ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ - ИНДИКАТОР ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ЕМКОСТИ Российский патент 2020 года по МПК F17C13/02 F17C1/06 

Предпосылки изобретения

[0001] Емкости под давлением обычно используются для хранения различных газов или жидкостей под давлением, таких как водород, кислород, природный газ, азот, пропан и, например, другие виды топлива. Как правило, емкости под давлением могут иметь любой размер или конфигурацию. Емкости могут быть тяжелыми или легкими, однократного использования (например, одноразовыми), многоразовыми, подвергаемыми высоким давлениям (например, более 50 фунтов на квадратный дюйм), низким давлениям (например, менее 50 фунтов на квадратный дюйм) или использоваться для хранения жидкостей, например, при повышенных или криогенных температурах.

[0002] Подходящие материалы для оболочки емкости под давлением включают в себя металлы, такие как сталь; или композиты, которые могут быть образованы из тонких слоев нитей навитого стекловолокна или других синтетических нитей, соединенных вместе термореактивной или термопластичной смолой. В оболочке емкости под давлением для герметизации емкости часто размещают подкладку или вкладыш, которые служат в качестве барьера для проницаемости жидкости.

[0003] Обычно емкости под давлением имеют ограниченный срок службы, и их необходимо выводить из эксплуатации до того, как они выйдут из строя, поскольку выходы из строя могут быть катастрофическими и вызывать ущерб или травмы. Как циклическая усталость, так и статическая усталость (механический выход из строя) - дают вклад в усталостную нагрузку и, таким образом, в выход из строя емкостей под давлением. Расчетный срок службы емкости под давлением или количество усталостных циклов в определенном диапазоне давлений (например, от почти пустого до полного) - обычно используются для определения того, когда необходимо выводить емкость из эксплуатации. Однако, в некоторых применениях диапазоны давлений и количество циклов, в которых применяется емкость под давлением, являются несогласованными и/или неизвестными. Кроме того, взаимодействие между циклическим усталостным сроком службы и статическим усталостным сроком службы - не вполне поняты. Эффекты циклического воздействия комбинируются неизвестным образом с эффектами от продолжительности использования емкости под давлением при полном давлении без цикличности.

[0004] Для оценки усталостного срока службы емкости под давлением обычно используются математические прогнозы срока службы емкости. Это требует подсчитывать или прогнозировать количество циклов, а затем сортировать по средним уровням напряжений и диапазону напряжений. Эти циклы объединяют в эквивалентное количество циклов полного диапазона для оценки оставшегося срока службы емкости. Затем необходимо определить, как объединить эту информацию со статической усталостью. Вычислению и оценке циклов, объединению циклических эффектов и оценке прогнозируемых общего и оставшегося срока службы емкости под давлением - присущи неопределенности.

Сущность изобретения

[0005] В одном аспекте настоящее изобретение описывает систему, содержащую источник текучей среды под давлением, основную емкость под давлением, расположенную в сообщении по текучей среде с источником, и дополнительную емкость под давлением, расположенную в сообщении по текучей среде с источником и с основной емкостью под давлением. Основная емкость под давлением имеет первую ожидаемую продолжительность срока службы и имеет первую конструкционную характеристику. Дополнительная емкость под давлением имеет вторую ожидаемую продолжительность срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы, и имеет вторую конструкционную характеристику.

[0006] В другом аспекте настоящее изобретение описывает способ, в котором используется дополнительная емкость под давлением для прогнозирования приближающегося выхода из строя основной емкости под давлением. Способ включает в себя сообщение по текучей среде основной емкости под давлением с источником текучей среды под давлением, сообщение по текучей среде дополнительной емкости под давлением с источником и с основной емкостью под давлением, и подвергание дополнительной емкости под давлением первой усталостной нагрузке, вызывая ее выход из строя до выхода из строя основной емкости под давлением.

