RU2516145C2

RU2516145C2 - Assembly method and arrangement of multilayer vessel

Info

Publication number: RU2516145C2
Application number: RU2012111545/12A
Authority: RU
Inventors: Валерий Тимофеевич Потапов; Галина Федоровна Потапова
Original assignee: Валерий Тимофеевич Потапов
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012111545A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in such industries as shipbuilding and chemical machine building when it is necessary to use vessels of increased rigidity and strength along with minimal weight of the structure. The effect is reached by the fact that a vessel is made from a multilayer cylindrical shell consisting of the inner, second, middle, third and outer separate cylindrical shells. Each of the separate shells comprised in the multilayer cylindrical and in two multilayer hemispherical shells is made from two identical parts.

EFFECT: production of vessels of increased rigidity and strength along with minimal weight of the structure.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в таких отраслях промышленного производства, как судостроение, химическое машиностроение и т.д.The invention relates to mechanical engineering and can be used in industries such as shipbuilding, chemical engineering, etc.

Многослойные емкости применяют в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную жесткость и минимальную массу конструкции, при этом важным фактором, характеризующим конструкцию, является полезный объем емкости.Multilayer containers are used in cases where it is required to provide increased rigidity and a minimum mass of the structure, and the useful volume of the tank is an important factor characterizing the structure.

Известна емкость из титанового сплава, показанная в Энциклопедии «Машиностроение», Раздел II, Том II-3, с.с.350-351, М., Машиностроение, 2001, которая представляет собой цилиндр, который по торцам замкнут полусферическими оболочками. Цилиндрическая и полусферические оболочки укреплены продольными и поперечными шпангоутами, обеспечивающими необходимую жесткость и прочность конструкции.A known container made of titanium alloy, shown in the Encyclopedia "Engineering", Section II, Volume II-3, pp. 350-351, M., Engineering, 2001, which is a cylinder that is closed at the ends with hemispherical shells. The cylindrical and hemispherical shells are reinforced with longitudinal and transverse frames, providing the necessary rigidity and structural strength.

Недостатком данной конструкции является то, что необходимость применения продольных и поперечных шпангоутов приводит к утяжелению емкости.The disadvantage of this design is that the need to use longitudinal and transverse frames leads to weighting.

Конструкция прочного корпуса подводного аппарата, показанная в Энциклопедии «Машиностроение», Раздел IV, Том IV-20, М., Машиностроение, выполнена из композиционного материала. Применение композиционного материала обеспечивает снижение массы конструкции. Однако требование увеличения жесткости приводит к тому, что корпус укрепляют металлическими шпангоутами. Данную конструкцию выполняют из цилиндрической оболочки, которую по торцам замыкают полусферическими оболочками. Данный способ изготовления принимаем за прототип.The design of the robust underwater vehicle hull shown in the Engineering Industry Encyclopedia, Section IV, Volume IV-20, M., Engineering, is made of composite material. The use of composite material provides a reduction in the mass of the structure. However, the requirement of increasing rigidity leads to the fact that the body is reinforced with metal frames. This design is made of a cylindrical shell, which is closed at the ends with hemispherical shells. This manufacturing method is taken as a prototype.

Этот способ изготовления не может обеспечить высокой жесткости конструкции, поэтому применяют металлические шпангоуты, что повышает массу корпуса.This manufacturing method cannot provide high structural rigidity, therefore, metal frames are used, which increases the mass of the body.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение жесткости конструкции емкости при сохранении ее минимальной массы и полезного объема.The task of the invention is to increase the rigidity of the design of the tank while maintaining its minimum mass and net volume.

