RU2737488C2 - Вентилируемый вкладыш для выступа сосуда под давлением - Google Patents

Вентилируемый вкладыш для выступа сосуда под давлением Download PDF

Info

Publication number
RU2737488C2
RU2737488C2 RU2018136201A RU2018136201A RU2737488C2 RU 2737488 C2 RU2737488 C2 RU 2737488C2 RU 2018136201 A RU2018136201 A RU 2018136201A RU 2018136201 A RU2018136201 A RU 2018136201A RU 2737488 C2 RU2737488 C2 RU 2737488C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liner
protrusion
longitudinal axis
shell
pressure vessel
Prior art date
Application number
RU2018136201A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018136201A (ru
RU2018136201A3 (ru
Inventor
Брайан ЙЕГГИ
Дуан В. БАЙЕРЛИ
Original Assignee
Хексагон Текнолоджи Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хексагон Текнолоджи Ас filed Critical Хексагон Текнолоджи Ас
Publication of RU2018136201A publication Critical patent/RU2018136201A/ru
Publication of RU2018136201A3 publication Critical patent/RU2018136201A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2737488C2 publication Critical patent/RU2737488C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • B29C45/14344—Moulding in or through a hole in the article, e.g. outsert moulding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/14—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of aluminium; constructed of non-magnetic steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • B29C45/14344—Moulding in or through a hole in the article, e.g. outsert moulding
    • B29C2045/1436—Moulding in or through a hole in the article, e.g. outsert moulding coating hollow articles having holes passing through the wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • B29C45/14344—Moulding in or through a hole in the article, e.g. outsert moulding
    • B29C2045/14368—Moulding in or through a hole in the article, e.g. outsert moulding holes with means for anchoring the injected material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B29K2023/0608—PE, i.e. polyethylene characterised by its density
    • B29K2023/065—HDPE, i.e. high density polyethylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0646—Aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305—Bosses, e.g. boss collars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2154—Winding
    • F17C2209/2163—Winding with a mandrel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/011—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/011—Improving strength
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/037—Handling leaked fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к хранению газов. Вентилируемый вкладыш выполнен с возможностью размещения между выступом и оболочкой сосуда под давлением. Выступ включает в себя сквозное отверстие, имеющее продольную ось. Кольцевой корпус включает в себя внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью контактирования и прилегания к выступу, и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке. Корпус имеет противоположные первый и второй концы относительно продольной оси. Горловина расположена рядом с первым концом, а фланец рядом со вторым концом, причем фланец проходит от продольной оси относительно горловины. Газопроницаемый элемент обеспечен на внутренней поверхности и проходит от первого конца до второго конца. Также заявлены сосуд, содержащий устройство и способ изготовления сосуда. Техническим результатом является предотвращение скапливания газа между лейнером и оболочкой сосуда. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Сосуды под давлением широко используются для хранения множества текучих сред под давлением, например, водорода, кислорода, природного газа, азота, пропана, метана и других видов топлива. В общем сосуды под давлением могут иметь любой размер или конфигурацию. Сосуды могут быть тяжелыми или легкими, одноразовыми (например, разового использования), многоразовыми, рассчитанными на высокое давление (например, более 50 фунтов на квадратный дюйм), низкое давление (например, менее 50 фунтов на квадратный дюйм) или могут использоваться для хранения текучих сред при повышенных или криогенных температурах.
[0002] Подходящие материалы оболочки сосуда высокого давления включают в себя металлы, например, сталь; или композитные материалы, которые могут включать в себя ламинированные слои из намотанных стекловолоконных нитей или других синтетических нитей, соединенных с помощью термореактивной или термопластичной смолы. Волокно может представлять собой стекловолокно, арамидное волокно, углеродное волокно, графитовое волокно или любой другой общеизвестный волокнистый армирующий материал. Используемый смолистый материал может представлять собой эпоксидную смолу, полиэфирную смолу, винилэфирную смолу, термопластичную смолу или любой другой подходящий смолистый материал, выполненный с возможностью обеспечения соединения волокон, соединения волоконных слоев и устойчивости к разрыву, требуемой в конкретной области использования сосуда. Композитная конструкция сосудов обеспечивает многочисленные преимущества, в том числе небольшой вес и устойчивость к коррозии, усталостному и катастрофическому разрушению. Эти свойства по меньшей мере частично обусловлены высокой удельной прочностью армирующих волокон или нитей.
[0003] Внутри композитной оболочки часто обеспечена полимерная или другая неметаллическая эластичная футеровка (лейнер) или камера для герметизации сосуда и предотвращения контакта находящихся внутри текучих сред с композитным материалом. Футеровка может быть изготовлена путем формования прессованием, выдувного формования, литьевого формования или любой другой общеизвестной технологии. Альтернативно футеровка может быть выполнена из других материалов, включая сталь, алюминий, никель, титан, платину, золото, серебро, нержавеющую сталь и любые их сплавы. Такие материалы в общем могут быть охарактеризованы как имеющие высокий модуль упругости. В одном варианте выполнения футеровка 20 выполнена из полиэтилена высокой плотности (HDPE) путем выдувного формования.
[0004] Фиг. 1 иллюстрирует вытянутый сосуд 10 высокого давления, такой как раскрыт в патенте США № 5,476,189 под названием «Pressure vessel with damage mitigating system», который настоящим включен сюда путем ссылки. Сосуд 10 имеет основной участок 12 корпуса и по существу полусферические или куполообразные концевые участки 14. На одном или обоих концах сосуда 10 обеспечен выступ 16, обычно выполненный из алюминия, обеспечивающий отверстие для сообщения с внутренней областью сосуда 10. Как показано на Фиг. 2, сосуд 10 образован из внутренней полимерной футеровки (лейнер) 20, покрытой внешней композитной оболочкой 18. Композитная оболочка 18 воспринимает конструктивные нагрузки на сосуд 10.