[0007] Это изобретение в его различных комбинациях, как применительно к устройству, так и применительно к способу, также может отличаться следующим перечнем позиций:

1 Система, содержащая:

источник текучей среды под давлением;

основную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с источником, имеющую первую ожидаемую продолжительность срока службы и имеющую первую конструкционную характеристику; и

дополнительную емкость под давлением, расположенную в сообщении по текучей среде с источником и с основной емкостью под давлением, имеющую вторую ожидаемую продолжительность срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы, и имеющую вторую конструкционную характеристику.

2. Система по п.1, в которой дополнительная емкость под давлением меньше, чем основная емкость под давлением.

3. Система по любому из пп.1-2, в которой вторая конструкционная характеристика выполнена ослабленной, так чтобы дополнительная емкость под давлением выходила из строя в месте ослабления.

4. Система по любому из пп.1-3, в которой:

первая конструкционная характеристика представлена первым материалом; и

вторая конструкционная характеристика представлена вторым материалом, который отличается от первого материала.

5. Система по п.4, в которой:

первый материал представляет собой композит из углеволокна; и

второй материал представляет собой композит из арамидного волокна.

6. Система по любому из пп.1-5, в которой дополнительная емкость под давлением расположена параллельно с основной емкостью под давлением относительно источника.

7. Система по любому из пп.1-6, в которой дополнительная емкость под давлением расположена последовательно между источником и основной емкостью под давлением.

8. Система по любому из пп.1-7, дополнительно содержащая защитную конструкцию, выполненную с возможностью, по меньшей мере частично, вмещать дополнительную емкость под давлением во внутреннем пространстве.

9. Система по п.8, дополнительно содержащая датчик, выполненный с возможностью обнаружения физического состояния внутреннего пространства, который показывает выход из строя дополнительной емкости под давлением.

10. Система по п.9, дополнительно содержащая контроллер в сигнальной связи с датчиком.

11. Система по п.10, дополнительно содержащая индикаторное устройство в сигнальной связи с контроллером.

12. Система по любому из пп.10-11, дополнительно содержащая клапан, расположенный между источником и основной емкостью под давлением, находящийся в сигнальной связи с контроллером.

13. Способ, который использует дополнительную емкость под давлением для прогнозирования приближающегося выхода из строя основной емкости под давлением, включающий в себя:

сообщение по текучей среде основной емкости под давлением с источником текучей среды под давлением;

сообщение по текучей среде дополнительной емкости под давлением с источником и с основной емкостью под давлением; и

подвергание дополнительной емкости под давлением первой усталостной нагрузке, чтобы вызвать ее выход из строя прежде выхода из строя основной емкости под давлением.

14. Способ по п.13, дополнительно включающий в себя:

по меньшей мере, частичное вмещение дополнительной емкости под давлением внутренним пространством защитной конструкции; и

измерение величины физического состояния внутреннего пространства.

15. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя:

передачу измеренного значения контроллеру; и

определение, произошел ли выход из строя дополнительной емкости под давлением в зависимости от измеренной величины.

16. Способ по п.15, дополнительно включающий в себя транслирование сигнала от контроллера на индикаторное устройство для приведения в действие индикаторного устройства, тем самым сигнализирования пользователю о выходе из строя дополнительной емкости под давлением.

17. Способ по любому из пп.15-16, дополнительно включающий в себя транслирование сигнала от контроллера к клапану для остановки потока текучей среды из источника на основную емкость под давлением.

18. Способ по любому из пп.13-17, дополнительно включающий в себя подвергание основной емкости под давлением вторую усталостной нагрузке, которая меньше первой усталостной нагрузки.