Это достигается тем, что входящие в состав емкости цилиндрическая оболочка и замыкающие ее по торцам полусферические оболочки выполняют многослойными, состоящими каждая из внутренней, второй, средней, третьей и внешней, соответственно, цилиндрических и полусферических оболочек, каждую из которых разделяют на две равные части, которые далее собирают в следующей последовательности: к торцам соединенных между собой внутренней, второй и средней полуцилиндрических оболочек присоединяют половины соединенных между собой внутренней, второй и средней полусферических оболочек, к соединенной со второй и средней полуцилиндрическими оболочками внутренней полуцилиндрической оболочке далее присоединяют ответную внутреннюю полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин внутренних полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами второй и средней полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины внутренних полусферических оболочек, к соединенной с внутренней и средней полуцилиндрическими оболочками второй полуцилиндрической оболочке присоединяют далее ответную вторую полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин вторых полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами внутренней и средней полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины вторых полусферических оболочек, к соединенной с внутренней и второй полуцилиндрическими оболочками средней полуцилиндрической оболочке далее присоединяют ответную среднюю полуцилиндрическую оболочку, соединенную с третьей и внешней полуцилиндрическими оболочками, к торцам ответной средней полуцилиндрической оболочки и торцам двух половин средних полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами внутренней и второй полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины средних полусферических оболочек, каждая из которых соединена с половинами третьей и внешней полусферических оболочек в месте их касания, к третьей полуцилиндрической оболочке, соединенной с ответной средней и внешней полуцилиндрическими оболочками в месте их касания, присоединяют далее ответную третью полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин третьей полусферической оболочки, соединенных каждая с ответной половиной средней и половиной внешней полусферических оболочек в месте их касания, присоединяют две ответные половины третьей полусферической оболочки, к внешней полуцилиндрической оболочке, соединенной с ответной средней и третьей полуцилиндрическими оболочками, далее присоединяют ответную внешнюю полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин внешней полусферической оболочки, соединенных каждая с ответной половиной средней и половиной третьей полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины внешней полусферической оболочки.This is achieved by the fact that the cylindrical shell included in the container and the hemispherical shells closing it at the ends are multilayer, each consisting of an inner, second, middle, third and outer, respectively, cylindrical and hemispherical shells, each of which is divided into two equal parts, which are then collected in the following sequence: to the ends of the interconnected inner, second and middle half-cylindrical shells are connected half of the interconnected inner, second of the middle hemispherical shells, to the inner half-cylindrical shell connected to the second and middle half-cylindrical shells, a response inner half-cylindrical shell is further connected, to the ends of which and the ends of the two halves of the inner hemispherical shells, each connected to the two half halves of the inner hemispherical shells connected to the second and half-cylindrical shells connected to the inner and middle half-cylindrical shells e further attach the response second half-cylindrical shell, to the ends of which and the ends of the two halves of the second hemispherical shells, each connected with the halves of the inner and middle hemispherical shells, connect the two response halves of the second hemispherical shells, and then connect the middle half-cylindrical shell connected to the inner and second half-cylindrical shells mating middle semicylindrical shell connected to the third and outer semicylindrical shells to the ends of the response of the middle half-cylindrical shell and the ends of two halves of the middle hemispherical shells, each connected with half of the inner and second hemispherical shells, attach two mating halves of the middle hemispherical shells, each of which is connected with the halves of the third and outer hemispherical shells at the point of contact, to the third half-cylindrical shell connected to the reciprocal middle and outer semicylindrical shells at the place of their contact, then attach the response third third semicylindrical shell a point, to the ends of which and the ends of the two halves of the third hemispherical shell, each connected with the mating half of the middle and half of the outer hemispherical shells at the point of contact, attach two mating halves of the third hemispherical shell to the outer semicylindrical shell connected to the mating middle and third semicylindrical shells , then attach the reciprocal outer semi-cylindrical shell, to the ends of which and the ends of the two halves of the outer hemispherical shell, each connected to the hole tnoj middle and half of the third hemispherical half shells, are attached two reciprocal half hemispherical outer shell.

Данный способ позволяет собрать многослойную емкость, состоящую из цилиндрической оболочки, замкнутой по торцам двумя полусферическими оболочками, при этом цилиндрическая оболочка и замыкающие ее по торцам полусферические оболочки выполнены многослойными, состоящими каждая из внутренней, второй, средней, третьей и внешней, соответственно, цилиндрических и полусферических оболочек, каждая из отдельных оболочек, входящих в состав многослойной цилиндрической и двух многослойных полусферических оболочек, состоит из двух равных частей, при этом внутренняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя внутренними полусферическими оболочками, вторая цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя вторыми полусферическими оболочками, средняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя средними полусферическими оболочками, третья цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя третьими полусферическими оболочками, внешняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя внешними полусферическими оболочками, оболочки размещены так, что внешняя и внутренняя оболочки пространственно разнесены, эквидистантно расположены, в полости между этими оболочками размещена средняя оболочка так, что делящая среднюю оболочку по толщине пополам срединная поверхность охватывает срединную поверхность внутренней оболочки и касается срединных поверхностей внутренней и внешней оболочек в диаметрально противолежащих местах, вторая оболочка расположена в полости между внутренней и средней оболочками таким образом, что ее срединная поверхность касается срединных поверхностей внутренней и средней оболочек в месте их касания, третья оболочка расположена в полости между средней и внешней оболочками таким образом, что ее срединная поверхность касается срединных поверхностей средней и внешней оболочек в месте их касания.This method allows you to collect a multilayer container consisting of a cylindrical shell closed at the ends of two hemispherical shells, while the cylindrical shell and the hemispherical shells closing it at the ends are made multilayer, each consisting of an inner, second, middle, third and outer, respectively, cylindrical and hemispherical shells, each of the individual shells that make up the multilayer cylindrical and two multilayer hemispherical shells consists of two equal parts, In this case, the inner cylindrical shell is closed at the ends by two inner hemispherical shells, the second cylindrical shell is closed at the ends by two second hemispherical shells, the middle cylindrical shell is closed at the ends by two middle hemispherical shells, the third cylindrical shell is closed at the ends by two third hemispherical shells, the outer at the ends of two outer hemispherical shells, the shells are placed so that the outer and inner the shells are spatially spaced, equidistantly located, the middle shell is located in the cavity between these shells so that the middle surface dividing the middle shell in half in thickness covers the middle surface of the inner shell and touches the middle surfaces of the inner and outer shells in diametrically opposite places, the second shell is located in the cavity between the inner and middle shells so that its median surface touches the median surfaces of the inner and middle shells check at the point of tangency, a third casing is located in the cavity between the middle and outer sheaths in such a manner that its median surface touches the middle surfaces middle and outer shells at their point of tangency.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана многослойная емкость в сборе - главный вид и вид сверху.Figure 1 shows the multilayer container assembly - the main view and a top view.

