell, on which are wound power polymer layers.
Известен баллон высокого давления из полимерных композиционных материалов по патенту РФ № 2269044 С1 от 20.05.2004 г., МПК7 F16J 12/00, содержащий лейнер, фланцы и силовую оболочку с усилениями в зонах фланцев.Known high-pressure cylinder made of polymer composite materials according to the patent of the Russian Federation No. 2269044 C1 dated 05/20/2004, IPC 7 F16J 12/00, containing a liner, flanges and a power shell with reinforcements in the zones of the flanges.
Известен сосуд высокого давления из полимерных композиционных материалов по заявке ЕПВ №0147042, МПК7 F17C 1/16, содержащий лейнер и силовую оболочку.Known pressure vessel made of polymer composite materials according to the application EPO No. 0147042, IPC 7
Известен сосуд высокого давления из полимерных композиционных материалов по патенту ФРГ №1625937 от 14.08.69 г., МПК7 F65J 11/06. Известный сосуд содержит внутреннюю герметичную оболочку и силовую обшивку.Known pressure vessel of polymer composite materials according to the patent of Germany No. 1625937 from 08/14/69, IPC 7 F65J 11/06. Known vessel contains an internal sealed shell and power sheathing.
Известна емкость из полимерных композиционных материалов по патенту РФ № 2246062 С2 от 13.08.2004 г., МПК7 F16J 12/00. Известная емкость содержит лейнер с полюсными фланцами и силовую оболочку переменной толщины, максимальной - в зоне шеек полюсных фланцев.Known capacity of polymer composite materials according to the patent of the Russian Federation No. 2246062 C2 from 08/13/2004, IPC 7 F16J 12/00. Known capacity contains a liner with pole flanges and a power shell of variable thickness, maximum - in the area of the necks of the pole flanges.
Известен сосуд высокого давления из полимерных композиционных материалов по заявке ФРГ № OS 3103646 от 12.08.82 г., МПК7 F17C 1/13, содержащий внутренний герметизирующий слой и силовую оболочку.Known high-pressure vessel made of polymer composite materials according to the application of Germany No. OS 3103646 from 08/12/82, IPC 7
Известен способ выполнения сосуда высокого давления из полимерного композиционного материала по а.с. №1132094 от 27.04.82 г., МПК7 F16J 12/00, при котором на внутренний герметизирующий слой и полюсные фланцы путем спиральной намотки жгутом из однонаправленного волокнистого материала наносят силовую оболочку. При этом силовую оболочку наносят непрерывным жгутом на цилиндрический и донные участки сферообразой формы с охватом петлями этого же жгута шейки фланца. Петлеобразная намотка «фланцевых участков» силовой оболочки приводит к резкому увеличению толщины последней в этой зоне и появлению участка с отрицательной кривизной ее наружной поверхности. Это значительно снижает несущую способность конструкции из-за возникновения дополнительных изгибных напряжений. Лабораторными исследованиями полностью подтвержден данный недостаток конструкции известного баллона.A known method of performing a pressure vessel of a polymer composite material by and.with. No. 1132094 dated 04/27/82, IPC 7
Также известен способ намотки силовой оболочки баллона высокого давления из полимерных композиционных материалов и баллон высокого давления из полимерных композиционных материалов по патенту Англии №1150131 от 30.04.69 г., НКИ B8G; В5А, МКП B65h 81/02.Also known is a method of winding the power shell of a high-pressure cylinder made of polymer composite materials and a high-pressure cylinder made of polymer composite materials according to the patent of England No. 1150131 from 04/30/69, NCI B8G; B5A, manual gearbox B65h 81/02.
При реализации известного способа на герметизирующий лейнер, состоящий из цилиндрической части и сферообразных днищ с полюсными фланцами, лентой из волокнистых нитей наматывают спиральные слои, касаясь лентами витков, расположенных на днищах, шеек полюсных фланцев.When implementing the known method on a sealing liner consisting of a cylindrical part and sphere-shaped bottoms with pole flanges, spiral layers are wound with a ribbon of fibrous filaments, touching tapes of coils located on the bottoms of the necks of the pole flanges.