[0005] Фиг. 2 иллюстрирует частичный вид в разрезе, взятом вдоль линии 2-2, показанной на Фиг. 1, типичного концевого участка 14, включающего в себя выступ 16, такой как раскрыт в патенте США № 5,429,845 под названием «Boss for a filament wound pressure vessel», который настоящим включен сюда путем ссылки. Выступ 16 обычно имеет горловину 22, отверстие 26, обеспечивающее сообщение по текучей среде с внутренней областью сосуда 10, и кольцевой фланец 24, продолжающийся в радиальном направлении от отверстия 26. Выступ 16 установлен на внешней оболочке 18 и футеровке 20, так что отверстие 26 продолжается между внутренней и наружной областями сосуда 10 под давлением. Обычно оболочка 18 прилегает к горловине 22. Как правило, фланец 24 расположен между участками футеровки 20 и/или зажат между футеровкой 20 и оболочкой 18. В некоторых вариантах выполнения фланец 24 может включать в себя по меньшей мере один кольцевой паз 32, выполненный с возможностью приема соответствующего кольцевого выступа (выступов) 34 на футеровке 20. Такая конструкция закрепляет выступ 16 на сосуде 10 и обеспечивает уплотнение поверхностях сопряжения между выступом 16, оболочкой 18 и футеровкой 20.
[0006] Способ изготовления сосуда 10 под давлением включает в себя этапы, на которых устанавливают выступ на оправке и подают текучий полимерный материал для футеровки 20 вокруг фланца 24 и в паз 32 выступа 16. Затем материал футеровки затвердевает, тем самым образуя участки футеровки 20, смежные с фланцем 24 и выступом 34, принятым в пазу 32. Таким образом, футеровка 20 механически соединяется со выступом 16. Соответственно, даже в условиях сверхвысокого давления предотвращается отделение футеровки 20 от выступа 16.
[0007] В примерном варианте выполнения внешняя оболочка 18 образована из намотанных волокон и окружает футеровку 20 и по меньшей мере участок фланца 24 выступа 16. В примерном способе головку для выдачи волокон перемещают таким образом, чтобы волокно наматывалось на футеровку 20 по заданной схеме. Если сосуд 10 имеет цилиндрическую форму, а не сферическую, намотка волокна обычно осуществляется по существу как по продольной (спиральной), так и по окружной (кольцевой) схеме намотки. Процесс намотки определяется несколькими факторами, например, содержанием смолы, конфигурацией волокон, натяжением намотки и схемой намотки относительно оси футеровки 20. Подробная информация, касающаяся изготовления примерного сосуда под давлением, раскрыта в патенте США № 4,838,971 под названием «Filament Winding Process and Apparatus», который настоящим включен сюда путем ссылки.
[0008] Хотя футеровка 20 обеспечивает газонепроницаемость в обычных рабочих условиях, для конструкции сосуда 10 под давлением такого типа характерно явление, при котором газ проникает в футеровку 20 при увеличении давления в сосуде 10. При сбросе давления в сосуде 10 газ высвобождается из футеровки 20, и в некоторых случаях проникает в пространство между футеровкой 20 и оболочкой 18. В связи с этим может образовываться газовый карман, в результате чего футеровка 20 немного выпирает внутрь и, вероятно, растягивается. Кроме того, газ на поверхности сопряжения между футеровкой 20 и оболочкой 18 может способствовать нежелательному отделению футеровки 20 и оболочки 18. Дополнительно, при повторной подаче давления газ, захваченный между футеровкой 20 и оболочкой 18, может резко вытесняться через микротрещины в оболочке 18, которые образуются при высоком давлении. Относительно резкое вытеснение газа может приводить к срабатыванию датчиков утечки, хотя фактически в сосуде 10 под давлением отсутствует постоянная утечка.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] В соответствии с одним аспектом устройство выполнено с возможностью размещения между выступом и оболочкой сосуда под давлением. Выступ включает в себя сквозное отверстие, и отверстие имеет продольную ось. Устройство включает в себя кольцевой корпус и газопроницаемый элемент. Кольцевой корпус включает в себя внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к выступу , и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке. Кольцевой корпус имеет противоположные первый и второй концы относительно продольной оси. Газопроницаемый элемент обеспечен на внутренней поверхности и продолжается по меньшей мере от первого конца до второго конца.
[0010] В соответствии с другим аспектом сосуд под давлением включает в себя оболочку, выступ и устройство, расположенное между выступом и оболочкой. Выступ включает в себя сквозное отверстие, и отверстие имеет продольную ось. Устройство включает в себя кольцевой корпус и газопроницаемый элемент. Кольцевой корпус включает в себя внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к выступу , и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке. Кольцевой корпус имеет противоположные первый и второй концы относительно продольной оси. Газопроницаемый элемент обеспечен на внутренней поверхности и продолжается от первого конца до второго конца.
[0011] В соответствии с другим аспектом способ изготовления сосуда под давлением включает в себя этап, на котором устанавливают выступ на оправке. Выступ имеет горловину, причем горловина имеет отверстие с продольной осью. Выступ имеет фланец, который продолжается наружу в радиальном направлении от отверстия. Способ включает в себя этап, на котором размещают кольцевой вкладыш вокруг горловины выступа. Вкладыш включает в себя противоположные первый и второй концы относительно продольной оси. Способ включает в себя этап, на котором образуют футеровку (лейнер) сосуда под давлением на по меньшей мере участке фланца. Внешнюю оболочку образуют так, чтобы она окружала футеровку, фланец и вкладыш. Способ выполняют таким образом, чтобы газопроницаемый элемент продолжался по меньшей мере от первого конца до второго конца.