На фиг.2 показано поперечное сечение цилиндрической части многослойной емкости.Figure 2 shows a cross section of a cylindrical part of a multilayer container.

На фиг.3 показано поперечное сечение многослойной емкости - вид на внутреннюю полость многослойной полусферической оболочки.Figure 3 shows a cross section of a multilayer container - a view of the inner cavity of the multilayer hemispherical shell.

На фиг.4 показано продольное сечение многослойной емкости.Figure 4 shows a longitudinal section of a multilayer container.

Предлагаемый способ сборки многослойной емкости осуществляется следующим образом. Внутренняя 1, вторая 2 и средняя 3 полуцилиндрические оболочки соединены между собой в месте их касания. К торцам этих оболочек присоединяют половины соединенных между собой внутренней 4, второй 5 и средней 6 полусферических оболочек. К внутренней полуцилиндрической оболочке 1 присоединяют далее ответную внутреннею полуцилиндрическую оболочку 7, к торцам которой и торцам двух половин внутренней полусферической оболочки 4 присоединяют две ответные половины внутренней полусферической оболочки 8. Ко второй полуцилиндрической оболочке 2 присоединяют ответную вторую полуцилиндрическую оболочку 9, к торцам которой и торцам двух половин второй полусферической оболочки 5 присоединяют две ответные половины второй полусферической оболочки 10. Ответную среднюю полуцилиндрическую оболочку 11, которая выполнена совместно с третьей 12 и внешней 13 полуцилиндрическими оболочками и соединенную с ними в месте их касания, присоединяют далее к средней полуцилиндрической оболочке 3. К торцам ответной средней полуцилиндрической оболочки 11 и торцам двух половин средней полусферической оболочки 6 присоединяют две ответные половины средней полусферической оболочки 14, которые выполнены совместно с половинами третьей 15 и внешней 16 полусферических оболочек и соединены с ними в месте касания. К третьей полуцилиндрической оболочке 12 присоединяют ответную третью полуцилиндрическую оболочку 17, к торцам которой и торцам двух половин третьей полусферической оболочки 15 присоединяют две ответные половины третьей полусферической оболочки 18. К внешней полуцилиндрической оболочке 13 присоединяют далее ответную внешнюю полуцилиндрической оболочку 19, к торцам которой и торцам двух половин внешней полусферической оболочки 16 присоединяют две ответные половины внешней полусферической оболочки 20.The proposed method of assembling a multilayer container is as follows. The inner 1, second 2 and middle 3 semi-cylindrical shells are interconnected at the point of contact. Half of interconnected inner 4, second 5 and middle 6 hemispherical shells are connected to the ends of these shells. Further, the reciprocal inner semicylindrical shell 7 is connected to the inner semicylindrical shell 1, to the ends of which and the ends of the two halves of the inner hemispherical shell 4 are connected the two mating halves of the inner hemispherical shell 8. To the second semicylindrical shell 2 are connected the response second half-cylindrical shell 9, to the ends of which and the ends of two halves of the second hemispherical shell 5 attach two mating halves of the second hemispherical shell 10. The response middle half-cylinder the shell 11, which is made in conjunction with the third 12 and outer 13 semi-cylindrical shells and connected with them at the place of their contact, is then attached to the middle half-cylindrical shell 3. To the ends of the mating middle half-cylindrical shell 11 and the ends of the two halves of the middle hemispherical shell 6 are attached two half of the middle hemispherical shell 14, which are made in conjunction with the halves of the third 15 and outer 16 hemispherical shells and connected to them at the point of contact. A third third semicylindrical shell 17 is attached to the third semicylindrical shell 12, to the ends of which and to the ends of the two halves of the third hemispherical shell 15 are connected two mating halves of the third hemispherical shell 18. To the outer semicylindrical shell 13 are further connected the response outer semicylindrical shell 19, to the ends of which and the ends two halves of the outer hemispherical shell 16 are attached two mating halves of the outer hemispherical shell 20.

