СИЛОВАЯ ОБЕЧАЙКА ИЗДЕЛИЙ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Российский патент 2007 года по МПК F17C3/04 F16L59/02 B64G1/58 B64D37/06 

Описание патента на изобретение RU2296911C2

Изобретение относится к ракетной и авиационной технике, а точнее к силовым обечайкам, работающим при криогенных температурах, а также и в других областях технике, где используются подобные изделия.

Из литературы известны силовые обечайки, например, топливных баков с топливом, находящимся при криогенных температурах, содержащие оболочки из алюминиевых сплавов (см., например, книгу "Ракеты-носители" под ред. С.О.Осипова. М.: Воениздат МО СССР, 1981 г., стр.181-182).

Однако такого рода оболочки значительны по весу и объему, т.к. выполняются или с переменной толщиной, определяемой из условия прочности бака при работе на кольцевые напряжения от действия внутреннего давления, или вафельной конструкции.

Из пат. РФ (2238225, кл. В 64 D 37/00, B 64 G 1/00, 2003 г.) известны силовые обечайки изделий, работающих при криогенных температурах, содержащие металлическую оболочку со слоем пенопласта.

Однако в этих силовых обечайках имеется недостаток - длительность технологического процесса изготовления и приклеивания листов из углепластика, используемого в качестве теплозащиты.

Задачей данного изобретения является получение силовой обечайки, работающей при криогенных температурах с достижением технического результата, касающегося процесса изготовления теплоизоляции и теплозащиты, основанных на слое пенопласта, который полностью механизирован, короче и прост в исполнении. Получаемая при этом теплоизоляция имеет малый вес при низком коэффициенте теплопроводности и достаточно высокой прочности, надежна в эксплуатации.

Решение данной задачи достигается тем, что в силовой обечайке изделий, работающих при криогенных температурах, содержащей оболочку со слоем пенопласта, в соответствии с изобретением между металлической оболочкой и слоем пенопласта размещены: слой антикоррозионного покрытия и амортизационный слой, а теплоизоляционный пенопласт дополнительно закреплен сетью, приклеенной влагозащитным клеем. При этом в качестве теплоизоляции использован пенопласт марки Изолан-10, с кажущейся плотностью 37-50 кг/м3, напряжением сжатия при 10%-ной деформации не менее 0,16 МПа, коэффициентом теплопроводности не более 0,026 Вт/м·К, для крепления пенопласта использована капроновая сеть Дель, в качестве антикоррозионного покрытия - грунт ЭП-0214, в качестве влагозащитного покрытия - клей АДВ-5. Кроме того, на цилиндрических частях изделий дополнительно размещены слой теплозащитного покрытия, выполненный из пенопласта ППУ-Т, влагозащитное покрытие, выполненное из клея АДВ-5, и лакокрасочное покрытие, выполненное из эмалей ХП-5237 и ХВ-16, при этом теплозащитное покрытие выполнено из пенопласта ППУ-Т с кажущейся плотностью 60-90 кг/м3, напряжением сжатия при 10%-ной деформации не менее 0,3 МПа, коэффициентом теплопроводности не более 0,040 Вт/м·К.

Далее данное изобретение поясняется более подробно с использованием схемы расположения слоев обечайки и таблиц со значением свойств и показателей элементов теплоизоляции и теплозащиты на металле обечайки.

Металл силовой обечайки покрывается криогенной теплоизоляцией, которая применяется для крупногабаритных емкостей, трубопроводов сложной конфигурации и агрегатов, работающих при температурах от минус 253°С до плюс 350°С.

Пакет криогенной теплоизоляции и теплозащиты состоит из следующих слоев (от металла) - см. чертеж, на котором показана последовательность слоев обечайки, где поз.1 - это изолируемая поверхность - металл, поз.2 - антикоррозионное покрытие - грунт ЭП-0214, поз.3 - амортизационный слой - подслой Криосил-Р, поз.4 - теплоизоляционный слой - пенопласт Изолан-10, поз.5 - влагозащитное покрытие - клей АДВ-5 (один слой), поз.6 - крепление пенопласта - сеть капроновая Дель, поз.7 - влагозащитное покрытие - клей АДВ-5 (второй слой), поз. 8 - теплозащитное покрытие пенопласт ППУ-Т, поз.9 - влагозащитное покрытие АДВ-5, поз.10 - лакокрасочное покрытие (эмаль ХП-5237, эмаль ХВ-16+4% алюминиевой пудры, эмаль ХВ-16).

