RU2564479C2 - High pressure casing from composite materials - Google Patents
High pressure casing from composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564479C2 RU2564479C2 RU2014101089/06A RU2014101089A RU2564479C2 RU 2564479 C2 RU2564479 C2 RU 2564479C2 RU 2014101089/06 A RU2014101089/06 A RU 2014101089/06A RU 2014101089 A RU2014101089 A RU 2014101089A RU 2564479 C2 RU2564479 C2 RU 2564479C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- layers
- protective coating
- composite materials
- tape
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к корпусам для высокого давления из композиционных материалов, используемых, в частности, в двигательных установках, а также может быть использовано во всех конструкциях машиностроительных и химических отраслей с корпусами для газовых и жидких сред.The invention relates to housings for high pressure from composite materials used, in particular, in propulsion systems, and can also be used in all structures of engineering and chemical industries with housings for gas and liquid media.
Известна армированная оболочка для высокого внутреннего давления из слоистого композиционного материала, содержащая силовой каркас с цилиндрическим участком, торцевыми выпуклыми днищами с фланцами, образованный комбинацией групп слоев спиральных и кольцевых лент, облицованный внутренним защитным покрытием (патент RU 2205328 С1, МПК7 F17C 1/06, опубл. 27.05.2003 г. ).Known reinforced shell for high internal pressure from a layered composite material containing a power frame with a cylindrical section, end convex bottoms with flanges, formed by a combination of groups of layers of spiral and annular bands, lined with an internal protective coating (patent RU 2205328 C1, IPC 7 F17C 1/06 , published on May 27, 2003).
Известен корпус для высокого давления из композиционных материалов, содержащий силовую оболочку с цилиндрической частью и выпуклыми днищами, образованную комбинацией слоев соответственно перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент, облицованную изнутри защитным покрытием (патент RU 2319061 С1, МПК F17C 1/06 (2006.01) F17C 1/16 (2006.01), опубл. 10.03.2008 г.).Known housing for high pressure from composite materials containing a power shell with a cylindrical part and convex bottoms, formed by a combination of layers of respectively intersecting spiral and annular tapes, lined with a protective coating from the inside (patent RU 2319061 C1, IPC F17C 1/06 (2006.01) F17C 1 / 16 (2006.01), published on March 10, 2008).
Недостатком известных конструкций является невозможность обеспечения стабильной толщины защитного покрытия по всей поверхности и, как следствие, недостаточная надежность работоспособности конструкции.A disadvantage of the known structures is the inability to provide a stable thickness of the protective coating over the entire surface and, as a consequence, the lack of reliability of the design.
Известная конструкция корпуса для высокого давления из композиционных материалов по патенту RU 2319061 является наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).The known housing design for high pressure from composite materials according to patent RU 2319061 is the closest to the claimed technical essence and the achieved result and is selected as the closest analogue (prototype).
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности конструкции за счет обеспечения стабильности получаемых толщин защитного покрытия.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability of the structure by ensuring the stability of the resulting thickness of the protective coating.
Процесс изготовления корпусов с внутренним защитным покрытием из композиционных материалов заключается в следующем: на жесткой оправке выкладывается слой, или несколько, из листовой сырой (не вулканизированной) резины, на которую затем наматываются спиральные и кольцевые слои силовой оболочки. Намотка производится лентой, составленной из определенного количества пропитанных связующим жгутов или нитей. При этом для получения композиционного материала с высокими физико-механическими характеристиками каждый жгут и лента в целом должны наматываться со сравнительно большим натяжением.The process of manufacturing cases with an internal protective coating of composite materials is as follows: on a rigid mandrel, a layer, or several, of raw sheet (not vulcanized) rubber is laid onto which spiral and circular layers of the power shell are then wound. Winding is done with a tape made up of a certain amount of bundles or threads impregnated with a binder. Moreover, to obtain a composite material with high physical and mechanical characteristics, each bundle and tape as a whole must be wound with a relatively high tension.