[0012] Настоящее изобретение в различных сочетаниях в форме устройства или способа также может быть охарактеризовано следующими пунктами:
1. Устройство, выполненное с возможностью размещения между выступом и оболочкой сосуда под давлением, причем выступ включает в себя сквозное отверстие, и отверстие имеет продольную ось, причем устройство включает в себя:
кольцевой корпус, включающий в себя внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к выступу , и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке, причем кольцевой корпус имеет противоположные первый и второй концы относительно продольной оси; и
газопроницаемый элемент, обеспеченный на внутренней поверхности и продолжающийся по меньшей мере от первого конца до второго конца.
2. Устройство по пункту 1, в котором газопроницаемый элемент включает в себя множество каналов.
3. Устройство по пункту 2, в котором по меньшей мере один из множества каналов по существу выровнен с продольной осью.
4. Устройство по любому из пунктов 2-3, в котором по меньшей мере часть из множества каналов по существу равномерно разнесена по окружности вокруг внутренней поверхности.
5. Устройство по любому из пунктов 2-4, в котором по меньшей мере один из множества каналов имеет по существу прямоугольный профиль поперечного сечения.
6. Устройство по любому из пунктов 1-5, в котором кольцевой корпус включает в себя горловину и фланец, который продолжается в радиальном направлении от горловины.
7. Сосуд под давлением, включающий в себя:
оболочку;
выступ, включающий в себя сквозное отверстие, причем отверстие имеет продольную ось;
устройство, расположенное между выступом и оболочкой, причем устройство включает в себя:
кольцевой корпус, включающий в себя внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к выступу , и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке, причем кольцевой корпус имеет противоположные первый и второй концы относительно продольной оси; и
газопроницаемый элемент, обеспеченный на внутренней поверхности и продолжающийся по меньшей мере от первого конца до второго конца.
8. Сосуд под давлением по пункту 7, причем сосуд под давлением включает в себя футеровку, расположенную внутри оболочки для образования поверхности сопряжения между футеровкой и оболочкой, и газопроницаемый элемент находится в сообщении по текучей среде с поверхностью сопряжения на первом конце и с внешней областью сосуда на втором конце.
9. Сосуд под давлением по любому из пунктов 7-8, в котором газопроницаемый элемент включает в себя множество каналов.
10. Сосуд под давлением по пункту 9, в котором по меньшей мере один из множества каналов по существу выровнен с продольной осью.
11. Сосуд под давлением по любому из пунктов 9-10, в котором по меньшей мере часть из множества каналов по существу равномерно разнесена по окружности вокруг внутренней поверхности.
12. Сосуд под давлением по любому из пунктов 7-11, в котором кольцевой корпус включает в себя горловину и фланец, который продолжается в радиальном направлении от горловины.
13. Способ изготовления сосуда под давлением, включающий в себя этапы, на которых:
устанавливают выступ на оправке, причем выступ имеет горловину, горловина имеет отверстие с продольной осью, и выступ имеет фланец, продолжающийся наружу в радиальном направлении от отверстия;
размещают кольцевой вкладыш вокруг горловины выступа, причем вкладыш включает в себя противоположные первый и второй концы относительно продольной оси;
образуют футеровку сосуда под давлением на по меньшей мере участке фланца; и
образуют внешнюю оболочку, окружающую футеровку, фланец и вкладыш;
причем газопроницаемый элемент продолжается по меньшей мере от первого конца до второго конца.
14. Способ по пункту 13, в котором размещение кольцевого вкладыша вокруг горловины выступа выполняют до образования футеровки.
15. Способ по любому из пунктов 13-14, в котором размещение кольцевого вкладыша вокруг горловины выступа выполняют после образования футеровки.
16. Способ по любому из пунктов 13-15, в котором образование футеровки включает в себя размещение неметаллического материала вокруг оправки и по меньшей мере участка фланца.
17. Способ по любому из пунктов 13-16, дополнительно включающий в себя этап, на котором размещают газопроницаемый элемент на футеровке перед размещением кольцевого вкладыша вокруг горловины выступа.
[0013] Данный раздел обеспечен для упрощенного введения понятий, которые дополнительно описаны ниже в Подробном описании. Данный раздел не предназначен для определения ключевых признаков или существенных признаков раскрытого или заявленного изобретения и не предназначен для описания каждого раскрытого варианта выполнения или каждой реализации раскрытого или заявленного изобретения. В частности, признаки, раскрытые в отношении одного варианта выполнения, могут быть в равной степени применимы к другим вариантам выполнения. Кроме того, данный раздел не предназначен для использования при определении объема заявленного изобретения. Многие другие новые преимущества, признаки и соотношения станут очевидными при ознакомлении с описанием. Нижеследующие чертежи и описание более конкретно раскрывают иллюстративные варианты выполнения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] Раскрытое изобретение будет дополнительно объяснено со ссылкой на приложенные чертежи, на которых одинаковые структурные или системные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями на разных видах. Все описания относятся к описанным элементам, а также к аналогичным элементам, обозначенным теми же ссылочными позициями.
[0015] Фиг. 1 представляет собой вид сбоку обычного сосуда под давлением.
[0016] Фиг. 2 представляет собой частичный вид в разрезе одного конца сосуда под давлением, показанного на Фиг. 1, взятом вдоль линии 2-2, показанной на Фиг. 1, и иллюстрирует обычный выступ и футеровку.
[0017] Фиг. 3 представляет собой разобранный вид в радиальном разрезе выступа и примерного вентилируемого вкладыша в соответствии с настоящим изобретением.
[0018] Фиг. 4 представляет собой вид в радиальном разрезе примерного узла вентилируемого вкладыша и выступа, показанных на Фиг. 3.