Известный баллон высокого давления из полимерных композиционных материалов содержит лейнер и силовую оболочку с полюсными отверстиями, изготовленную методом намотки ленты из волокнистых нитей.Known high-pressure cylinder made of polymer composite materials contains a liner and a power shell with pole holes made by winding a tape of fibrous filaments.
Недостатком известного способа является низкое качество конструкции из-за низкой прочности узла заделки полюсного фланца и неравномерности натяжения нитей при намотке лентой в этой зоне. При испытаниях баллонов предельным давлением разрушение силовой оболочки происходит по донной части, с очагом в зоне шейки полюсного фланца.The disadvantage of this method is the low quality of the structure due to the low strength of the sealing site of the pole flange and the uneven tension of the threads when winding the tape in this area. When testing cylinders with ultimate pressure, the destruction of the power shell occurs along the bottom, with a focus in the neck region of the pole flange.
Недостатком известной конструкции является низкая надежность ее работы из-за низкой прочности силовой оболочки в зоне полюсного отверстия и неравномерности нагружения нитей лент в этой зоне. При испытаниях баллонов предельным давлением разрушение силовой оболочки происходит по донной части, с очагом в зоне от полюсного отверстия.A disadvantage of the known design is the low reliability of its operation due to the low strength of the power shell in the zone of the pole hole and the uneven loading of the strands of tape in this zone. When testing cylinders with ultimate pressure, the destruction of the power shell occurs along the bottom, with a focus in the area from the pole hole.
Известный способ и известная конструкция, как наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату, выбраны в качестве прототипа.The known method and known design, as the closest in technical essence and the achieved result, are selected as a prototype.
Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является разработка и создание баллонов высокого давления высокого качества с повышенной надежностью работы.The technical problem to which the claimed invention is directed is the development and creation of high-quality high-pressure cylinders with increased reliability.
Технический результат для способа, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в повышении качества изготовления баллонов за счет усовершенствования схемы намотки силовой оболочки в донной ее части, в зоне ее примыкания к шейке полюсного фланца.The technical result for the method that can be achieved by solving the problem is to improve the quality of manufacturing cylinders by improving the winding circuit of the power shell in its bottom, in the area adjacent to the neck of the pole flange.
Технический результат для устройства, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в повышении надежности его работы за счет усовершенствования схемы армирования силовой оболочки в зоне ее полюсного отверстия.The technical result for the device, which can be achieved by solving the problem, is to increase the reliability of its work by improving the reinforcement scheme of the power shell in the area of its pole hole.
Поставленная задача с достижением технического результата для способа решается тем, что на герметизирующий лейнер, состоящий из цилиндрической части и сферообразных днищ с полюсными фланцами, лентой из волокнистых нитей наматывают спиральные слои, касаясь лентами витков, расположенных на днищах, шеек полюсных фланцев, при этом, в соответствии с изобретением, нити ленты в зоне касания изгибают по дуге, деформируют ленту до жгута кругообразного сечения, и массивом изогнутых по дуге нитей формируют обжимное кольцо шейки полюсного фланца, при этом максимальную длину нитей для формирования кольца определяют по формуле:The problem with the achievement of the technical result for the method is solved by the fact that spiral layers are wound on a sealing liner consisting of a cylindrical part and sphere-shaped bottoms with pole flanges, a ribbon of fibrous filaments, touching tapes of coils located on the bottoms of the necks of the pole flanges, while in accordance with the invention, the tape threads in the contact zone are bent in an arc, the tape is deformed to a circular bundle, and an crimp ring of the neck of the pole flange is formed with an array of filaments bent along the arc, In this case, the maximum length of threads for ring formation is determined by the formula:
где Where
l - максимальная длина нитей для формирования кольца,l is the maximum length of the threads to form a ring,
Н - ширина ленты, мм;N - tape width, mm;
r - радиус шейки полюсного фланца, мм;r is the radius of the neck of the pole flange, mm;
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты, зависит от натяжения ленты, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей в кольце.c = 1,02-1,25 - experimental coefficient, taking into account the change in the length of the thread from the "stranding" of the tape, depends on the tension of the tape, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal arrangement of threads in the ring.
