Баллон давления Советский патент 1984 года по МПК F17C1/00 

Изобретение относится к конструкциям комбинированных баллонов давления многоразового использования и может быть использовано в качестве газовых баллонов автомобилей, работающих на газе. Известен баллон давления, содержащий цилиндр, изготовленный непрерывной намоткой композиционного материала на -металлическую герметичную оболочку, представляющую собой сварную конструкцию из листового материала 1.

Недостатком этой конструкции является низкая усталостная прочность. В конструкции не полностью используются прочностные свойства волокнистого композиционного материала вследствие разности модулей упругости материала металлической оболочки и композиционного материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является баллон давления, содержащий несущие слои, выполненные из композиционного материала и герметичный металлический слой, выполненный в виде гофрированной цилиндрической оболочки. Наличие гофр на герметичной цилиндрической оболочке позволяет допустить большие деформации несущего слоя за счет деформации гофрированных участков герметичной оболочки 2.

Однако это приводит к усложнению технологии изготовления баллона, так как наличие гофр на внутренней герметичной оболочке требует введения межДу ними несжимаемой среды для обеспечения возможности намотки внещнего несущего слоя.

Цель изобретения - более полное использование прочностных свойств композиционного материала и упрощение технологии изготовления баллона давления.

Поставленная цель достигается тем, что в баллоне давления, содержащем несущие слои, выполненные из композиционного материала, крыщки, соединенные между, собой тягами, и металлический герметизирующий слой, последний выполнен из отдельных листовых элементов, зона сопряжения которых снабжена накладными пластинами, жестко связанными, например, сваркой с листовыми элементами герметизирующего металлического слоя с образованием вильчатого соединения листовых элементов, установленными с их взаимным перемещением.

На фиг. 1 изображен баллон давления, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Баллон давления состоит из цилиндрической металлической герметизирующей обо лочки 1, усиленной кольцевыми слоями 2 композиционного материала, например, на основе стекловолокна ВМС и связующего ЭФ-32-301-16. Цилиндрическая металлическая герметизирующая оболочка 1 выполнена из отдельных элементов 3. Элементы 3 состоят из листов 4 и 5, имеющих кривизну цилиндра, к которым по обеим продольным сторонам приварены герметично пластины, причем пластины б и 7 приварены к листу 4, а пластина 8 - к листу 5. Пластины 6-8 образуют вильчатое соединение с листами 4 и 5. Цилиндрическая оболочка 1 собрана стыковкой нескольких элементов 3, которые своими листами 4 и 5 и пластинами 6-8 со снятыми «на ус кромками заходят в клиновидные зазоры 9, .предварительно заполненные герметиком 10, и запирают их. При намотке кольцевыми слоями 2 цилиндрическая оболочка 1 получает дополнительное обжатие и зазоры 9 запираются еще более плотно. Таким образом, между листами 4 и 5 образуется стык по типу лабиринта, который при внутреннем давлении обеспечивает герметичность за счет того, что весь пакет стыка прижимается к кольцевым слоям композиционного материала 2 и пластины 6-8 плотно прижимаются к листам 4, 5 и друг к другу. В то же время такой стык позволяет свободно перемещаться листам 4 и 5 относительно друг друга в окружном направлении, увеличивая тем самым внутренний диаметр оболочки, пока всю нагрузку не воспримут кольцевые слои 2 композиционного материала. Торцы металлической оболочки закрыты крыщками И с помощью тяг 12 итаек 13. В проточках крыщек по стыку проложены герметизирующие прокладки 14. Стык также заполнен герметиком 10. В крыщке выполнен щтуцер 15.

Позицией 16 обозначен сварной щов.

В предлагаемом техническом рещении металлическая оболочка выполняет только функцию герметизации, а всю нагрузку несут кольцевые слои композита, что позволяет полностью использовать их несущие свойства при больщих давлениях. Отсутствие зон изгиба и койцентраторов напряжений также способствует увеличению усталостной прочности.

Предлагаемый баллон прост в изготовлении, так как нет необходимости в укладке спиральных слоев композита, что позволяет осуществлять массовое производетво таких баллонов.

Фиг. 2

БАЛЛОН ДАВЛЕНИЯ, содержащий несущие слои, выполненные из композиционного материала, герметизирующий металлический слой и крышки, соединенные между собой тягами, отличающийся тем, что, с целью более полного использования прочностных свойств композиционного материала и упрощения технологии изготовления баллона давления, герметизирующий металлический слой выполнен из отдельных листовых элементов, зона сопряжения которых снабжена накладными пластинами, жестко связанными, например, сваркой с листовыми элементами герметизирующего металлического слоя с образованием вильчатого соединения листовых элементов, установленными с их взаимным перемещением. & S к hr f fff f J J Ai-i g Vi s oo u 4 j;||g