[0019] Фиг. 5 представляет собой частичный вид в перспективе в радиальном разрезе концевого участка сосуда под давлением, содержащего примерный узел, показанный на Фиг. 4, расположенный по меньшей мере частично внутри оболочки сосуда под давлением, и имеющий футеровку сосуда под давлением, образованную на нем.
[0020] Фиг. 6 представляет собой частичный вид в радиальном разрезе концевого участка, показанного на Фиг. 5, иллюстрирующий путь выпуска газа из увеличенного газового кармана.
[0021] Фиг. 7 представляет собой вид в радиальном разрезе второго примерного варианта выполнения вентилируемого вкладыша.
[0022] Фиг. 8 представляет собой частичный вид в радиальном разрезе концевого участка сосуда под давлением, включающего в себя третий примерный вариант выполнения вентилируемого вкладыша, иллюстрирующий путь выпуска газа из увеличенного газового кармана.
[0023] Хотя на вышеописанных фигурах показаны один или более вариантов выполнения раскрытого изобретения, также предусмотрены другие варианты выполнения, изложенные в описании. Во всех случаях описание представляет раскрытое изобретение путем иллюстрации, а не ограничения. Следует понимать, что специалистами в данной области техники может быть разработано множество других модификаций и вариантов выполнения, которые находятся в пределах объема принципов настоящего изобретения.
[0024] Фигуры могут быть изображены не в масштабе. В частности, некоторые элементы могут быть увеличены по сравнению с другими элементами в целях наглядности. Кроме того, при использовании выражений, таких как выше, ниже, над, под, верхний, нижний, боковой, правый, левый и т.д., следует понимать, что они используются только для облегчения понимания описания. Предполагается, что конструкции могут быть ориентированы иным образом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0025] Настоящее изобретение раскрывает конструкцию для выпуска текучей среды, используемую в сосуде под давлением, которая предотвращает отделение футеровки (лейнера) от оболочки под давлением. Раскрытое устройство обеспечивает выпуск газа, захваченного между футеровкой и оболочкой. В соответствии с одним аспектом настоящее изобретение относится к вкладышу 28, выполненному в форме втулки в примерном варианте выполнения, который расположен на участках выступа 16 сосуда 10 под давлением. Вкладыш 28 имеет элементы, обеспечивающие выпуск газа, который скапливается между футеровкой (лейнером) 20 и оболочкой 18, в атмосферу снаружи сосуда 10 под давлением. Например, как показано на Фиг. 3 и 6, каналы 30 на вкладыше 28 обеспечивают пути, по которым газ может выходить с поверхности 56 сопряжения между оболочкой 18 и футеровкой 20 в окружающую среду снаружи сосуда 10 под давлением. Таким образом, вероятность повреждения футеровки 20 и нежелательного выпуска через оболочку 18 может быть снижена или полностью исключена.
[0026] Фиг. 3 показывает примерные варианты выполнения выступа 16 и кольцевого вкладыша 28. Выступ 16 включает в себя горловину 22, имеющую канал или отверстие 26, которое обеспечивает сообщение по текучей среде между внутренней областью I сосуда 10' под давлением и средой E снаружи сосуда 10' под давлением (смотри Фиг. 5). Отверстие 26 имеет продольную ось 36. Выступ 16 обычно имеет кольцевой фланец 24, продолжающийся наружу в радиальном направлении от отверстия 26 и выполненный с возможностью крепления к футеровке 20. В примерном варианте выполнения фланец 24 имеет кольцевой паз 32 для приема комплементарного кольцевого выступа 34 в футеровке 20, как показано на Фиг. 5. На фигуре показаны механические замки (т.е. элементы, которые не могут разделяться за счет своей конструкции), однако предполагается, что могут быть использованы другие способы механического, фрикционного или химического (например, путем использования адгезивов) крепления футеровки 20 к выступу 16. Следует отметить, что в примерном варианте выполнения участок 35 футеровки 20 проходит по внешней поверхности фланца 24, способствуя соединению футеровки 20 и выступа 16.
[0027] В примерном варианте выполнения вкладыш 28 имеет в общем кольцевой корпус. В этом описании выражение «кольцевой» не означает строго кольцеобразную форму, а более широко описывает корпус, который имеет сквозной проход 40 между противоположными концами 42 и 44. Корпус может иметь в общем радиально симметричную форму относительно продольной оси 36. Корпус может соответствовать контурам нижележащего выступа 16 и/или футеровки 20. В проиллюстрированных вариантах выполнения на (т.е. на, в или смежно с) внутренней поверхности 38 обеспечен газопроницаемый элемент в виде одного или более каналов (например, внутренних вентиляционных каналов 30), расположенных на вкладыше 28 или проходящих через него для соединения по текучей среде поверхности 56 сопряжения между оболочкой 20 и футеровкой 18 с окружающей средой снаружи сосуда 10' через вентиляционный путь 54, показанный в примерных вариантах выполнения на Фиг. 6 и 8. Таким образом, вкладыш 28 предотвращает задержку текучей среды, прошедшей через футеровку 20 на поверхность 56 сопряжения. Вкладыш 28 может быть выполнен из металлического или неметаллического материала. Для металлического материала, такого как, например, алюминий или сталь, особенно подходит изготовление вкладыша 28 путем механической обработки. Для неметаллического материала, такого как, например, полимерный или композитный материал, особенно подходит изготовление вкладыша 28 путем литьевого формования. Однако также могут быть использованы другие известные способы изготовления деталей.