Отличительными признаками для способа являются следующие признаки:Distinctive features for the method are the following features:
- нити ленты в зоне касания изгибают по дуге - признак существенный, предусматривает наличие новых операций, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изготовления баллонов за счет усовершенствования схемы намотки силовой оболочки в донной ее части, в зоне примыкания ее к шейке полюсного фланца, направленной на повышение прочности силовой оболочки в этой зоне;- the tape threads in the touch zone are bent in an arc - the sign is significant, it involves the presence of new operations, it is aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the quality of manufacturing cylinders by improving the winding structure of the power shell in its bottom, in the adjoining zone to it the neck of the pole flange, aimed at increasing the strength of the power shell in this zone;
- деформируют ленту до жгута кругообразного сечения - признак существенный, предусматривает наличие новых операций, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изготовления баллонов за счет усовершенствования схемы намотки силовой оболочки в донной ее части, в зоне примыкания ее к шейке полюсного фланца, направленного на повышение прочности силовой оболочки в этой зоне за счет снижения неравномерности натяжения нитей при намотке ленты;- deform the tape to a bundle of circular cross section - a significant sign, it requires new operations, aims to solve the problem with achieving a technical result, to improve the quality of manufacturing cylinders by improving the winding of the power shell in its bottom, in the area adjacent to the neck of the pole a flange aimed at increasing the strength of the power shell in this zone by reducing the unevenness of the tension of the threads during winding of the tape;
- массивом изогнутых по дуге нитей формируют обжимное кольцо шейки полюсного фланца, при этом максимальную длину нитей для формирования кольца определяют по формуле:- an array of filaments bent along the arc forms a crimp ring of the neck of the pole flange, while the maximum length of the filaments for forming the ring is determined by the formula:
где Where
l - максимальная длина нитей для формирования кольца, мм;l is the maximum length of the threads for the formation of the ring, mm;
Н - ширина ленты, мм;N - tape width, mm;
r - радиус шейки полюсного фланца, мм;r is the radius of the neck of the pole flange, mm;
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты, зависит от натяжения ленты, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей в кольце - признак существенный, предусматривает наличие новых операции и новое их выполнение, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изготовления баллонов за счет усовершенствования схемы намотки силовой оболочки в донной ее части, в зоне примыкания ее к шейке полюсного фланца, направленного на повышение прочности силовой оболочки в этой зоне; для доказательства существенности признака, описанного математической зависимостью, рассмотрим фиг.6:c = 1.02-1.25 - an experimental coefficient that takes into account the change in the length of the thread from the “stranding” of the tape, depends on the tension of the tape, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal location of the threads in the ring - a significant sign, it requires new operations and their new implementation , aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the quality of manufacturing cylinders by improving the winding circuit of the power shell in its bottom, in the area adjacent to the neck of the pole flange, aimed at increasing the strength of the power shell in this zone; to prove the significance of the feature described by the mathematical dependence, we consider Fig.6:
из треугольника АДО имеем:from the ADO triangle we have:
длину дуги lо на участке угла α окружности 2πr определяем по формуле:the length of the arc l about in the area of the angle α of the circle 2πr is determined by the formula:
или l0=0,01745 rα; or l 0 = 0.01745 rα;
подставляя выражение для α из (1), получим:substituting the expression for α from (1), we obtain:
длина дуги lо определена без учета толщины ленты s, с учетом же толщины ленты, изогнутые по дугам нити расположатся эквидистантно дуге АВС в пределах толщины жгута и их длина будет определена по приведенной формуле:the length of the arc l о is determined without taking into account the thickness of the tape s, taking into account the thickness of the tape, the filaments bent along the arcs will be located equidistantly to the ABC arc within the thickness of the bundle and their length will be determined by the following formula:
Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается тем, что баллон содержит лейнер и силовую оболочку с полюсными отверстиями, изготовленную методом намотки ленты из волокнистых нитей, при этом, в соответствии с изобретением, каждое полюсное отверстие образовано внутренней кромкой кольца, выполненного заодно с силовой оболочкой из массива изогнутых по дуге нитей жгутов кругообразного сечения, причем максимальная длина этих нитей определена по формуле:The task is to achieve a technical result for the device is solved in that the container contains a liner and a power shell with pole holes made by winding a tape of fibrous filaments, in this case, in accordance with the invention, each pole hole is formed by the inner edge of the ring, made integral with the power a sheath from an array of filaments bent along an arc of bundles of circular cross-section, and the maximum length of these threads is determined by the formula:
где Where
l - максимальная длина нитей кольца, мм;l is the maximum length of the strands of the ring, mm;
Н - ширина ленты, мм;N - tape width, mm;
r - радиус полюсного отверстия, мм;r is the radius of the pole hole, mm;
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты, зависит от натяжения ленты, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей в кольце.c = 1,02-1,25 - experimental coefficient, taking into account the change in the length of the thread from the "stranding" of the tape, depends on the tension of the tape, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal arrangement of threads in the ring.
