RU2510476C1 - High-pressure cylinder made of metal composite - Google Patents
High-pressure cylinder made of metal composite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510476C1 RU2510476C1 RU2012157546/06A RU2012157546A RU2510476C1 RU 2510476 C1 RU2510476 C1 RU 2510476C1 RU 2012157546/06 A RU2012157546/06 A RU 2012157546/06A RU 2012157546 A RU2012157546 A RU 2012157546A RU 2510476 C1 RU2510476 C1 RU 2510476C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liner
- neck
- cylinder
- metal composite
- reinforcing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к производству металлокомпозитных баллонов высокого давления, предназначенных для использования в качестве расходных емкостей установок гидроабразивной резки и имеющих увеличенные размеры горловины для размещения в баллоне необходимой оснастки.The invention relates to general engineering, namely the production of metal composite high-pressure cylinders intended for use as consumable containers of waterjet cutting machines and having enlarged neck sizes for placement of the necessary equipment in the cylinder.
Известен сосуд давления, имеющий сферическую форму и состоящий из алюминиевого лайнера с двумя толстостенными горловинами для размещения арматуры или заглушек (см. US 2009/0200319 A1 (описание изобретения с фиг.1), МПК7 F17C 1/06, 13.08.2009 г.).Known pressure vessel having a spherical shape and consisting of an aluminum liner with two thick-walled necks to accommodate valves or plugs (see US 2009/0200319 A1 (description of the invention with figure 1), IPC7 F17C 1/06, 08/13/2009) .
Известный сосуд давления не обеспечивает высокую надежность и безопасность, обусловленные повышенным износом материала лейнера под действием гидроабразивной смеси.The known pressure vessel does not provide high reliability and safety, due to increased wear of the liner material under the influence of the waterjet mixture.
Известен металлокомпозитный баллон для газообразного водорода высокого давления (вариант 1), содержащий внешнюю силовую композитную оболочку, состоящую из кольцевых и спиральных слоев, и лейнер, включающий верхнее днище с горловиной, нижнее днище и среднюю цилиндрическую часть (см. RU 99100 U1, МПК7 F17C 1/06, F17J 12/00, 10.11.2010 г.).Known metal-composite cylinder for high-pressure hydrogen gas (option 1), containing an external power composite shell, consisting of annular and spiral layers, and a liner comprising an upper bottom with a neck, a lower bottom and a middle cylindrical part (see RU 99100 U1, IPC7 F17C 1/06, F17J 12/00, 11/10/2010).
Известный металлокомпозитный баллон имеет ограниченные функциональные возможности, его нельзя использовать для размещения в нем необходимой оснастки из-за малого размера внутреннего диаметра горловины и износа алюминиевого лейнера из-за контакта с гидроабразивной смесью.The well-known metal composite cylinder has limited functionality, it cannot be used to place the necessary equipment in it because of the small size of the inner diameter of the neck and the wear of the aluminum liner due to contact with the waterjet mixture.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является металлокомпозитный баллон для газообразного водорода высокого давления (вариант 2), содержащий внешнюю силовую композитную оболочку, состоящую из кольцевых и спиральных слоев, и лейнер, включающий верхнее днище с горловиной, нижнее днище и среднюю цилиндрическую часть (см. RU 99100 U1, МПК7 F17C 1/06, F17J 12/00, 10.11.2010 г.).Closest to the proposed invention in terms of essential features is a metal composite cylinder for high pressure gaseous hydrogen (option 2), containing an external power composite shell consisting of annular and spiral layers, and a liner comprising an upper bottom with a neck, a lower bottom and a middle cylindrical part (see RU 99100 U1, IPC7 F17C 1/06, F17J 12/00, 11/10/2010).
Данный композитный баллон высокого давления имеет ограниченные функциональные возможности, его нельзя использовать для размещения в нем необходимой оснастки из-за малого размера внутреннего диаметра горловины и износа алюминиевого лейнера из-за контакта с гидроабразивной смесью.This composite high-pressure cylinder has limited functionality, it cannot be used to place the necessary equipment in it because of the small size of the inner diameter of the neck and the wear of the aluminum liner due to contact with the waterjet mixture.
Задачей предлагаемого изобретения является создание металлокомпозитного баллона высокого давления с повышенным уровнем безопасности, имеющим значительный диаметр горловины для размещения в баллоне необходимой оснастки и лейнер, стойкий против воздействия гидроабразивной смеси.The objective of the invention is the creation of a metal composite high-pressure cylinder with a high level of safety, having a significant neck diameter for placement of the necessary equipment in the cylinder and a liner that is resistant to the effects of waterjet mixture.