[0028] В примерном варианте выполнения вкладыш 28 выполнен в виде втулки, имеющей горловину 29 и фланец 31, который продолжается наружу в радиальном направлении от горловины 29. Хотя показана только половина вкладыша 28, следует понимать, что другая половина может представлять собой зеркальное отображение проиллюстрированной половины. Криволинейная внутренняя поверхность 38 вкладыша 28 образует отверстие 40 и включает в себя вентиляционные каналы 30, которые продолжаются от конца 42 фланца 31 до конца 44 горловины 29. В примерном варианте выполнения газопроницаемый элемент включает в себя каналы 30, которые равномерно разнесены по периферии отверстия 40, имеют по существу прямоугольный профиль поперечного сечения и образуют по существу прямолинейные пути (например, по существу выровнены с продольной осью 36) на криволинейной внутренней поверхности 38 между концом 42 и концом 44. Однако также предусмотрены другие газопроницаемые элементы, включающие в себя другие канальные конфигурации, вентиляционные конструкции или механизмы. Например, внутренняя поверхность 38 может включать в себя большее или меньшее количество каналов и/или каналы разной глубины, ширины или формы (например, криволинейные каналы и/или каналы, имеющие в общем полусферическую, эллиптическую или скругленную форму поперечного сечения). Кроме того, внутренняя поверхность 38 может быть по меньшей мере частично выполнена из газопроницаемого материала или покрыта им и/или может включать в себя приподнятые участки или выпуклости, между которыми может протекать газ от конца 42 до конца 44. В других вариантах выполнения газопроницаемый элемент может включать в себя слой газопроницаемого материала, обеспеченный на внутренней поверхности 38 и/или между внутренней поверхностью 38 и внешней поверхностью выступа 16.
[0029] В еще одном варианте выполнения газопроницаемый элемент может включать в себя продольные вентиляционные каналы, обеспеченные на внешней поверхности футеровки 20 и/или выступа 16, такие как продольные вентиляционные каналы, описанные в публикации заявки на патент США № US 2012/0048865 под названием «Pressure Vessel Longitudinal Vents», которая настоящим включена сюда путем ссылки во всей своей полноте. В случае, когда газопроницаемый элемент представляет собой продольный вентиляционный канал, полоса элемента, образующего вентиляционный канал, наносится на внешнюю поверхность футеровки 20. Подходящие элементы, образующие вентиляционные каналы, включают в себя, например, проволоку; пряди стекловолокна; ленту из стекловолокна редкого плетения; полиэтилен; нейлоновую ткань; или сложенную или развернутую полосу другой ткани или пленки. В примерном варианте выполнения вкладыш 28 обеспечен на элементе, образующем вентиляционный канал, и покрывает его, так что газопроницаемый элемент находится на (т.е. смежно с) внутренней поверхности 38 вкладыша 28. В случае, когда элемент, образующий вентиляционный канал, представляет собой ткань, которая обладает «впитывающими» свойствами (например, стеклоткань), вкладыш 28 защищает газопроницаемые элементы от проникновения смолы во время последовательного образования композитной оболочки 18 путем нанесения смолы и нитей. Таким образом, вкладыш 28 предотвращает засорение пор газопроницаемого элемента. Газопроницаемый элемент может включать в себя любой из или сочетание каналов и газопроницаемых материалов в, на или смежно с внутренней поверхностью 38 вкладыша 28. Кроме того, газопроницаемый элемент может продолжаться за пределы конца 42 или 44 вкладыша 28.
[0030] В некоторых вариантах выполнения вкладыш 28 может быть не полностью кольцевым, а вместо этого может быть установлен на один или более участков окружности горловины 22, не охватывая всю горловину 22. В некоторых вариантах выполнения вкладыш 28 может быть длиннее, чем проиллюстрировано, так что конец 42 продолжается за пределы фланца 24 выступа 16. В таких случаях вкладыш 28 может быть установлен вокруг выступа 16 и участка футеровки 20 после образования футеровки 20 на выступе 16. Вкладыш 28 может продолжаться за пределы куполообразного концевого участка 14 сосуда 10 под давлением до основного участка 12 корпуса. Кроме того, конец 42 может сужаться по толщине. Механизм вентиляции может зависеть от требуемого применения при условии, что вкладыш 28 обеспечивает путь потока газа с по меньшей мере участка поверхности 56 сопряжения между футеровкой 20 и оболочкой 18 в окружающую среду E снаружи сосуда 10' под давлением.
[0031] Как показано на Фиг. 4, узел 48 включает в себя вкладыш 28 и выступ 16. Горловина 22 выступа 16 вставлена в отверстие 40 вкладыша 28, так что горловина 29 вкладыша 28 проходит по по меньшей мере участку горловины 22 выступа 16. Фланец 31 вкладыша 28 проходит по по меньшей мере участку фланца 24 выступа 16 и опционально по участку футеровки 20. Внутренняя поверхность 38 имеет контур, по существу комплементарный внешнему контуру выступа 16, включая по меньшей мере участки горловины 22 и фланца 24 и опционально участок футеровки 20. На вкладыше 28 и выступе 16 и/или футеровке 20 может быть обеспечена посадка с натягом, взаимодействующие замковые элементы, клейкая лента или адгезив в другой форме или другое средство для предотвращения непреднамеренного отделения.
[0032] Фиг. 5 и 6 показывают примерный вариант выполнения узла 48 на концевом участке 14 сосуда 10' под давлением. В примерном варианте выполнения для изготовления сосуда 10' под давлением выступ 16 вставляют во вкладыш 28 и устанавливают на оправке, которая предназначена для образования формы сосуда 10' под давлением. Текучий полимерный (или другой неметаллический) материал футеровки подают на оправку и вокруг участка фланца 24, так что материал 20 футеровки заполняет паз 32 и прилегает к концу 42 вкладыша 28. В примерном варианте выполнения вкладыша 28', как показано на Фиг. 7, каналы 30' проходят по концу 42, и материал футеровки может протекать по фланцу 31 таким образом, что материал футеровки не попадает или не закупоривает каналы 30'. Полимерный материал затвердевает, образуя футеровку 20.