[0008] Это резюме представлено для того, чтобы дать общие представления в упрощенном виде, которые описаны ниже в подробном описании. Это резюме не предназначено для определения ключевых отличительных признаков или существенных признаков раскрытого или заявленного предмета изобретения, и не предназначено для описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждой реализации раскрытого или заявленного предмета изобретения. В частности, признаки, раскрытые здесь в отношении одного варианта осуществления, могут быть одинаково применимы к другому. Кроме того, это резюме не предназначено для использования в качестве помощи при определении границ заявленного предмета изобретения. Многие другие новые преимущества, характерные особенности и закономерности - станут очевидными по мере продолжения этого описания. Фигуры и описание, которые следуют далее, пояснят проиллюстрированные варианты осуществления более конкретно.

Краткое описание чертежей

[0009] Раскрытый предмет изобретения будет дополнительно пояснен со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые конструктивные элементы или элементы системы - обозначены одинаковыми ссылочными позициями во всех нескольких видах.

[0010] На фиг. 1 показан схематический вид приводимой в качестве примера системы, включающей в себя емкость под давлением и дополнительную индикаторную емкость под давлением, соединенную параллельно с источником текучей среды с помощью соединителя типа «тройник».

[0011] На фиг. 2 показан схематический вид приводимой в качестве примера системы, включающей в себя емкость под давлением, соединенную в линию (например, последовательно) с дополнительной емкостью к источнику текучей среды.

[0012] На фиг. 3 показан схематический вид приводимой в качестве примера системы, включающей в себя емкость под давлением, соединенную в линию (например, последовательно) с дополнительной емкостью, которая окружена защитной структурой, связанной с датчиками и контроллером.

[0013] На фиг. 4 показан схематический вид приводимой в качестве примера системы, включающей в себя множество емкостей под давлением и дополнительную индикаторную емкость, соединенную параллельно с источником текучей среды с помощью соединителя типа "тройник", причем дополнительная емкость, по меньшей мере частично, окружена защитной структурой.

[0014] Хотя вышеопределенные фигуры устанавливают в дальнейшем один или несколько вариантов осуществления раскрытого предмета изобретения, также рассматриваются другие варианты осуществления, как указано в изобретении. Во всех случаях это изобретение представляет раскрытый предмет изобретения в виде представления, а не ограничения. Следует понимать, что многие другие модификации и варианты осуществления могут быть разработаны специалистами в данной области техники, которые подпадают под действие принципов настоящего раскрытия.

[0015] Чертежи не могут быть сделаны в масштабе. В частности, для ясности, некоторые особенности могут быть увеличены по сравнению с другими особенностями. Кроме того, когда используются термины, такие как выше, ниже, сверху, внизу, верх, низ, сбоку, справа, слева и т. д., это следует понимать так, что они используются только для удобства понимания описания. Предполагается, что конструктивные элементы могут быть ориентированы другим образом.

Подробное описание изобретения

[0016] В этом изобретении признается, что необходимо предвидеть выход из строя емкости, что позволяет упреждающе вывести емкость из эксплуатации до ее выхода из строя. В предлагаемом в качестве примера варианте осуществления дополнительная емкость под давлением используется для определения того, когда основная емкость под давлением приближается к концу ее пригодного для использования срока службы. Соответственно, раскрытые системы и способы - позволяют пользователю прогнозировать приближающийся выход из строя основной емкости под давлением. В приводимом в качестве примера варианте осуществления дополнительная емкость под давлением служит индикатором выхода из строя, который является специфическим для конструктивных характеристик и свойств материала основной емкости под давлением. В приводимом в качестве примера варианте осуществления дополнительная емкость под давлением предназначена для выхода из строя при заданном сроке службы в процентном отношении от ожидаемого срока службы основной емкости под давлением.