При намотке ленты определенной ширины, увеличение которой ограничивается вопросами прочности и возможностями технологического оборудования, и с определенным натяжением, на оправке создается контактное давление, которое приводит к выдавливанию сырой (мягкой) резины из-под ленты в процессе намотки и «перетеканию» ее по поверхности оправки, что сказывается на получаемых толщинах защитного покрытия.When winding a tape of a certain width, the increase of which is limited by questions of strength and the capabilities of technological equipment, and with a certain tension, contact pressure is created on the mandrel, which leads to squeezing raw (soft) rubber from under the tape during winding and its "flow" over the surface mandrels, which affects the resulting thickness of the protective coating.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в снижении контактного давления на защитное покрытия в процессе намотки слоев силовой оболочки, что снижает возможность «перетекания» сырой резины по поверхности.The technical result that can be obtained by using the invention is to reduce the contact pressure on the protective coating during the winding of the layers of the power shell, which reduces the possibility of "flow" of crude rubber on the surface.
Техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что в корпусе для высокого давления из композиционных материалов, содержащем силовую оболочку с цилиндрической частью и выпуклыми днищами, образованную комбинацией слоев соответственно перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент, ориентированных в спиральном и окружном направлениях, из непрерывных однонаправленных жгутов (нитей), скрепленных полимерным связующим, с фланцами, установленными по полюсным отверстиям днищ, облицованную изнутри защитным покрытием, согласно изобретению, силовая оболочка содержит разреженный слой, расположенный по всей наружной поверхности защитного покрытия и выполненный из спиральных лент на основе материалов оболочки, с параметрами в нем по отношению к слоям оболочки в диапазоне: жгутов в ленте от 0,45 до 0,71; натяжения на ленту при намотке от 0,35 до 0,77; натяжения на жгут при намотке от 0,78 до 1,08; ширины ленты от 0,9 до 1,1, которые выбираются так, чтобы разреженный слой обладал несущей способностью при действии внутреннего давления, причем в частных случаях выполнения изобретения углы расположения лент разреженного слоя и слоев оболочки не равны, разреженный слой частично или полностью полимеризован перед намоткой слоев оболочки.The technical problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a casing for high pressure made of composite materials containing a power shell with a cylindrical part and convex bottoms, formed by a combination of layers of respectively intersecting spiral and annular bands oriented in a spiral and circumferential directions, from continuous unidirectional bundles (threads), fastened with a polymer binder, with flanges installed along the pole holes of the bottoms, lined with a protective coating from the inside, with publicly invention, the power envelope comprises a sparse layer disposed on the entire outer surface of the protective coating and formed of helical ribbons on the basis of shell material with the parameters in it relative to the shell layers in the range: tows in a tape of from 0.45 to 0.71; tape tension during winding from 0.35 to 0.77; harness tension during winding from 0.78 to 1.08; the width of the tape is from 0.9 to 1.1, which are selected so that the rarefied layer has a bearing capacity under the action of internal pressure, and in particular cases of the invention, the angles of arrangement of the tapes of the rarefied layer and the shell layers are not equal, the rarefied layer is partially or fully polymerized before winding shell layers.
Отличительными от прототипа признаками заявленного корпуса для высокого давления являются следующие:Distinctive features of the prototype features of the claimed housing for high pressure are the following:
а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:a) the signs that ensure the receipt of a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies:
- силовая оболочка содержит разреженный слой,- the power shell contains a rarefied layer,
- расположенный по всей наружной поверхности защитного покрытия и выполненный из спиральных лент на основе материалов оболочки,- located on the entire outer surface of the protective coating and made of spiral tapes based on shell materials,
- с параметрами в нем по отношению к слоям оболочки в диапазоне:- with parameters in it in relation to the layers of the shell in the range:
- жгутов в ленте от 0,45 до 0,71;- harnesses in the tape from 0.45 to 0.71;
- натяжения на ленту при намотке от 0,35 до 0,77;- tension on the tape when winding from 0.35 to 0.77;
- натяжения на жгут при намотке от 0,78 до 1,08;- tension on the tow when winding from 0.78 to 1.08;
- ширины ленты от 0,9 до 1,1;- tape widths from 0.9 to 1.1;
- которые выбираются так, чтобы разреженный слой обладал несущей способностью при действии внутреннего давления.- which are selected so that the rarefied layer has a bearing capacity under the action of internal pressure.