Отличительными признаками для устройства являются следующие признаки:Distinctive features for the device are the following features:
- каждое полюсное отверстие образовано внутренней кромкой кольца, выполненного заодно с силовой оболочкой - признак существенный, предусматривает наличие нового элемента (кольца), новую взаимосвязь (заодно с силовой оболочкой) и новое расположение (внутренней кромкой по полюсному отверстию), направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы за счет усовершенствования схемы армирования силовой оболочки в зоне ее полюсного отверстия и повышения тем самым прочности материала в зоне концентратора;- each pole hole is formed by the inner edge of the ring integral with the power shell - an essential feature, provides for the presence of a new element (ring), a new relationship (along with the power shell) and a new location (the inner edge of the pole hole), aimed at solving the problem with the achievement of a technical result, to increase the reliability of the work by improving the reinforcement scheme of the power shell in the area of its pole hole and thereby increase the strength of the material in hub zone;
- кольцо выполнено из массива изогнутых по дуге нитей жгутов кругообразного сечения - признак существенный, предусматривает наличие новых элементов (массива нитей), новую форму (изогнутых по дуге) и новое расположение (расположенных в жгутах кругообразного сечения), направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы за счет усовершенствования схемы армирования силовой оболочки в зоне ее полюсного отверстия;- the ring is made of an array of strands of circular bundles bent along an arc - an essential feature, provides for the presence of new elements (array of strands), a new shape (curved in an arc) and a new arrangement (located in round bundles), aimed at solving the problem with achieving the technical result, to increase the reliability of the work by improving the reinforcement scheme of the power shell in the area of its pole hole;
- максимальная длина нитей определена по формуле:- the maximum length of the threads is determined by the formula:
где Where
l - максимальная длина нитей кольца, мм;l is the maximum length of the strands of the ring, mm;
Н - ширина ленты, мм;N - tape width, mm;
r - радиус полюсного отверстия, мм;r is the radius of the pole hole, mm;
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты, зависит от натяжения ленты, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей в кольце - признак существенный, предусматривает новое соотношение размеров, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы за счет усовершенствования схемы армирования силовой оболочки в зоне ее полюсного отверстия; доказательство существенности признака, описанного математической зависимостью, приведено в доказательстве существенности признаков способа.c = 1.02-1.25 - an experimental coefficient that takes into account the change in the length of the thread from the “stranding” of the tape, depends on the tension of the tape, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal location of the threads in the ring - a significant sign, provides a new ratio of sizes, is aimed at solving the task with the achievement of a technical result, to increase the reliability of the work by improving the reinforcement scheme of the power shell in the area of its pole hole; the evidence of the materiality of the feature described by the mathematical dependence is given in the evidence of the materiality of the features of the method.
Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технических результатов. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».These distinguishing features are significant, since each individually and all together are aimed at solving the problem with the achievement of technical results. The use of a single set of essential distinguishing features in the known solutions was not found, which characterizes the conformity of the technical solution to the criterion of "novelty."
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технических результатов и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению надежности работы баллонов высокого давления из полимерных композитов без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».A single set of new essential features with common known provides a solution to the problem with the achievement of technical results and characterizes the proposed technical solutions by significant differences compared with the prior art and analogues. These technical solutions are the result of research and experimental work to improve the reliability of high-pressure cylinders made of polymer composites without using known design solutions, recommendations, materials and are non-obvious, which indicates their compliance with the criterion of "inventive step".
Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид способа намотки силовой оболочки, на фиг.2 - вид на зону касания лентой шейки полюсного фланца, на фиг.3 - сечение ленты, расположенной на донной части лейнера, на фиг.4 - сечение частично сдеформированной ленты у шейки полюсного фланца, на фиг.5 - сечение сдеформированной в жгут ленты, на фиг.6 - схема расположения теоретической, не имеющей толщины ленты в зоне касания с шейкой полюсного фланца, на фиг.7 - общий вид баллона, на фиг.8 - продольное сечение края полюсного отверстия, на фиг.9 - поперечное сечение края полюсного отверстия.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general view of a method for winding a power shell, Fig. 2 is a view of a zone of touching the neck of a pole flange with a tape, Fig. 3 is a sectional view of a tape located on the bottom of a liner, in Fig. 4 - section of a partially deformed tape near the neck of the pole flange, in Fig. 5 - section of a tape deformed into a bundle, in Fig. 6 - arrangement of a theoretical tape having no thickness in the contact zone with the neck of the pole flange, in Fig. 7 - general view of the balloon , Fig.8 is a longitudinal section of the edge of the pole hole ment, 9 - a cross-sectional view of the edge of the pole hole.
В способе намотки силовой оболочки 1 баллона 2 высокого давления из полимерных композиционных материалов на герметизирующий лейнер 3, состоящий из цилиндрической части 4 и сферообразных днищ 5 с полюсными фланцами 6, лентой 7 из волокнистых нитей 8 наматывают спиральные слои 9, касаясь лентами витков, расположенных на днищах 5, шеек 10 полюсных фланцев 6. Нити 8 ленты 7 в зоне касания 11 изгибают по дуге 12, деформируют ленту 7 до жгута кругообразного сечения 13 и массивом 14 изогнутых по дуге 12 нитей 8 формируют обжимное кольцо 15 шейки 10 полюсного фланца 6, при этом максимальную длину нитей 8 для формирования кольца 15 определяют по формуле:In the method of winding the
где Where
l - максимальная длина нитей 8 для формирования кольца 15,l is the maximum length of the
Н - ширина ленты 7, мм;H - tape width 7, mm;
r - радиус шейки 10 полюсного фланца 6, мм;r is the radius of the
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты 7, зависит от натяжения ленты Q, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей 8 в кольце 15.c = 1.02-1.25 - the experimental coefficient, taking into account the change in the length of the thread from the "stranding" of the tape 7, depends on the tension of the tape Q, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal location of the
Баллон 2 высокого давления из полимерных композиционных материалов содержит лейнер 3 и силовую оболочку 1 с полюсными отверстиями 16, изготовленную методом намотки ленты 7 из волокнистых нитей 8. Каждое полюсное отверстие 16 образовано внутренней кромкой 17 кольца 15, выполненного заодно с силовой оболочкой 1 из массива 14 изогнутых по дуге 12 нитей 8 жгутов кругообразного сечения 13, причем максимальная длина этих нитей определена по формуле:The high-pressure cylinder 2 made of polymer composite materials contains a
где Where
l - максимальная длина нитей 8 для формирования кольца 15,l is the maximum length of the
Н - ширина ленты 7, мм;H - tape width 7, mm;
r - радиус шейки 10 полюсного фланца 6, мм;r is the radius of the
с=1,02-1,25 - опытный коэффициент, учитывающий изменение длины нити от «жгутования» ленты 7, зависит от натяжения ленты Q, вязкости связующего, отклонения от оптимального расположения нитей 8 в кольце 15.c = 1.02-1.25 - the experimental coefficient, taking into account the change in the length of the thread from the "stranding" of the tape 7, depends on the tension of the tape Q, the viscosity of the binder, the deviation from the optimal location of the
Вариант исполнения способа заключается в том, что на лейнер 3 наматывают ленту 7 силовой оболочки 1, формируют обжимное кольцо 15 шейки 10 полюсного фланца 6 из массива 14 изогнутых в дугу 12 нитей 8, причем дуги 12 нитей 8 разной длины, не более l, располагают в массиве 14 с нахлестами для их дополнительного скрепления. Такая схема армирования обеспечивается тем, что намотку производят на специальном станке с програмным управлением, и при намотке зоны заделки полюсного фланца 6 параметры программы задают таким образом, чтобы лента 7 сблизилась с шейкой 10 полюсного фланца 6 до ее касания последней нитью 19 в точке 20. Фактически происходит ее примыкание по дуге 21. Также фактически нити 8 длиной l и менее располагаются в кольце 15 с отклонениями, учтенными коэффициентом с, от оптимальности, заданной программой.An embodiment of the method consists in the fact that a tape 7 of the