[0017] На фиг. 1 показана схематическая иллюстрация приводимого в качестве примера варианта осуществления системы 10а индикатора выхода из строя емкости под давлением, которая включает в себя основную емкость 12 под давлением, соединенную (например, в сообщении по текучей среде) с линией 14 источника. Линия 14 источника может быть, например, металлическим и/или полимерным трубопроводом или рукавом. Емкость 12 под давлением выполнена с возможностью вмещать жидкую или газообразную текучую среду под давлением и включать в себя металлическую, полимерную и/или композитную конструкцию. Подходящие металлы включают в себя, например, нержавеющую сталь и никелевые сплавы. Подходящие композитные материалы включают в себя, например, стекловолокно или углеволокно. Линия 14 источника обеспечивает связь по текучей среде емкости 12 под давлением с источником 16 текучей среды под давлением, который обеспечивает текучую среду, которой заполняется емкость 12 под давлением. В проиллюстрированном варианте осуществления дополнительная емкость 18 под давлением расположена параллельно с основной емкостью 12 под давлением относительно источника 16. Как правило, емкость 12 под давлением соединена с линией 14 через бобышку 13 емкости 12 под давлением, но может использоваться любой соединительный механизм, который позволяет текучей среде в линии 14 поступать в емкость 12 под давлением и из нее.

[0018] В проиллюстрированном варианте осуществления дополнительная емкость 18 под давлением соединена с источником 16 текучей среды линией 14 источника. Дополнительная емкость 18 под давлением может быть соединена с линией 14 через бобышки 15 дополнительной емкости под давлением или любым другим функциональным соединительным механизмом. Дополнительная емкость 18 под давлением сконструирована таким образом, что подвергаясь воздействию по существу тех же рабочих условий, что и основная емкость 12 под давлением, дополнительная емкость под давлением 18 выходит из строя прежде емкости 12 под давлением. В приводимом в качестве примера варианте осуществления системы 10 дополнительная емкость 18 под давлением может быть сконструирована так, чтобы иметь заданное время выхода из строя (например, ожидаемую продолжительность срока службы), которое меньше ожидаемого времени выхода из строя емкости 12 под давлением на величину, которая позволяет выйти из строя дополнительной емкости 18 под давлением сигнализируя о предстоящем выходе из строя емкости 12 под давлением. Например, дополнительная емкость 18 под давлением может иметь более тонкие или более слабые стенки, или быть изготовлена из других материалов (например, в конкретной области или в целом), чем основная емкость 12 под давлением. В одном примере дополнительная емкость 18 под давлением подвергается усталостной нагрузке, чтобы вызвать ее выход из строя, в то время как основная емкость 12 под давлением сконструирована так, чтобы выдерживать более высокую усталостную нагрузку до выхода из строя. Такая усталостная нагрузка может определяться количеством циклов давления и/или продолжительностью времени при одном или более статических давлениях, например, до того, как конструктивная целостность дополнительной емкости 18 под давлением будет достаточно ослаблена, чтобы выйти из строя.

[0019] В приводимом в качестве примера варианте осуществления дополнительная емкость 18 под давлением сконструирована как емкость под давлением с композитной, полимерной и/или металлической конструкцией, аналогичной основной емкости 12 под давлением. Используя дополнительную емкость 18 с подобными основной рабочей емкости 12 под давлением материалами и конструкцией, можно ожидать аналогичных сроков службы. В некоторых случаях материалы и/или конструкция дополнительной емкости 18 под давлением по существу соответствуют материалам основной рабочей емкости 12 под давлением; однако дополнительная емкость 18 подвергается более высокому уровню напряжения, чем основная емкость 12 под давлением, что заставляет дополнительную емкость 18 выходить из строя прежде рабочей или основной емкости 12. Например, основная емкость 12 может быть обернута первым количеством усиленного смолой композитного волокна, в то время как дополнительная емкость 18 обернута вторым количеством усиленного смолой композитного волокна, которое менее эффективно, чем первое количество, принимая во внимание такие факторы, как относительные размеры основной емкости 12 и дополнительной емкости 18. Поскольку основная емкость 12 и дополнительная емкость - подвергаются одной и той же нагрузке, напряжение на дополнительной емкости 18 будет выше напряжения, испытываемого основной емкостью 12 из-за различий в конструкции оболочки.