Техническим результатом при использовании предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей баллона при обеспечении повышенного уровня безопасности.The technical result when using the present invention is to expand the functionality of the container while providing an increased level of security.
Указанный технический результат достигается тем, что в металлокомпозитном баллоне высокого давления, содержащем внешнюю силовую композитную оболочку, состоящую из кольцевых и спиральных слоев, и лейнер, включающий верхнее днище с горловиной, нижнее днище и среднюю цилиндрическую часть, лейнер снабжен элементом для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона, расположенным на наружной поверхности нижнего днища, при этом внутренний диаметр горловины верхнего днища составляет не менее половины внутреннего диаметра средней цилиндрической части лейнера, а размеры наружных поверхностей горловины верхнего днища и элемента для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона равны.The specified technical result is achieved in that in a metal composite high-pressure cylinder containing an external power composite shell, consisting of annular and spiral layers, and a liner, including an upper bottom with a neck, a lower bottom and a middle cylindrical part, the liner is equipped with an element to ensure symmetrical laying of spiral layers when reinforcing the cylinder located on the outer surface of the lower bottom, while the inner diameter of the neck of the upper bottom is at least half of the inner the average diameter of the cylindrical part of the liner, and the size of the external surfaces of the neck and upper bottom element to provide a symmetrical stacking spiral layers are for reinforcing the container.
Кроме того, лейнер выполнен из нержавеющей мартенситостареющей стали в закаленном и состаренном состоянии; элемент для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона выполнен в виде горловины с несквозным отверстием; в элементе для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона в нижней части выполнены пазы; форма сечения внутренней поверхности лейнера в вертикальной плоскости представляет собой прямоугольник со скругленными углами.In addition, the liner is made of stainless martensitic steel in a hardened and aged condition; an element for providing symmetrical laying of spiral layers when reinforcing a cylinder is made in the form of a neck with a through hole; grooves are made in the element to ensure symmetrical laying of the spiral layers when reinforcing the balloon in the lower part; the sectional shape of the inner surface of the liner in the vertical plane is a rectangle with rounded corners.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображен лейнер металлокомпозитного баллона высокого давления, общий вид;Figure 1 shows the liner of a metal composite high pressure cylinder, General view;
на фиг.2 изображен металлокомпозитный баллон высокого давления со встроенной оснасткой, общий вид.figure 2 shows a metal composite high-pressure cylinder with built-in equipment, a General view.
Металлокомпозитный баллон высокого давления состоит из лейнера 1 и внешней силовой композиционной оболочки 2, состоящей из нескольких спиральных слоев 3 и нескольких кольцевых слоев (на чертеже не показаны).The metal composite high-pressure cylinder consists of a liner 1 and an external power composite shell 2, consisting of several spiral layers 3 and several ring layers (not shown in the drawing).
Лейнер 1 выполнен бесшовным и имеет верхнее днище 4 с удлиненной горловиной 5, среднюю цилиндрическую часть 6 и нижнее днище 7 с элементом 8 для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона, при этом диаметры d наружных поверхностей горловины 5 верхнего днища 4 и элемента 8 для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона и высоты h равны, причем наружные диаметры d горловины 5 верхнего днища 4 и элемента 8 для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона составляют не менее половины наружного диаметра средней цилиндрической части 6 лейнера 1, это позволяет при армировании на обоих днищах 4, 7 баллона уложить симметричные слои и тем самым получить равнопрочными оба днища баллона и обеспечить заданную прочность (разрушающее давление свыше 2000 бар) при минимальной толщине лейнера 1, выполненного из нержавеющей мартенситостареющей стали в закаленном и состаренном состоянии.The liner 1 is made seamless and has an upper bottom 4 with an elongated neck 5, a middle cylindrical part 6 and a lower bottom 7 with an element 8 to ensure symmetrical laying of spiral layers when reinforcing the balloon, while the diameters d of the outer surfaces of the neck 5 of the upper bottom 4 and element 8 for ensure symmetrical laying of the spiral layers when reinforcing the balloon and the height h are equal, and the outer diameters d of the neck 5 of the upper bottom 4 and element 8 to ensure symmetrical laying of the spiral layers when reinforcing the cylinder with at least half the outer diameter of the middle cylindrical part 6 of liner 1, this makes it possible to lay symmetrical layers on both bottoms of the 4, 7 cylinders and thereby obtain equal bottoms of the cylinder and provide the specified strength (breaking pressure over 2000 bar) with a minimum liner thickness 1 made of stainless martensitic steel in a hardened and aged condition.
