RU91133U1

RU91133U1 - COMPOSITE HIGH PRESSURE CYLINDER

Info

Publication number: RU91133U1
Application number: RU2009140745/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Ираклиевич Тадтаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Элина-Т"
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-01-27

Abstract

Полезная модель относится к баллонам для хранения и транспортировки жидких и газообразных сред высокого давления. Предложен композитный баллон высокого давления, содержащий внешнюю силовую оболочку (2) из композитного материала, внутренний тонкостенный герметизирующий лейнер (1) из нержавеющий стали, включающий цилиндрическую обечайку (3) и два днища (4) и (5), приваренных к обечайке (3), и штуцер (10) с фланцем (11) соединенный с одним из днищ (4). Баллон характеризуется тем, что концы обечайки (3) и днищ (4) и (5) в местах их соединения (6) имеют Г-образные отбортовки (7) и (8), обращенные наружу герметизирующего лейнера (1), причем Г-образные отбортовки (7) и (8) в местах их контакта соединены сварным швом (9). 2 н.п. ф-лы, 1 илл. The utility model relates to cylinders for storing and transporting liquid and gaseous high-pressure media. A composite high-pressure cylinder is proposed, containing an external power shell (2) made of composite material, an internal thin-walled sealing liner (1) made of stainless steel, including a cylindrical shell (3) and two bottoms (4) and (5) welded to the shell (3) ), and a fitting (10) with a flange (11) connected to one of the bottoms (4). The cylinder is characterized in that the ends of the shell (3) and the bottoms (4) and (5) at the points of their connection (6) have L-shaped flanges (7) and (8), facing the sealing liner (1), and figurative flanges (7) and (8) in the places of their contact are connected by a weld (9). 2 n.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к баллонам для хранения и транспортировки жидких и газообразных сред высокого давления и, в частности, к композитным баллонам высокого давления, используемым преимущественно в спасательных средствах, а именно в портативных кислородных дыхательных аппаратах, применяемых, например, подводниками, пожарными и др.The utility model relates to cylinders for storing and transporting liquid and gaseous high-pressure media and, in particular, to composite high-pressure cylinders used primarily in life-saving appliances, namely portable oxygen breathing apparatus used, for example, submariners, firefighters, etc.

Известны два типа композитных баллонов высокого давления с металлическим внутренним лейнером. Первый тип характеризуется тем, что силовая оболочка его выполняется из композитного материала, а внутренний тонкостенный герметичный лейнер - из алюминия. Баллон такого типа выдерживает всего около 100 циклов нагрузки, т.е. имеет низкую эксплуатационную надежность.Two types of composite high pressure cylinders with a metal inner liner are known. The first type is characterized in that its power shell is made of composite material, and the internal thin-walled sealed liner is made of aluminum. This type of cylinder can withstand only about 100 load cycles, i.e. has low operational reliability.

Второй тип композитного баллона высокого давления характеризуется тем, что силовая оболочка его выполняется из композитного материала, а внутренний герметизирующий лейнер - из нержавеющей стали или сплава титана. Этот тип композитного баллона высокого давления характеризуется существенно большим количеством циклов нагрузки.The second type of composite high-pressure tank is characterized in that its power shell is made of composite material, and the internal sealing liner is made of stainless steel or titanium alloy. This type of composite high-pressure tank is characterized by a significantly large number of load cycles.

Известен композитный баллон высокого давления, содержащий внутреннюю силовую оболочку из композитного материала. В металлической оболочке, свободно лежащей на штуцере, выполнены разгрузочные отверстия, а силовая оболочка имеет внутренний герметизирующий слой из резины, причем резиновый затвор приклеен одним концом к горловине, а другим - к металлической оболочке.Known composite high-pressure tank containing an internal power shell of a composite material. Unloading holes are made in the metal shell freely lying on the fitting, and the power shell has an internal sealing layer of rubber, the rubber shutter glued at one end to the neck and the other to the metal shell.

(См. патент РФ N2094696, F17С 1/00. 27.10.97 г. Бюл. N 30).(See RF patent N2094696, F17C 1/00. 10/27/97, Bull. N 30).

Недостатком известного баллона является то, что используемый в нем слой резины в процессе эксплуатации выделяет различные газообразные составляющие, которые поступают во внутренний объем баллона и делают его практически непригодным для использования в системах жизнеобеспечения.A disadvantage of the known balloon is that the rubber layer used in it emits various gaseous components during operation, which enter the internal volume of the balloon and make it practically unsuitable for use in life support systems.