Каждый слой криогенной теплоизоляции, составляющий часть силовой обечайки, наносится отдельно с применением индивидуальных установок. Установка для нанесения подслоя Криосил-Р разработана в КБ "Салют" ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Покрытия АДВ-5, эмали ХП-5237 и ХВ-16 наносятся валиком. Грунт ЭП-0214 наносится краскораспылителем любого типа, работающим от сжатого воздуха.

Основой криогенной теплоизоляции является жесткий изоциануратуретановый пенопласт Изолан-10, представляющий собой газонаполненную пластмассу белого цвета с закрытопористой структурой и имеющий следующие характеристики - см. таблицу 1.

Таблица 1Наименование показателейЗначения1. Кажущаяся плотность, кг/м337-502. Напряжение сжатия при 10%-ной деформации, МПа, не менее0,163. Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К, не более0,0264. Горючестьтрудносгораемы

Пенопласт образуется при химическом взаимодействии компонента Б (полиизоцианат) с компонентом А (компонент А-2-Изолан-10, продукт КТ 6, Хладон-11).

Пенопласт наносится методом напыления с использованием установок типа Пена, ПУН-5, работающих при давлении сжатого воздуха 0,4-0,6 МПа. Толщина слоя пенопласта, наносимого за один проход, не более 50 мм. Необходимая толщина достигается мехобработкой. Для дополнительного крепления пенопласта на поверхности изделия применяется капроновая сеть Дель. Крепление сети осуществляется следующим образом: на поверхность пенопласта валиком наносится один слой клея АДВ-5, через 5 часов укладывается вручную сеть, края которой сшиваются капроновой нитью. Затем наносится второй слой клея АДВ-5. При необходимости на вышеуказанный пакет теплоизоляции (на цилиндрическую часть баков) наносится пенопласт ППУ-Т, обладающий характеристиками (см. таблицу 2).

Таблица 2Наименование показателейЗначения1. Кажущаяся плотность, кг/м360-902. Напряжение сжатия при 10%-ной деформации, МПа, не менее0,33. Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К, не более0,0404. Горючестьсамозатухающий

Пенопласт ППУ-Т наносится послойно, толщина каждого слоя 5-7 мм. Для обеспечения влагозащиты пенопласта применяется клей АДВ-5, для снятия статического электричества применяется эмаль ХП-5237 + эмаль ХВ-16.

Похожие патенты RU2296911C2

название год авторы номер документа
МНОГОСЛОЙНОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2005
  • Щербакова Татьяна Николаевна
  • Сереженкова Валентина Владимировна
  • Яншин Хайдар Яншович
  • Кудряшова Нина Васильевна
  • Савватеева Ольга Александровна
RU2298480C1
ПАКЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2010
  • Орлов Виктор Георгиевич
  • Щербакова Татьяна Николаевна
  • Телегин Сергей Васильевич
  • Мальков Владимир Викторович
  • Александров Николай Геннадьевич
RU2459743C1
ОГНЕЗАЩИТНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ 2016
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Бузник Вячеслав Михайлович
  • Кондрашов Эдуард Константинович
  • Соколов Игорь Иллиодорович
  • Швецов Егор Павлович
RU2640555C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВЛАГИ КОРПУСОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 2012
  • Шайдурова Галина Ивановна
  • Васильев Игорь Львович
  • Шевяков Яков Сергеевич
  • Черенцев Павел Михайлович
RU2525820C2
ЯЩИК 2004
  • Сахаров Кирилл Борисович
RU2272406C2
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ И АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1999
  • Теряева Т.Н.
  • Першин В.В.
  • Дорогунцов В.В.
  • Гайдин А.П.
  • Филиппов П.А.
  • Цинкер Л.М.
RU2176705C2
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ 2003
  • Бородай Ф.Я.
  • Русин М.Ю.
  • Пашутина Т.А.
RU2256262C1
УСТРОЙСТВО МЕТАЛЛИЗАЦИИ КОРПУСА ИЗДЕЛИЯ 2011
  • Иванов Виктор Борисович
RU2475425C1
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ 2004
  • Ромашин Александр Гавриилович
  • Бородай Феодосий Яковлевич
  • Мужанова Любовь Павловна
  • Ромашин Владимир Гавриилович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Суздальцев Евгений Иванович
RU2267837C1
ЦИСТЕРНА ДЛЯ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ 2005
  • Смольянинов Евгений Михайлович
  • Аншаков Геннадий Федорович
  • Штанков Андрей Николаевич
  • Таран Геннадий Федорович
  • Гребнев Дмитрий Николаевич
  • Ефремов Вадим Анатольевич
RU2294479C1