Предлагаемый способ сборки многослойной емкости и сама многослойная емкость представляют собой реализацию конкретного математического принципа, поэтому он технологичен, что позволяет свести к минимуму затраты на реализацию данного технического решения. При этом торцы многослойных цилиндрических оболочек могут быть замкнуты половинами многослойных либо эллиптической, либо торовой оболочек, что не меняет сущности предлагаемого способа и полученного в результате его осуществления устройства. Предлагаемый способ позволит значительно расширить сферу применения многослойных емкостей.The proposed method for assembling a multilayer container and the multilayer container itself is an implementation of a specific mathematical principle, therefore it is technologically advanced, which minimizes the cost of implementing this technical solution. In this case, the ends of the multilayer cylindrical shells can be closed by halves of the multilayer either elliptical or torus shells, which does not change the essence of the proposed method and the resulting device. The proposed method will significantly expand the scope of multilayer containers.

Claims

1. The method of assembling a multilayer container, namely, that the cylindrical shell at the ends is closed with two hemispherical shells, characterized in that the cylindrical shell and the hemispherical shells closing it at the ends are multilayer, each consisting of an inner, second, middle, third and outer, respectively cylindrical and hemispherical shells, each of which is divided into two equal parts, which are then collected in the following sequence: to the ends of the interconnected inner, the second and middle semi-cylindrical shells connect the halves of the interconnected inner, second and middle hemispherical shells, to the inner half-cylindrical shell connected to the second and middle half-cylindrical shells, then attach the response inner half-cylindrical shell, to the ends of which and the ends of the two halves of the inner hemispherical shells, each connected halves of the second and middle hemispherical shells, attach two mating halves of the inner hemispherical shells, to the second semi-cylindrical shell connected to the second half-cylindrical shell connected to the inner and middle half-cylindrical shells, then the second half-cylindrical shell is connected to the ends of which and the ends of the two halves of the second hemispherical shells, each connected to the halves of the inner and middle hemispherical shells, two mating halves of the second hemispherical shells are connected to connected to the inner and second half-cylindrical shells, the middle half-cylindrical shell is then connected to the response middle a half-cylindrical shell, connected to the third and outer half-cylindrical shells, to the ends of the mating middle half-cylindrical shell and the ends of the two halves of the middle hemispherical shells, each connected with half of the inner and second hemispherical shells, are connected two half of the middle hemispherical shells, each of which is connected with half the third and outer hemispherical shells at the place of their contact, to the third semicylindrical shell connected to the mating medium and externally with semi-cylindrical shells at the place of their contact, then attach the response third semi-cylindrical shell, to the ends of which and the ends of the two halves of the third hemispherical shell, each connected with the response half of the middle and half of the outer hemispherical shells at the point of contact, connect the two response halves of the third hemispherical shell, the outer half-cylindrical shell connected to the mating middle and third half-cylindrical shells, then connect the response outer half-cylinder kuyu sheath, the ends of which the outer ends of the two halves of a hemispherical shell, each connected with a reciprocal half middle and third hemispherical half shells, are attached two reciprocal half hemispherical outer shell.

2. The device is a multilayer container, consisting of a cylindrical shell closed at the ends by two hemispherical shells, characterized in that the cylindrical shell and the hemispherical shells closing it at the ends are made multilayer, each consisting of an inner, second, middle, third and outer respectively cylindrical and hemispherical shells, each of the individual shells that make up the multilayer cylindrical and two multilayer hemispherical shells consists of two equal parts, while the inner cylindrical shell is closed at the ends by two inner hemispherical shells, the second cylindrical shell is closed at the ends by two second hemispherical shells, the middle cylindrical shell is closed at the ends by two middle hemispherical shells, the third cylindrical shell is closed at the ends by two third hemispherical shells, the outer cylindrical shell two outer hemispherical shells, the shells are placed so that the outer and inner shell the glasses are spatially spaced, equidistantly located, the middle shell is placed in the cavity between these shells so that the middle surface dividing the middle shell in half in thickness covers the middle surface of the inner shell and touches the middle surfaces of the inner and outer shells in diametrically opposite places, the second shell is located in the cavity between inner and middle shells so that its median surface touches the median surfaces of the inner and middle shells in m ste their tangency, a third casing is located in the cavity between the middle and outer sheaths in such a manner that its median surface touches the middle surfaces middle and outer shells at their point of tangency.