Известен также композитный баллон высокого давления, содержащий внешнюю силовую оболочку из композитного материала, внутренний тонкостенный герметизирующий лейнер из нержавеющей стали, включающий цилиндрическую обечайку и два днища, сваренных с обечайкой, кольца из нержавеющей стали, установленные с внутренней стороны лейнера в местах соединения цилиндрической обечайки с днищами, и штуцер с фланцем, соединенный с одним из днищ (см. патент РФ N 2077682, F17С 1/06, 20.04.97 г. Бюл. N 11).Also known is a composite high-pressure cylinder containing an external power shell made of composite material, an internal thin-walled sealing liner made of stainless steel, including a cylindrical shell and two bottoms welded with a shell, stainless steel rings mounted on the inside of the liner at the junction of the cylindrical shell with bottoms, and a fitting with a flange connected to one of the bottoms (see RF patent N 2077682, F17C 1/06, 04/20/97 Bul. N 11).

Недостатком известного баллона, является то, что он не выдерживает большого числа циклов нагрузки и разгрузки, т.е. заполнения баллона газом под давлением и стравливания (выдачи) газа потребителю. Испытания этих баллонов показали, что максимальное число рабочих циклов для них достигает 250 циклов. Это ограничивает срок эксплуатации таких баллонов.A disadvantage of the known cylinder is that it does not withstand a large number of load and unload cycles, i.e. filling the cylinder with gas under pressure and bleeding (issuing) gas to the consumer. Tests of these cylinders showed that the maximum number of operating cycles for them reaches 250 cycles. This limits the life of such cylinders.

Наиболее близкая по технической сущности к предполагаемому баллону является композитный баллон высокого давления, содержащий внешнюю силовую оболочку из композитного материала, внутренний тонкостенный герметизирующий лейнер из нержавеющей стали, включающий цилиндрическую обечайку и два днища, приваренных к обечайке и штуцер с фланцем, соединенный с одним из днищ (см. патент РФ №2140602, МПК F17C 1/06, 1999).The closest in technical essence to the proposed cylinder is a composite high-pressure cylinder containing an external power shell made of composite material, an internal thin-walled sealing liner made of stainless steel, including a cylindrical shell and two bottoms welded to the shell and a fitting with a flange connected to one of the bottoms (see RF patent No. 2140602, IPC F17C 1/06, 1999).

Недостатком известного баллона, принятого за прототип, является то, что он не обеспечивает большого числа циклов загрузки и разгрузки, т.е. заполнение баллона газом под давлением и стравливание (выдачи) газа потребителю. Испытания этих баллонов показали, что максимальное число рабочих циклов в них составляет ≈ 5000 циклов. Это ограничивает срок эксплуатации таких баллонов.A disadvantage of the known cylinder adopted for the prototype is that it does not provide a large number of loading and unloading cycles, i.e. filling the cylinder with gas under pressure and bleeding (issuing) gas to the consumer. Tests of these cylinders showed that the maximum number of working cycles in them is ≈ 5000 cycles. This limits the life of such cylinders.

Задача изобретения состояла в создании такой конструкции баллона, которая обеспечивает повышенное число циклов загрузки и загрузки.The objective of the invention was to create such a cylinder design, which provides an increased number of loading and loading cycles.

Указанная задача решается тем, что предложен композитный баллон высокого давления, содержащий внешнюю силовую оболочку из композитного материала, внутренний тонкостенный герметизирующий лейнер из нержавеющей стали, включающий цилиндрическую обечайку и два днища, приваренные к обечайке, штуцер с фланцем, соединенный с одним из днищ, в котором согласно полезной модели обечайки и днищ в местах их соединения имеют Г-образные отбортовки, обращенные выступами наружу герметизирующего лейнера, причем Г-образные отбортовки обечайки и днищ в местах их контакта соединены сварным швом.This problem is solved by the fact that the proposed composite high-pressure cylinder containing an external power shell made of composite material, an internal thin-walled sealing liner made of stainless steel, including a cylindrical shell and two bottoms welded to the shell, a fitting with a flange connected to one of the bottoms, in which, according to the utility model, the shells and bottoms at the junction points have L-shaped flanges facing outwards by the protrusions of the sealing liner, the L-shaped flanges of the shell and bottoms in Their contact joints are connected by a weld.