Вариант исполнения баллона 2 заключается в том, что силовая оболочка 1 образует кольцо 15, содержащее нити 8 дуг 12, длиной l и менее, расположенные с нахлестом 18. Исследованиями установлено, что при расположении нитей 8 дуг 12 с максимальной длиной менее l снижается прочность кольца 15 в окружном направлении, а более l - возрастает толщина силовой оболочки 1 в зоне кольца 15, и на наружной поверхности силовой оболочки 1 образуется участок 22 с отрицательной кривизной, что значительно снижает прочность баллона.The embodiment of the cylinder 2 is that the
Работает баллон 2 следующим образом. При его нагружении предельным давлением в зоне полюсного отверстия возникают максимальные напряжения, и благодаря оптимальным нахлестам 18 расположенных в окружном направлении нитей 8 дуг 12 кольца 15 эти напряжения не достигают допустимых.Cylinder 2 works as follows. When it is loaded with ultimate pressure in the zone of the pole hole, maximum stresses arise, and due to the
Таким образом, использование изобретений позволит создать баллон высокого давления из полимерных композитов с повышенной надежностью его работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.Thus, the use of inventions will make it possible to create a high-pressure cylinder from polymer composites with increased reliability of its operation, which confirms the intended use. The feasibility of the invention is confirmed by the positive test results of samples and fragments of structures, the development and manufacture of which are completely based on the description provided. In this regard, the new technical solution also meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141501/06A RU2327924C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141501/06A RU2327924C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2327924C1 true RU2327924C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006141501/06A RU2327924C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2327924C1 (en) |
-
2006
- 2006-11-24 RU RU2006141501/06A patent/RU2327924C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2418414B1 (en) | Tank and manufacturing method thereof | |
CA2129636C (en) | Pipe construction | |
JP6281525B2 (en) | High pressure tank, high pressure tank manufacturing method, liner shape design method | |
EP3267091A1 (en) | Pressure vessel with a tape-based reinforcement structure | |
CN101044284A (en) | Cable composed of high strength fiber composite material | |
ES2685599T3 (en) | A flexible pipe body and manufacturing method | |
KR102639520B1 (en) | Fiber Reinforced Pressure Vessel | |
JP2008304038A (en) | High pressure tank manufacturing method, and high pressure tank | |
US11543077B2 (en) | Pressure vessel | |
US4282764A (en) | Rotary to linear actuator and method of making the same | |
JP6337398B2 (en) | Manufacturing method of composite container and composite container | |
WO2015020571A1 (en) | Reinforced cable and method for manufacturing same | |
RU2327924C1 (en) | Method of power jacket winding of high pressure cylinder from polymer composite materials and high pressure cylinder from polymer composite materials | |
WO2011093737A1 (en) | Metal composite pressure cylinder | |
RU2536996C2 (en) | Method and plant to manufacture glass plastic profile for use as reinforcing element for strengthening of mine wall | |
FI76739B (en) | FOERSTAERKNINGSSTAONG FOER VULSTEN AV ETT YTTERDAECK. | |
EA018026B1 (en) | A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production | |
JP4362484B2 (en) | High strength fiber composite cable | |
RU2439425C2 (en) | Metal composite pressure cylinder | |
JP2019019954A (en) | High-pressure tank manufacturing method | |
US20220242062A1 (en) | Fibre-Reinforced Composite Tubular Shafts and Manufacture Thereof | |
RU2396169C2 (en) | Method of pipe manufacturing from composite materials and pipe with bend of composite materials (versions) | |
JP2014219066A (en) | Composite container, composite container manufacturing method, and composite container manufacturing system | |
US20140326358A1 (en) | Flat wire and method of manufacturing same | |
RU2570534C2 (en) | High pressure bottle out of polymer composite materials, method of manufacturing of high pressure bottle out of polymer composite materials, rigid liner out of polymer composite materials, and method of manufacturing of rigid liner out of polymer composite materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181125 |