б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:b) signs characterizing the invention in special cases:
- углы расположения лент разреженного слоя и слоев оболочки не равны;- the angles of the ribbons of the rarefied layer and the shell layers are not equal;
- разреженный слой частично или полностью полимеризован перед намоткой слоев оболочки.- the rarefied layer is partially or fully polymerized before winding the shell layers.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле изобретения совокупность известных и отличительных признаков не известна и, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».These distinctive features, individually and collectively, are aimed at achieving the stated result and are significant. In the prior art, the totality of the known and distinctive features presented in the claims is not known and, therefore, the invention meets the criterion of "novelty."
Корпус для высокого давления, в отличие от корпуса по прототипу, позволяет получать требуемые значения толщин защитного покрытия, выполняемого из мягкого материала, за счет использования разреженного слоя, который охватывает всю поверхность покрытия и является как бы защитной скорлупой при последующей намотке слоев силовой оболочки с большим натяжением. Снижение натяжения на ленту за счет уменьшения количества жгутов, снижения натяжения на жгут позволяет провести намотку без перетекания резины по поверхности и ее прорезания.The case for high pressure, unlike the case of the prototype, allows you to obtain the required thickness values of the protective coating made of soft material through the use of a rarefied layer that covers the entire surface of the coating and is like a protective shell during subsequent winding of the layers of the power shell with a large by pulling. Reducing the tension on the tape by reducing the number of harnesses, reducing the tension on the harness allows winding without overflowing rubber on the surface and cutting it.
При этом натяжение выбираются так, чтобы разреженный слой обладал несущей способностью при действии внутреннего давления. Создание такого натяжения препятствует «сморщиванию» разреженного слоя и образованию в нем складок после обжатия слоями оболочки.In this case, the tension is chosen so that the rarefied layer has a bearing capacity under the action of internal pressure. The creation of such a tension prevents the “wrinkling” of the rarefied layer and the formation of folds in it after being compressed by the shell layers.
Усиление защитных свойств разреженного слоя по отношению к покрытию из сырой резины заявляемого корпуса дополняется частными случаями исполнения, которые за счет использования углов намотки, не равных углам намотки слоев оболочки, препятствуют продавливанию жгутов через ленту разреженного слоя, а за счет частичной или полной полимеризации создают жесткую защитную скорлупу.Strengthening the protective properties of the rarefied layer with respect to the crude rubber coating of the inventive case is supplemented by special cases of execution, which, due to the use of winding angles not equal to the winding angles of the shell layers, prevent the strands from being pressed through the rarefied tape, and due to partial or complete polymerization they create a tough protective shell.
Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by a description of a specific, but not limiting, example of implementation and the accompanying drawings.
На фиг. 1 представлен заявленный корпус для высокого давления из композиционных материалов, на фиг. 2 - вид сечения корпуса с расположением защитного покрытия, разреженного слоя и слоев силовой оболочки.In FIG. 1 shows the claimed high pressure housing made of composite materials, FIG. 2 is a sectional view of the housing with the location of the protective coating, the sparse layer and the layers of the power shell.