Реферат патента 2007 года СИЛОВАЯ ОБЕЧАЙКА ИЗДЕЛИЙ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Изобретение относится к элементам конструкций изделий, работающих при криогенных температурах, и может быть использовано в ракетной и авиационной технике. Силовая обечайка содержит металлическую оболочку с покрытием из пенопласта. Между металлической оболочкой и слоем пенопласта размещен грунтовой слой. Пенопласт дополнительно закреплен сетью, приклеенной клеем. В качестве грунтового слоя использованы грунт ЭП-0214 с функцией антикоррозионного покрытия и подслой из Криосила-Р с функцией амортизационного слоя. В качестве пенопласта использован пенопласт марки Изолан-10 с кажущейся плотностью 37-50 кг/м3, напряжением сжатия при 10%-ной деформации не менее 0,16 МПа и коэффициентом теплопроводности не более 0,026 Вт/(м·К). В качестве сети использована капроновая сеть Дель, а в качестве клея - клей АДВ-5 с функцией влагозащитного покрытия. На цилиндрических частях упомянутых изделий могут быть дополнительно размещены слой теплозащитного покрытия, влагозащитное и лакокрасочное покрытия. Причем теплозащитное покрытие выполнено из пенопласта ППУ-Т, влагозащитное покрытие - из клея АДВ-5, а лакокрасочное покрытие - из эмали ХП-5237 или из эмали ХВ-16. Техническим результатом изобретения является уменьшение веса силовой обечайки при низком коэффициенте ее теплопроводности, высокой прочности и надежности, а также упрощение технологии ее изготовления. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 296 911 C2

1. Силовая обечайка изделий, работающих при криогенных температурах, содержащая металлическую оболочку с покрытием из пенопласта, причем между металлической оболочкой и слоем пенопласта размещен грунтовой слой, а пенопласт дополнительно закреплен сетью, приклеенной клеем, отличающаяся тем, что в качестве грунтового слоя использованы грунт ЭП-0214 с функцией антикоррозионного покрытия и подслой из Криосила-Р с функцией амортизационного слоя, в качестве пенопласта - пенопласт марки Изолан-10 с кажущейся плотностью 37-50 кг/м3, напряжением сжатия при 10%-ной деформации не менее 0,16 МПа и коэффициентом теплопроводности не более 0,026 Вт/(м·К), в качестве сети использована капроновая сеть Дель, а в качестве клея - клей АДВ-5 с функцией влагозащитного покрытия.2. Силовая обечайка по п.1, отличающаяся тем, что на цилиндрических частях изделий дополнительно размещены слой теплозащитного покрытия, выполненный из пенопласта ППУ-Т, влагозащитное покрытие, выполненное из клея АДВ-5, и лакокрасочное покрытие, выполненное из эмали.3. Силовая обечайка по п.2, отличающаяся тем, что теплозащитное покрытие выполнено из пенопласта ППУ-Т с кажущейся плотностью 60-90 кг/м3, напряжением сжатия при 10%-ной деформации не менее 0,3 МПа и коэффициентом теплопроводности не более 0,040 Вт/(м·К), а лакокрасочное покрытие выполнено из эмали ХП-5237.4. Силовая обечайка по п.2, отличающаяся тем, что лакокрасочное покрытие выполнено из эмали ХВ-16.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2296911C2

Способ разделения сыпучих материалов и устройство для его осуществления 1987
  • Заика Петр Митрофанович
  • Хливняк Алексей Геннадиевич
  • Завгородний Алексей Иванович
  • Сметанкин Владимир Александрович
  • Богомолов Алексей Васильевич
  • Козаченко Алексей Васильевич
SU1516150A1
Способ нанесения теплоизоляции на сосуд для хранения и транспортировки криогенной жидкости 1978
  • Головачев Михаил Ефимович
  • Муратов Вячеслав Анатольевич
  • Юдина Нэли Георгиевна
  • Халин Николай Петрович
SU765592A1
СИЛОВАЯ ОБЕЧАЙКА ТОПЛИВНОГО БАКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2003
  • Нестеровский Н.В.
  • Половцев В.А.
  • Бахвалов Ю.О.
RU2238225C1
US 2004256395 А1, 23.12.2004
Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов
Учебник для студентов втузов./ Под ред
В.П
МИШИНА, В.К
КАРРАСКА
- М.: Машиностроение, 1991, с.166-170.

RU 2 296 911 C2

Авторы

Сереженкова Валентина Владимировна

Щербакова Татьяна Николаевна

Кудряшова Нина Васильевна

Александров Николай Геннадиевич

Даты

2007-04-10Публикация

2005-06-09Подача