[0020] Предполагается, что могут быть использованы другие различия в материале и/или конструкции (например, конструкционная характеристика) дополнительной емкости под давлением 18 по сравнению с таковыми у основной емкости 12 под давлением, так что ожидаемая продолжительность срока службы дополнительной емкости 18 под давлением будет короче, чем у основной емкости 12 под давлением при тех же условиях эксплуатации. В этих случаях дополнительная емкость 18 под давлением сконструирована с возможностью выхода из строя прежде, чем основная емкость 12 под давлением, даже если дополнительная емкость 18 под давлением подвергается той же усталостной нагрузке, что и основная емкость 12 под давлением. Например, дополнительная емкость 18 под давлением и основная емкость 12 под давлением - могут быть выполнены из различных материалов, причем материал дополнительной емкости 18 под давлением - более восприимчив к усталостному разрушению. В одном примере емкость 12 под давлением содержит углеволокнистый композит, а дополнительная емкость 18 под давлением - содержит композит из арамидного волокна.

[0021] В другом примере дополнительная емкость 18 под давлением может включать в себя, по меньшей мере, одно ослабление 20, такое как выборка или канавка, где механический выход из строя может инициироваться перед тем, как он произойдет в другом месте на дополнительнй емкости 18 под давлением. Предполагается, что может быть использовано любое ослабление 20, такое как, например, поверхность емкости под давлением 18, имеющая разную толщину, состав, конструкцию, восприимчивость к коррозии или другое свойство, что делает ослабление более восприимчивым к выходу из строя, чем остальная часть дополнительной емкости 18 под давлением. Таким образом, ослабление 20 выполнено таким образом, что дополнительная емкость 18 под давлением выходит из строя в месте ослабления 20.

[0022] Как правило, дополнительная емкость 18 под давлением меньше, чем рабочая или основная емкость 12 под давлением. В приводимых в качестве примера вариантах осуществления системы 10 дополнительная емкость 18 под давлением выполнена так, чтобы вмещать меньший объем текучей среды, чем основная емкость 12 под давлением. Этот выбор размера приводит к экономии затрат и простоте размещения дополнительной емкости 18 под давлением в системе 10. Подробности, относящиеся к формированию приводимой в пример основной емкости 12 под давлением и дополнительной емкости 18 под давлением, - раскрыты в патенте США № 4838971, озаглавленном «Процесс и устройство намотки волокон», и патенте США № 4,369,894, озаглавленном «Емкости с намотанными волокнами», которые включены сюда путем ссылки.

[0023] В приводимом в качестве примера варианте осуществления системы 10 дополнительная емкость 18 под давлением может быть соединена параллельно с линией 14 источника соединителем 19 типа «тройник», чтобы сообщаться по текучей среде с основной емкостью 12 под давлением и источником 16 текучей среды. Альтернативно, как показано в системе 10b на фиг. 2, дополнительная емкость 18 под давлением может быть соединена с линией 14 источника таким образом, что она «встроена» в поток текучей среды под давлением из источника 16 текучей среды в емкость 12 под давлением или из него (так, что дополнительная емкость 18 под давлением и основная емкость 12 под давлением 12 сориентированы последовательно). В этом варианте осуществления текучая среда течет через дополнительную емкость 18 в или из емкости 12 под давлением. Предполагается, что дополнительная емкость 18, емкость 12 под давлением и источник 16 текучей среды - могут быть соединены в любой конфигурации, в которой дополнительная емкость 18 подвергается воздействию практически тех же рабочих условий, что и емкость 12 под давлением.