[0033] В другом способе изготовления сосуда под давлением футеровку 20 образуют на установленном на оправке выступе 16 без вкладыша 28. Газопроницаемые элементы, например, продольные элементы, образующие вентиляционные каналы, размещают на футеровке 20. Затем закрепляют вкладыш 28 вокруг выступа 16, по меньшей мере участка газопроницаемых элементов и опционально участка футеровки 20. Таким образом, газопроницаемые элементы зажимаются между внешней поверхностью выступа 16 и внутренней поверхностью 38 вкладыша 28.
[0034] Оболочку 18 образуют путем намотки нитей на узел 48 и футеровку 20, так что вкладыш 28 и участок 35 футеровки 20 зажимаются между оболочкой 18 и фланцем 24 выступа 16. Оболочка 18 соединяется с внешней поверхностью 46 вкладыша 28, тем самым предотвращая попадание газа, захваченного между оболочкой 18 и футеровкой 20, на поверхность 60 сопряжения между оболочкой 18 и вкладышем 28. Вкладыш 28 имеет каналы 30 на внутренней поверхности 38, а не на внешней поверхности 46, так что материал оболочки не заполняет каналы 30 во время изготовления сосуда 10' под давлением.
[0035] Как показано на Фиг. 6, в примерном варианте выполнения внутренняя поверхность 38 вкладыша 28 прилегает к выступу 16 таким образом, чтобы обеспечивать выпуск газа через каналы 30, которые находятся в сообщении по текучей среде с поверхностью 56 сопряжения между футеровкой 20 и оболочкой 18. В примерном варианте выполнения горловина 29 вкладыша 28 сужается от конца 44 радиально внутрь (ссылочная позиция 58), обеспечивая выемку для оболочки 18, которая предотвращает осевое перемещение (например, вдоль продольной оси 36) оболочки 18 относительно узла 48. В проиллюстрированном варианте выполнения конец 44 вкладыша 28 и смежные газопроницаемые элементы (например, концы каналов 30) открываются в окружающую среду снаружи сосуда 10' под давлением (например, ссылочная позиция E на Фиг. 5, 6 и 8).
[0036] В примерном варианте выполнения, показанном на Фиг. 6, на поверхности 56 сопряжения между оболочкой 18 и футеровкой 20 образуется газовый карман 50, что приводит к деформации 52 футеровки 20. Как проиллюстрировано путем 54, следующим по пути наименьшего сопротивления, газ 50 перемещается от места 52 деформации вдоль поверхности 56 сопряжения между футеровкой 20 и оболочкой 18 до конца 42 вкладыша 28. Затем газ попадает в каналы 30 на конце 42 и перемещается по каналам 30 до конца 44, где газ 50 выпускается из каналов 30 в окружающую среду E снаружи сосуда 10' под давлением. Место 52 деформации показано в виде выпуклости или пузырька в футеровке 20 вблизи концевого участка 14', однако это является лишь примером в целях объяснения. На поверхности 56 сопряжения между футеровкой 20 и оболочкой 18 может быть захвачено разное количество газа 50. Кроме того, размер места 52 деформации существенно увеличен в целях иллюстрации; и следует понимать, что фактически обеспечение вкладыша 28 на выступе 16 обеспечивает вентиляцию, которая предотвращает образование таких мест 52 деформации.
[0037] Фиг. 8 представляет собой частичный вид в радиальном разрезе концевого участка сосуда 10ʺ под давлением, включающего в себя третий примерный вариант выполнения вентилируемого вкладыша 28ʺ. В этом варианте выполнения радиальная протяженность фланца 31ʺ вкладыша 28ʺ по существу равна радиальной протяженности фланца 24 выступа 16. Кроме того, конец 42ʺ вкладыша 28ʺ сужается, тем самым обеспечивая более ровный вентиляционный путь 54ʺ между местом 52 деформации и концом 44 вкладыша 28ʺ, который открывается в атмосферу снаружи сосуда 10ʺ под давлением.
[0038] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на несколько вариантов выполнения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в форму и содержание могут быть внесены изменения без отклонения от объема изобретения. В дополнение любой признак, раскрытый в отношении одного варианта выполнения, может быть включен в другой вариант выполнения, и наоборот.

Claims (38)

1. Вентилируемый вкладыш, выполненный с возможностью размещения между выступом и оболочкой сосуда под давлением, причем выступ включает в себя сквозное отверстие и данное отверстие имеет продольную ось, причем вентилируемый вкладыш включает в себя:
кольцевой корпус, включающий в себя:
внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью контактирования и прилегания к выступу, и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке;
противоположные первый и второй концы относительно продольной оси;
горловину рядом с первым концом; и
фланец рядом со вторым концом, причем фланец проходит от продольной оси относительно горловины; и
газопроницаемый элемент, обеспеченный на внутренней поверхности и проходящий по меньшей мере от первого конца до второго конца.
2. Вентилируемый вкладыш по п. 1, в котором газопроницаемый элемент включает в себя множество каналов.
3. Вентилируемый вкладыш по п. 2, в котором по меньшей мере один из множества каналов по существу выровнен с продольной осью.
4. Вентилируемый вкладыш по п. 2 или 3, в котором по меньшей мере часть из множества каналов по существу равномерно разнесена по окружности вокруг внутренней поверхности.
5. Вентилируемый вкладыш по п. 2 или 3, в котором по меньшей мере один из множества каналов имеет по существу прямоугольный профиль поперечного сечения.