Выполнение лейнера 1 из нержавеющей мартенситостареющей стали обеспечивает требуемую стойкость баллона при контакте с гидроабразивной смесью. Кроме того, поскольку лейнер изготовлен из нержавеющей мартенситостареющей стали в закаленном и состаренном состоянии, снижается вероятность коррозионного поражения и износа его поверхностей под действием движущейся гидроабразивной суспензии.The execution of the liner 1 of stainless martensitic steel provides the required resistance of the cylinder in contact with the waterjet mixture. In addition, since the liner is made of stainless martensitic steel in a hardened and aged state, the likelihood of corrosion damage and wear of its surfaces under the influence of a moving waterjet suspension is reduced.
Внутренний диаметр d1 удлиненной горловины 5 имеет увеличенный размер, равный не менее половины внутреннего диаметра d2 средней цилиндрической части 6 лейнера 1, что позволяет размещать в нем необходимую оснастку 9 и заглушку 10, герметизирующую через прокладки 11 полость лейнера 1.The inner diameter d 1 of the elongated neck 5 has an enlarged size equal to at least half the inner diameter d 2 of the middle cylindrical part 6 of the liner 1, which allows you to place the necessary equipment 9 and a plug 10 in it, sealing the liner cavity 1 through the gaskets 11.
Элемент 8 для обеспечения симметричной укладки спиральных слоев при армировании баллона выполнен в виде горловины с несквозным отверстием 12, причем диаметр d3 отверстия 12 равен внутреннему диаметру d1 горловины 5, следовательно, по геометрическим размерам элемент 8 идентичен горловине 5 верхнего днища 4.Element 8 to ensure symmetrical laying of the spiral layers when reinforcing the balloon is made in the form of a neck with a through hole 12, and the diameter d 3 of the hole 12 is equal to the inner diameter d 1 of the neck 5, therefore, in geometric dimensions, element 8 is identical to the neck 5 of the upper bottom 4.
На торцах элемента 8 в нижней части выполнены пазы 13 для крепления лейнера 1 и приведения его во вращении на намоточном станке при армировании (на чертеже не показан).At the ends of the element 8 in the lower part, grooves 13 are made for attaching the liner 1 and bringing it into rotation on the winding machine during reinforcement (not shown in the drawing).
Форма сечения внутренней поверхности лейнера 1 в вертикальной плоскости представляет собой прямоугольник со скругленными углами, что позволяет получить такую конфигурацию обоих днищ 4, 7, которая обеспечивает требуемую несущую нагрузку баллона.The cross-sectional shape of the inner surface of the liner 1 in the vertical plane is a rectangle with rounded corners, which allows to obtain a configuration of both bottoms 4, 7, which provides the required bearing load of the cylinder.
Внешняя силовая композиционная оболочка 2 выполнена из жгутов в виде не менее двух кольцевых слоев - для усиления баллона в кольцевом направлении и не менее двух спиральных слоев 3 для усиления баллона в осевом направлении.The external power composite shell 2 is made of bundles in the form of at least two annular layers for reinforcing the balloon in the annular direction and at least two spiral layers 3 for reinforcing the balloon in the axial direction.
Внешняя силовая композиционная оболочка 2 выполнена с использованием углеволокна, что позволило снизить массу баллонов в несколько раз, обеспечить устойчивость к воздействию агрессивных сред, пожаро- и взрывобезопасность и гарантировать безосколочность разрушения.The external power composite shell 2 was made using carbon fiber, which allowed to reduce the mass of cylinders by several times, to provide resistance to aggressive environments, fire and explosion safety and to guarantee shatterproof destruction.
Металлокомпозитный баллон высокого давления соответствует современным требованиям Ростехнадзора и «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ПБ-03-576-03. Изготовлена партия баллонов, баллоны прошли прочностные, циклические испытания и испытания на герметичность.The metal-composite high-pressure cylinder meets the modern requirements of Rostekhnadzor and the "Rules for the design and safe operation of pressure vessels" ПБ-03-576-03. A batch of cylinders was manufactured, cylinders passed strength, cyclic and leak tests.
Металлокомпозитный баллон высокого давления работает следующим образом.Metal composite high-pressure cylinder is as follows.
В металлокомпозитном баллоне полости лейнера 1 устанавливают оснастку 9 и заглушку 10.In the metal composite cylinder of the cavity of the liner 1, a snap 9 and a plug 10 are installed.