[0024] В другом приводимом в качестве примера варианте осуществления системы 10с, показанной на фиг. 3, дополнительная емкость 18 под давлением помещена во внутреннее пространство 38 защитной конструкции 22. При выходе из строя дополнительной емкости 18 под давлением, любые полученные продукты разрушения и вытекающая жидкость - задерживаются во внутреннем пространстве 38 защитной конструкции 22. Защитная конструкция 22 может включать в себя окно 30 или другой прозрачный участок, через который может проводиться визуальный осмотр дополнительной емкости 18 под давлением. Датчик(и) 24 может быть установлен в или на защитной конструкции 22 и выполнен с возможностью обнаружения состояния (состояний) во внутреннем пространстве 38 защитной конструкции 22. Датчики 24 могут быть выполнены с возможностью обнаружения физических условий (и их изменений) во внутреннем пространстве 38, например, таких как температура, давление, акустические излучения или проводимость, или любого другого показателя выхода из строя дополнительной емкости 18 под давлением. Датчики 24 могут быть подключены к контроллеру 26 через линию 32 передачи сигналов.

[0025] Для удобства обсуждения будет сделана ссылка на контроллер 26 компьютера, который может включать в себя, например, известные процессоры, микропроцессоры, микроконтроллеры и программируемые логические контроллеры (ПЛК). Контроллер 26 запускает программное обеспечение и, таким образом, связывается с внешними устройствами, такими как датчик(и) 24, индикатор 28, клапан 34 и любые другие внешние устройства - через линии 32 передачи сигналов. В приводимом в качестве примера варианте осуществления такая передача сигнала может выполняться через интерфейсы (не показаны), как, например, интерфейс с использованием стандартного протокола RS-485/Modbus, с использованием средств проводной и/или беспроводной связи.

[0026] Контроллер 26 принимает сигнал от датчика 24 в отношении измеренного значения физического состояния, и запускает программное обеспечение (не показано), чтобы определить, произошел ли выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением, в зависимости от измеренного значения. В приводимом в качестве примера варианте осуществления контроллер 26 выполнен с возможностью реагирования на выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением, например, посредством срабатывания индикатора 28 запуска и/или выведения из эксплуатации основной емкости 12 под давлением. В одном примере индикатор 28 срабатывания включает в себя отправку сигнала от контроллера 26 для приведения в действие видимого и/или аудио сигнала, или сигнала тревоги пользователям о выходе из строя дополнительной емкости 18 под давлением. В другом примере выведение основной емкости 12 под давлением из эксплуатации включает в себя отсоединение основной емкости 12 под давлением от источника 16 жидкости, например, путем отправки сигнала от контроллера 26 на закрытие клапана 34 между основной емкостью 12 под давлением и источником 16 текучей среды, тем самым останавливая поток текучей среды от источника 16 жидкости в основную емкость 12 под давлением.

[0027] Кроме того, или альтернативно, дополнительная емкость 18 под давлением может быть демонтирована или иным образом выведена из эксплуатации, как до, так и после выхода из строя, для осмотра. В системе 10а на фиг. 1, выведение дополнительной емкости 18 под давлением из эксплуатации может быть выполнено, например, закрывающим клапаном 36. Таким образом, состояние основной емкости 12 под давлением может быть определено исходя из проверки (включая в себя отдельные испытания в некоторых вариантах осуществления) дополнительной емкости 18 под давлением без прерывания работы основной емкости 12 под давлением. Следует отметить, что в случае, когда функционирование основной емкости 12 под давлением продолжается после удаления дополнительной емкости 18 под давлением из системы 10а, оператор должен понимать, что тогда основная емкость 12 под давлением подвергается дополнительным напряжениям, не испытываемым дополнительной емкостью 18 под давлением 18 в период, когда дополнительная емкость 18 под давлением не находится в эксплуатации.