6. Сосуд под давлением, включающий в себя:
оболочку;
выступ, включающий в себя сквозное отверстие, причем отверстие имеет продольную ось;
вентилируемый вкладыш, расположенный между выступом и оболочкой, причем вентилируемый вкладыш включает в себя:
кольцевой корпус, включающий в себя:
внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью контактирования и прилегания к выступу, и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью прилегания к оболочке;
противоположные первый и второй концы относительно продольной оси;
горловину рядом с первым концом; и
фланец рядом со вторым концом, причем фланец проходит от продольной оси относительно горловины; и
газопроницаемый элемент, обеспеченный на внутренней поверхности и проходящий по меньшей мере от первого конца до второго конца.
7. Сосуд под давлением по п. 6, причем сосуд под давлением включает в себя лейнер, расположенный внутри оболочки для образования поверхности сопряжения между лейнером и оболочкой, и газопроницаемый элемент находится в сообщении по текучей среде с поверхностью сопряжения на втором конце и с внешней областью сосуда на первом конце.
8. Сосуд под давлением по п. 6 или 7, в котором газопроницаемый элемент включает в себя множество каналов.
9. Сосуд под давлением по п. 8, в котором по меньшей мере один из множества каналов по существу выровнен с продольной осью.
10. Сосуд под давлением по п. 8, в котором по меньшей мере часть из множества каналов по существу равномерно разнесена по окружности вокруг внутренней поверхности.
11. Способ изготовления сосуда под давлением, включающий в себя этапы, на которых:
устанавливают выступ на оправке, причем выступ имеет горловину, горловина выступа имеет отверстие с продольной осью;
размещают вентилируемый вкладыш вокруг горловины выступа, причем вентилируемый вкладыш включает в себя:
противоположные первый и второй концы относительно продольной оси;
устанавливают горловину рядом с первым концом; и
устанавливают фланец рядом со вторым концом, причем установленный фланец проходит от продольной оси относительно установленной горловины;
образуют лейнер сосуда под давлением в контакте с выступом; и
образуют внешнюю оболочку, окружающую лейнер и вентилируемый вкладыш;
причем газопроницаемый элемент проходит по меньшей мере от первого конца до второго конца.
12. Способ по п. 11, в котором размещение вентилируемого вкладыша вокруг горловины выступа выполняют до образования лейнера.
13. Способ по п. 11, в котором размещение вентилируемого вкладыша вокруг горловины выступа выполняют после образования лейнера.
14. Способ по любому из пп. 11-13, в котором образование лейнера включает в себя размещение неметаллического материала вокруг оправки и по меньшей мере участка фланца выступа.
15. Способ по любому из пп. 11-13, дополнительно включающий в себя этап, на котором размещают газопроницаемый элемент на лейнере перед размещением вентилируемого вкладыша вокруг горловины выступа.
RU2018136201A 2016-03-16 2017-03-16 Вентилируемый вкладыш для выступа сосуда под давлением RU2737488C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662308945P 2016-03-16 2016-03-16
US62/308,945 2016-03-16
PCT/US2017/022655 WO2017161085A1 (en) 2016-03-16 2017-03-16 Vented fitting for pressure vessel boss

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018136201A RU2018136201A (ru) 2020-04-16
RU2018136201A3 RU2018136201A3 (ru) 2020-04-16
RU2737488C2 true RU2737488C2 (ru) 2020-12-01

Family

ID=58448627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136201A RU2737488C2 (ru) 2016-03-16 2017-03-16 Вентилируемый вкладыш для выступа сосуда под давлением

Country Status (10)

Country Link
US (2) US10648620B2 (ru)
EP (1) EP3430305A1 (ru)
JP (1) JP6971250B2 (ru)
KR (1) KR102249349B1 (ru)
CN (1) CN108779894B (ru)
AU (1) AU2017232650A1 (ru)
BR (1) BR112018068782B1 (ru)
CA (1) CA3013367C (ru)
RU (1) RU2737488C2 (ru)
WO (1) WO2017161085A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11353160B2 (en) * 2014-02-27 2022-06-07 Hanwha Cimarron Llc Pressure vessel
KR20180004273A (ko) * 2015-05-26 2018-01-10 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 고압 가스 용기
US10627048B2 (en) * 2015-12-16 2020-04-21 Hexagon Technology, As Pressure vessel dome vents
JP7219604B2 (ja) * 2018-12-17 2023-02-08 本田技研工業株式会社 高圧タンク装置及び流体排出方法
US11440399B2 (en) 2019-03-22 2022-09-13 Agility Fuel Systems Llc Fuel system mountable to a vehicle frame
FR3094068B1 (fr) * 2019-03-22 2022-07-22 Faurecia Systemes Dechappement Réservoir pour gaz sous pression
US20200347992A1 (en) 2019-05-02 2020-11-05 Agility Fuel Systems Llc Polymeric liner based gas cylinder with reduced permeability
JP2022540793A (ja) * 2019-06-28 2022-09-20 リナマー・コーポレーション タイプｉｖの適合性圧力容器のためのライナ崩壊軽減
FR3116322B1 (fr) * 2020-11-13 2023-06-16 Faurecia Systemes Dechappement Réservoir de gaz sous pression
CN113290352B (zh) * 2021-05-27 2022-08-05 季火松 一种天然气气瓶内胆及其拉伸一次无缝成型方法
JP7555306B2 (ja) * 2021-06-08 2024-09-24 本田技研工業株式会社 高圧タンク、及び、その製造方法
DE102022002415B4 (de) 2022-07-04 2024-02-22 Emano Kunststofftechnik Gmbh Druckbehälter