Корпус для высокого давления из композиционных материалов, содержащий силовую оболочку 1 с цилиндрической частью 2 и выпуклыми днищами 3 и 4, образованную комбинацией слоев 5 и 6 соответственно перекрещивающихся спиральных 7 и кольцевых 8 лент, ориентированных в спиральном и окружном направлениях, из непрерывных однонаправленных жгутов (нитей), скрепленных полимерным связующим, с фланцами 9 и 10, установленными по полюсным отверстиям днищ 3 и 4, облицованную изнутри защитным покрытием 11, содержащим разреженный слой 12.A case for high pressure from composite materials containing a power shell 1 with a
Экспериментальная проверка подтвердила получение стабильной толщины защитного покрытия по всей поверхности и, соответственно, повышенную надежность предложенной конструкции.Experimental verification confirmed the receipt of a stable thickness of the protective coating over the entire surface and, accordingly, the increased reliability of the proposed design.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101089/06A RU2564479C2 (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | High pressure casing from composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101089/06A RU2564479C2 (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | High pressure casing from composite materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014101089A RU2014101089A (en) | 2015-07-20 |
| RU2564479C2 true RU2564479C2 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=53611471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014101089/06A RU2564479C2 (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | High pressure casing from composite materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564479C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003139296A (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | Kyoritsu Kogyo Kk | Fiber reinforced pressure vessel and manufacturing method therefor |
| RU2205328C1 (en) * | 2001-09-13 | 2003-05-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Reinforced high internal pressure shell made from laminated composite material |
| RU2205325C1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-05-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | High-pressure casing made from composite material |
| RU2319061C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | High-pressure housing made of composite materials |
| JP2010270878A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure vessel structure |
-
2014
- 2014-01-14 RU RU2014101089/06A patent/RU2564479C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205325C1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-05-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | High-pressure casing made from composite material |
| RU2205328C1 (en) * | 2001-09-13 | 2003-05-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Reinforced high internal pressure shell made from laminated composite material |
| JP2003139296A (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | Kyoritsu Kogyo Kk | Fiber reinforced pressure vessel and manufacturing method therefor |
| RU2319061C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | High-pressure housing made of composite materials |
| JP2010270878A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure vessel structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014101089A (en) | 2015-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019192624A1 (en) | Nonmetallic flexible pipe and manufacturing method thereof | |
| US7781040B2 (en) | Flexible composite tubular assembly with high insulation properties and method for making same | |
| US5814386A (en) | Composite shell formed as a body of rotation, and method and mandrel for making same | |
| JP6241450B2 (en) | Tank manufacturing method | |
| US3483896A (en) | Composite reinforced plastic pipe | |
| CA2755289C (en) | Metal cord reinforced flexible pipe | |
| US10619767B2 (en) | Tubular pipe with a composite holding strip | |
| US20090243174A1 (en) | Composite springs and methods of manufacture | |
| JP2008143029A (en) | Manufacturing method of molded body, molded body and tank | |
| DE102018112438B4 (en) | Pressure-tight container | |
| RU2564479C2 (en) | High pressure casing from composite materials | |
| CN109964068A (en) | Pressure vessel | |
| JP6614225B2 (en) | Tank manufacturing method and tank | |
| RU2441798C1 (en) | Housing for the external pressure made of composite materials | |
| RU2514980C1 (en) | Reinforced shell of laminar composite for inner pressure | |
| JP2010223243A (en) | Device and method of manufacturing fiber reinforced plastics tank | |
| JP5730718B2 (en) | Manufacturing method of high-pressure gas tank | |
| RU2808014C2 (en) | Method for manufacturing curved pipe from composite materials, mandrel and slipway for implementing this method and curved pipe from composite materials | |
| US1566512A (en) | Laminated cohesive intebwottnd bttbbeb tube and method of making the | |
| JP5512439B2 (en) | Flat wire and manufacturing method thereof | |
| JP2010058398A (en) | Method for producing hydraulic hose, hydraulic hose, and strip member for forming spiral reinforcing layer | |
| 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 | |
| WO2013094079A1 (en) | Flat wire and method for producing same | |
| RU158062U1 (en) | COATING OF THE INTERNAL SURFACE OF THE PIPELINE | |
| RU81121U1 (en) | FRAME FOR PRODUCING PIPES FROM fiberglass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HC9A | Changing information about author(s) |