[0028] В приводимом в качестве примера варианте осуществления «выход из строя» дополнительной емкости 18 под давлением включает в себя ее разрыв или меньшее повреждение, которое приводит к утечке текучей среды из нее в количестве, превышающем пороговое значение. Такая величина порогового значения может быть задана пользователем и/или определена программным обеспечением, выполняемым контроллером 26, которое учитывает факторы, включающие в себя, например, измеренные физические условия, значения которых определяются датчиками 24. Например, если текучая среда под давлением в системе 10 является криогенной текучей средой, контроллер 26 может определить, что произошел выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением, если датчик 24 возвращает значение температуры внутреннего пространства 38 защитной конструкции 22, определяемой пороговым значением температуры. Другой пример, - если текучая среда под давлением в системе 10 является водородом, - контроллер 26 может определить, что произошел выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением, если датчик 24 возвращает значение концентрации водорода во внутреннем пространстве 38 защитной конструкции 22, которое находится выше предварительного определенного порогового значения концентрации водорода. В еще одном примере контроллер 26 может определить, что произошел выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением, если датчик 24 возвращает значение давления газа во внутреннем пространстве 38 защитной конструкции 22, которое находится выше предварительно определенного порогового значения давления. Программное обеспечение, выполняемое контроллером 26, также может быть запрограммировано с учетом любой комбинации значений физических условий, возвращаемых датчиками 24 для определения, произошел ли выход из строя дополнительной емкости 18 под давлением.

[0029] На фиг. 4 показан схематический вид приводимой в качестве примера системы 10d, включающей в себя множество емкостей 12, 12а под давлением и дополнительную индикаторную емкость 18, соединенную с источником текучей среды соединителем 19 типа «тройник» (так что дополнительная емкость под давлением 18 и множество основных емкостей под давлением 12, 12а - ориентированы параллельно). В проиллюстрированном варианте осуществления дополнительная емкость 18 под давлением, по меньшей мере частично, окружена защитной конструкцией 22а, имеющей внутреннее пространство 38а. Хотя защитная конструкция 22a не полностью вмещает дополнительную емкость под давлением, ослабление 20 дополнительной емкости 18 под давлением находится во внутреннем пространстве 38a защитной конструкции 22a. Дополнительная емкость 18 под давлением соединена параллельно с линией 14 источника с помощью соединителя 19 типа «тройник», чтобы сообщаться по текучей среде с основными емкостями 12, 12а под давлением и источником 16 жидкости. Хотя показаны две основные емкости 12, 12а под давлением, предполагается, что другое количество основных емкостей под давлением также могут использоваться в системе, как описано.

[0030] Хотя предмет настоящего изобретения описан со ссылкой на несколько вариантов осуществления, специалисты в данной области техники примут во внимание, что в форме и деталях могут быть сделаны изменения без выхода за границы изобретения. Кроме того, любая особенность, раскрытая в отношении одного варианта осуществления, может быть включена в другой вариант осуществления, и наоборот.

Система (10) включает в себя источник (16) текучей среды под давлением, основную емкость (12) под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с источником (16), и дополнительную емкость (18) под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с источником (16) и с основной емкостью (12) под давлением. Основная емкость (12) под давлением имеет первую ожидаемую продолжительность срока службы и имеет первую конструкционную характеристику. Дополнительная емкость (18) под давлением имеет вторую ожидаемую продолжительности срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы, и имеет вторую конструкционную характеристику. Дополнительная емкость (18) под давлением меньше, чем основная емкость (12) под давлением. Способ использует дополнительную емкость (18) под давлением для прогнозирования приближающегося выхода из строя основной емкости (12) под давлением. Способ включает в себя соединение основной емкости (12) под давлением с источником (16) текучей среды под давлением, связь по текучей среде дополнительной емкости (18) под давлением с источником (16) и с основной емкостью (12) под давлением и подвергание дополнительной емкости (18) под давлением первой усталостной нагрузке, чтобы вызвать ее выход из строя прежде выхода из строя основной емкости (12) под давлением. Техническим результатом является контроль за состоянием основной емкости. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система, содержащая:

источник текучей среды под давлением;

основную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и имеющую первую ожидаемую продолжительность срока службы; и

дополнительную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и с основной емкостью под давлением, причем дополнительная емкость под давлением имеет вторую ожидаемую продолжительность срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы, причем дополнительная емкость под давлением меньше, чем основная емкость под давлением.