DE102023104640A1 (de) * 2023-02-24 2024-08-29 Voith Patent Gmbh Drucktank für gasbetriebenes Fahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174700A (ja) * 2007-06-14 2009-08-06 Toyota Motor Corp ガスタンク
WO2012074815A2 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 Mark Leavitt Breather layer for exhausting permeate from pressure vessels
RU2507436C2 (ru) * 2009-02-06 2014-02-20 Хексагон Текнолоджи Ас Продольные вентиляционные каналы сосуда высокого давления

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2507778A (en) 1945-11-27 1950-05-16 Phillips Petroleum Co Pressure vessel
US3137405A (en) 1961-12-18 1964-06-16 North American Aviation Inc Pressure vessel
US3368586A (en) 1965-09-01 1968-02-13 Bendix Corp Accumulator
US3735475A (en) 1967-11-09 1973-05-29 Dow Chemical Co Method of manufacturing vented lined pipe
US3815773A (en) * 1971-05-17 1974-06-11 Brunswick Corp Cyclic pressure vessel
US4215798A (en) 1979-01-15 1980-08-05 Union Carbide Corporation Container for cryogenic liquid
DE3628608A1 (de) 1986-08-22 1988-03-03 Bosch Gmbh Robert Elastische trennwand
US4838971A (en) 1987-02-19 1989-06-13 Brunswick Corporation Filament winding process and apparatus
US5429845A (en) 1992-01-10 1995-07-04 Brunswick Corporation Boss for a filament wound pressure vessel
US5287988A (en) 1993-02-03 1994-02-22 Brunswick Corporation Metal-lined pressure vessel
US5476189A (en) 1993-12-03 1995-12-19 Duvall; Paul F. Pressure vessel with damage mitigating system
JPH10141594A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Nippon Steel Chem Co Ltd 高圧容器用ライナー成形品
JPH11210988A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Honda Motor Co Ltd 圧縮天然ガス容器の口金構造
DE19937470A1 (de) 1999-08-07 2001-02-08 Ralph Funck Druckbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung
US7870971B2 (en) 2007-08-29 2011-01-18 GM Global Technology Operations LLC Diffusion layer for pressure vessels
JP4599380B2 (ja) * 2007-09-04 2010-12-15 八千代工業株式会社 高圧容器のシール構造
JP4775776B2 (ja) 2008-09-24 2011-09-21 トヨタ自動車株式会社 ガスタンクおよびその製造方法
DE102008053244A1 (de) * 2008-10-25 2010-04-29 Daimler Ag Druckbehälter zum Speichern von gasförmigen Medien unter Druck
US8668108B2 (en) * 2009-02-18 2014-03-11 Brian Yeggy Pressure vessel shear resistant boss and shell interface element
US9151447B2 (en) * 2010-03-10 2015-10-06 GM Global Technology Operations LLC Liner for a pressure vessel and method
US9347560B2 (en) 2010-04-01 2016-05-24 GM Global Technology Operations LLC Temperature regulating device for a pressure vessel
JP2012127467A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Nagoya Oil Chem Co Ltd 高圧ガス容器
JP2014513250A (ja) * 2011-04-01 2014-05-29 ラクスファー カナダ リミテッド 高圧ガスシリンダ用多層ライナー
DE102011018207A1 (de) 2011-04-20 2012-10-25 Parker Hannifin Gmbh Druckgefäß mit definiertem Leckageweg
PT2726773T (pt) * 2011-06-28 2021-01-28 Hexagon Ragasco As Saliência melhorada para recipiente compósito
JP5902028B2 (ja) 2011-11-29 2016-04-13 八千代工業株式会社 圧力容器の製造方法
JP2014081014A (ja) 2012-10-15 2014-05-08 Honda Motor Co Ltd 圧力ガス容器およびこれを備える車両
US9244033B2 (en) 2013-01-24 2016-01-26 GM Global Technology Operations LLC Method for online detection of liner buckling in a storage system for pressurized gas
FR3015629B1 (fr) * 2013-12-20 2016-01-29 Eads Composites Aquitaine Reservoir destine au stockage de milieux liquides ou gazeux sous pression
JP2015155736A (ja) 2014-02-21 2015-08-27 Ｊｆｅコンテイナー株式会社 高圧容器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174700A (ja) * 2007-06-14 2009-08-06 Toyota Motor Corp ガスタンク
RU2507436C2 (ru) * 2009-02-06 2014-02-20 Хексагон Текнолоджи Ас Продольные вентиляционные каналы сосуда высокого давления
WO2012074815A2 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 Mark Leavitt Breather layer for exhausting permeate from pressure vessels

Also Published As

Publication number Publication date
US20200200328A1 (en) 2020-06-25
WO2017161085A1 (en) 2017-09-21
US11117226B2 (en) 2021-09-14
CN108779894A (zh) 2018-11-09
JP2019512650A (ja) 2019-05-16
AU2017232650A1 (en) 2018-08-16
KR102249349B1 (ko) 2021-05-10
KR20180121997A (ko) 2018-11-09
US20170268725A1 (en) 2017-09-21
US10648620B2 (en) 2020-05-12
RU2018136201A (ru) 2020-04-16
BR112018068782A2 (pt) 2019-01-22
CA3013367A1 (en) 2017-09-21
JP6971250B2 (ja) 2021-11-24
EP3430305A1 (en) 2019-01-23
RU2018136201A3 (ru) 2020-04-16
CN108779894B (zh) 2021-04-27
BR112018068782B1 (pt) 2024-02-15
CA3013367C (en) 2023-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2737488C2 (ru) Вентилируемый вкладыш для выступа сосуда под давлением
RU2726956C2 (ru) Сосуд под давлением, имеющий купольные вентиляционные отверстия и внутреннюю камеру, и способ образования сосуда под давлением
RU2703869C1 (ru) Сосуд под давлением, имеющий вентиляционный канал, (варианты) и способ его изготовления
RU2724394C2 (ru) Вентилируемая бобышка для емкости под давлением со спеченной металлической вставкой
CA2751453C (en) Pressure vessel longitudinal vents
JP4193492B2 (ja) 圧力容器
US10746354B2 (en) Threaded boss for pressure vessel