Другим отличием баллона является то, что фланец штуцера имеет внешний кольцевой выступ, входящий в отверстие в центре днища, причем форма поверхности фланца, обращенной к днищу повторяет форму поверхности днища и края отверстия днища приварены к кольцевому выступу фланца штуцера.Another difference of the cylinder is that the nozzle flange has an external annular protrusion entering the hole in the center of the bottom, and the shape of the flange surface facing the bottom repeats the shape of the bottom surface and the edges of the bottom hole are welded to the annular protrusion of the nozzle flange.

Еще одним отличием баллона является то, что внешняя сторона фланца контактирующая с силовой оболочкой баллона, выполнена в форме конуса. Благодаря отмеченным выше особенностям баллона обеспечивается технический результат, заключающийся в увеличении количества циклов загрузки и выгрузки баллона до 6000 циклов.Another difference of the cylinder is that the outer side of the flange in contact with the power shell of the cylinder is made in the shape of a cone. Due to the features of the cylinder noted above, a technical result is provided, which consists in increasing the number of loading and unloading cycles of the balloon to 6000 cycles.

Сущность полезной модели поясняется чертежом на котором изображена конструкция композитного баллона с продольным разрезом. Баллон содержит внутренний внутренний тонкостенный герметизирующий Лейнер 1 из нержавеющий стали, например марки 12Х18Р10Т и внешнюю силовую оболочку 2 из композитного материала, например из органапласта (Армос 6), образованную намоткой на лейнер 1 по всей его поверхности прочного волокна из композитного материала, пропитанного смолой. Лейнер содержит цилиндрическую обечайку 3 и днища 4 и 5. Концы обечайки 3 и днищ 4 и5 в месте их соединения 6 имеют Г-образные отбортовки 7 и 8, обращенные выступами наружу лейнера 1. Г-образные отбортовки 7 и 8 в местах их контакта соединены сварным швом 9. В одном из днищ 4 выполнено отверстие под штуцер 10. Штуцер 10 имеет фланец 11, у которого с внутренней стороны, обращенный к днищу 4 выполнен кольцевой выступ 12, вставляемый в отверстие днища 4 и привариваемый к его краям. Внешняя сторона фланца 11 штуцера 10, контактирующая с силовой оболочкой 2, выполнена в виде конуса 13. Форма поверхности фланца 11, обращенная к днищу 4, повторяет форму поверхности днища 4. Испытания предложенной конструкции показали, что количество циклов загрузки и выгрузки биллонов составляет ≈ 6000 циклов.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows the construction of a composite cylinder with a longitudinal section. The cylinder contains an internal internal thin-walled sealing liner 1 made of stainless steel, for example, grade 12X18P10T and an external power shell 2 of composite material, for example, of organoplast (Armos 6), formed by winding on liner 1 over its entire surface a durable fiber made of composite material impregnated with resin. The liner contains a cylindrical shell 3 and the bottoms 4 and 5. The ends of the shell 3 and the bottoms 4 and 5 at the junction 6 have L-shaped flanges 7 and 8, facing the protrusions to the outside of the liner 1. L-shaped flanges 7 and 8 at their contact points are connected a welded seam 9. In one of the bottoms 4, a hole is made for the fitting 10. The fitting 10 has a flange 11, in which, on the inside, facing the bottom 4, an annular protrusion 12 is made, inserted into the hole of the bottom 4 and welded to its edges. The outer side of the flange 11 of the fitting 10 in contact with the power shell 2 is made in the form of a cone 13. The shape of the surface of the flange 11, facing the bottom 4, repeats the shape of the surface of the bottom 4. Tests of the proposed design showed that the number of loading and unloading cycles of the cylinders is ≈ 6000 cycles.

Claims

1. Composite high-pressure cylinder containing an external power shell made of composite material, an internal thin-walled sealing liner made of stainless steel, including a cylindrical shell and two bottoms welded to the shell, a fitting with a flange connected to one of the bottoms, characterized in that the ends of the shell and the bottoms at their junctions have L-shaped flanges facing outwards with the protrusions of the sealing liner, the L-shaped flanges of the shell and bottoms at their contact points are connected by a weld.

2. The cylinder according to claim 1, characterized in that the nozzle flange has an external annular protrusion that enters the hole in the center of the bottom, and the shape of the flange surface facing the bottom repeats the shape of the bottom surface and the edges of the bottom hole are welded to the annular protrusion of the nozzle flange.

3. The cylinder of claim 1 or 2, characterized in that the outer side of the fitting flange in contact with the power shell of the bolon is made in the form of a housing.