Заполняют металлокомпозитный баллон гидроабразивной суспензией, подавая в него через оснастку 9 воду, и создают в нем необходимое рабочее давление, например 700 атм, затем подают гидроабразивную суспензию на установку гидроабразивной резки. При этом находящаяся в баллоне под давлением суспензия действует на днища и стенки лейнера 1, изготовленного из нержавеющей мартенситостареющей стали и выполненного бесшовным, что позволяет при армировании баллона получить равнопрочными оба днища баллона и обеспечить заданную прочность.The metal composite cylinder is filled with a waterjet suspension, supplying water through it 9, and the necessary working pressure is created in it, for example 700 atm, then the waterjet suspension is fed to the waterjet cutting machine. At the same time, the suspension in the cylinder under pressure acts on the bottoms and walls of the liner 1, made of stainless martensitic steel and made seamless, which makes it possible to obtain both bottoms of the cylinder with equal strength and ensure the specified strength when reinforcing the cylinder.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012157546/06A RU2510476C1 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | High-pressure cylinder made of metal composite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012157546/06A RU2510476C1 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | High-pressure cylinder made of metal composite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510476C1 true RU2510476C1 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=50343104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012157546/06A RU2510476C1 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | High-pressure cylinder made of metal composite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510476C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61233296A (en) * | 1985-04-05 | 1986-10-17 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Structure of multilayer vessel |
RU1118U1 (en) * | 1993-12-20 | 1995-11-16 | Малое предприятие "Институт композитных технологий" | Composite high pressure tank |
RU3578U1 (en) * | 1995-12-04 | 1997-02-16 | Вячеслав Владимирович Семенюга | COMPOSITE COMPRESSED GAS STORAGE CYLINDER |
US20090020039A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Modified epoxy resins comprising the reaction product of a biomass derived compound and an epoxy resin, and aqueous dispersions and coatings comprising such resins |
RU99100U1 (en) * | 2010-07-01 | 2010-11-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Маштест" | METAL COMPOSITE CYLINDER FOR HIGH-PRESSURE GAS HYDROGEN (OPTIONS) |
-
2012
- 2012-12-27 RU RU2012157546/06A patent/RU2510476C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61233296A (en) * | 1985-04-05 | 1986-10-17 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Structure of multilayer vessel |
RU1118U1 (en) * | 1993-12-20 | 1995-11-16 | Малое предприятие "Институт композитных технологий" | Composite high pressure tank |
RU3578U1 (en) * | 1995-12-04 | 1997-02-16 | Вячеслав Владимирович Семенюга | COMPOSITE COMPRESSED GAS STORAGE CYLINDER |
US20090020039A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Modified epoxy resins comprising the reaction product of a biomass derived compound and an epoxy resin, and aqueous dispersions and coatings comprising such resins |
RU99100U1 (en) * | 2010-07-01 | 2010-11-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Маштест" | METAL COMPOSITE CYLINDER FOR HIGH-PRESSURE GAS HYDROGEN (OPTIONS) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6136556B2 (en) | Vertical pneumatic fender | |
US8608013B2 (en) | Gas cylinder | |
RU2510476C1 (en) | High-pressure cylinder made of metal composite | |
EP2788667A1 (en) | A pressure vessel and a method of loading cng into a pressure vessel | |
KR20140023087A (en) | Membrane accumulator | |
KR20160061096A (en) | A tank for storing liquid | |
JP2014234162A (en) | Synthetic resin bottle | |
US11549645B2 (en) | Cryogenic vessel | |
CN203907203U (en) | Hoop-winding compressed natural gas cylinder provided with steel liner and used for vehicle | |
RU2560125C2 (en) | High-pressure cylinder | |
RU2439425C2 (en) | Metal composite pressure cylinder | |
US9695934B2 (en) | Nozzle and nozzle assembly configured to minimize combined thermal and pressure stress during transients | |
CN109065190A (en) | A kind of reactor pressure vessel integral head cover with inner platform | |
WO2012144929A1 (en) | High-pressure vessel made of composite materials | |
KR20230085996A (en) | Pressure cylinder of mixed metal | |
KR102297888B1 (en) | Gas can | |
Mahraur et al. | Household LPG Cylinder: Effects of different heads and Impact analysis using ANSYS | |
KR20210082190A (en) | gas accumulator | |
WO2013083165A1 (en) | Large diameter cylindrical pressure vessel | |
RU43618U1 (en) | HIGH PRESSURE CYLINDER | |
AU2005329658C1 (en) | Cartridge for pressurized liquid | |
RU2482380C2 (en) | High pressure bottle from composite materials | |
KR20110008430U (en) | the safety valve which is composed of double quality of materials | |
KR101243312B1 (en) | Valve Assembly of Vaporizer for Welding Machine | |
CN106838454B (en) | Bellows assembly for high-temperature high-pressure valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181228 |