2. Система, содержащая:

источник текучей среды под давлением;

основную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и имеющую первую ожидаемую продолжительность срока службы; и

дополнительную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и с основной емкостью под давлением, причем дополнительная емкость под давлением имеет вторую ожидаемую продолжительность срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы, и дополнительная ёмкость под давлением содержит ослабление, так что дополнительная емкость под давлением выходит из строя в месте ослабления.

3. Система по п. 1 или 2, в которой:

основная ёмкость под давлением содержит первый материал; и

дополнительная ёмкость под давлением содержит второй материал, который отличается от первого материала.

4. Система по п. 3, в которой:

первый материал представляет собой композит из углеволокна и

второй материал представляет собой композит из арамидного волокна.

5. Система по п. 1 или 2, в которой дополнительная емкость под давлением расположена параллельно основной емкости под давлением относительно упомянутого источника.

6. Система по п. 1 или 2, в которой дополнительная емкость под давлением расположена последовательно между источником и основной емкостью под давлением.

7. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая защитную конструкцию, выполненную с возможностью, по меньшей мере частично, вмещать дополнительную емкость под давлением во внутреннем пространстве.

8. Система по п. 7, дополнительно содержащая датчик, выполненный с возможностью обнаружения физического состояния внутреннего пространства, который указывает на выход из строя дополнительной емкости под давлением.

9. Система по п. 8, дополнительно содержащая контроллер в сигнальной связи с датчиком.

10. Система по п. 9, дополнительно содержащая индикаторное устройство в сигнальной связи с контроллером.

11. Система, содержащая:

источник текучей среды под давлением;

основную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и имеющую первую ожидаемую продолжительность срока службы; и

дополнительную емкость под давлением, находящуюся в сообщении по текучей среде с упомянутым источником и с основной емкостью под давлением, причем дополнительная емкость под давлением имеет вторую ожидаемую продолжительность срока службы, меньшую, чем первая ожидаемая продолжительность срока службы;

защитную конструкцию, выполненную с возможностью, по меньшей мере частично, вмещать дополнительную емкость под давлением во внутреннем пространстве;

датчик, выполненный с возможностью обнаружения физического состояния внутреннего пространства, который указывает на выход из строя дополнительной емкости под давлением;

контроллер в сигнальной связи с датчиком;

индикаторное устройство в сигнальной связи с контроллером;

клапан, расположенный между упомянутым источником и основной емкостью под давлением и находящийся в сигнальной связи с контроллером.

12. Способ, который использует дополнительную емкость под давлением для прогнозирования приближающегося выхода из строя основной емкости под давлением, включающий в себя:

соединение по текучей среде основной емкости под давлением с источником текучей среды под давлением;

соединение по текучей среде дополнительной емкости под давлением с упомянутым источником и с основной емкостью под давлением и

подвергание дополнительной емкости под давлением первой усталостной нагрузке, чтобы вызвать ее выход из строя прежде выхода из строя основной емкости под давлением.

13. Способ по п. 12, дополнительно включающий в себя:

по меньшей мере частичное вмещение дополнительной емкости под давлением внутренним пространством защитной конструкции и

измерение значения физического состояния внутреннего пространства.

14. Способ по п. 13, дополнительно включающий в себя:

сообщение измеренной величины контроллеру и

определение, произошел ли выход из строя дополнительной емкости под давлением, в зависимости от измеренной величины.

15. Способ по п. 14, дополнительно включающий в себя транслирование сигнала от контроллера на индикаторное устройство для приведения в действие индикаторного устройства, тем самым сигнализирования пользователю о выходе из строя дополнительной емкости под давлением.

16. Способ по п. 14 или 15, дополнительно включающий в себя транслирование сигнала от контроллера к клапану для остановки потока текучей среды от источника в основную емкость под давлением.

17. Способ по любому из пп. 12-15, дополнительно включающий в себя подвергание основной емкости под давлением второй усталостной нагрузке, которая ниже первой усталостной нагрузки.