Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СОСУД ДАВЛЕНИЯ
СОСУД ДАВЛЕНИЯ

СОСУД ДАВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в авиационном, энергетическом, химическом машиностроении. Сущность изобретения: в сосуде давления оболочка имеет форму, определяемую соотношениями, приведенными в описании. Благодаря этому уменьшается масса, достигается равнопрочность оболочки при сохранении постоянства ее толщины, снижаются изгибные напряжения, улучшаются компоновочные качества. 2 з. п. ф - лы, 9 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2013683
Класс(ы) патента: F17C1/00
Номер заявки: 4927558/26
Дата подачи заявки: 20.02.1991
Дата публикации: 30.05.1994
Заявитель(и): Комков М.А.; Комков К.Ф.
Автор(ы): Комков М.А.; Комков К.Ф.
Патентообладатель(и): Комков Михаил Андреевич
Описание изобретения: Изобретение относится к сосудам, работающим под давлением и применяемым в различных областях техники, например в авиационном, энергетическом, химическом и др. машиностроении.
Цель изобретения - улучшение качества и уменьшение массы, достижение равнопрочности оболочки при сохранении постоянства ее толщины, снижение изгибных напряжений, создание однородного напряженного состояния, улучшение компоновочных качеств.
На фиг. 1 показаны графики = f(), иллюстрирующие изменение кривизны поверхности оболочки при изменении угла α в пределах 0≅α≅2π для постоянных значений параметров μ и n; на фиг. 2 - схема приложения усилий F1 и F2 на свободных торцах оболочки; на фиг. 3-4 - варианты торовых сосудов давления с жесткими шпангоутами; на фиг. 5 - вариант тороцилиндрического сосуда давления; на фиг. 6 - комбинация оболочки с массивным телом, иллюстрирующая возможность рационального использования свободного пространства; на фиг. 7 - торцовый сосуд давления с жесткой центральной вставкой; на фиг. 8 - узел I на фиг. 1; на фиг. 9 - узел II на фиг. 7.
Характер сопротивления оболочки внутреннему давлению определяется параметром n. Так, например, оболочка сосуда давления при n = 1 работает аналогично сферическому сосуду ( σ1= σ2 ), если на ее свободных торцах ( α= α1 и α= α2 ) приложены усилия F1 = 2 π r1h[ σ] и F2 = 2 π r2h[σ] , где [σ] - допустимое напряжение.
Оболочки сосудов давления всегда замкнуты, поэтому для них проще выполнить условия по перемещениям: меридиональным - U1 и окружным - U2(фиг. 8а и 9а).
Численные исследования напряженно-деформированного состояния оболочек показывают: если на торцах задать перемещения U1 и U2, равные тем, которые возникают при силовом воздействии, то она будет работать так же, как и по схеме фиг. 2, что согласуется с принципом суперпозиции. Следовательно, оболочка после изготовления и сборки должна получить упругую деформацию, определяемую специальным расчетом на ЭВМ. Чтобы эти условия не изменились при рабочем давлении, оболочка должна быть соединена с жесткой деталью, которая может быть элементом аппарата (машины), имеющим другое функциональное назначение. На фиг. 3-7 показаны некоторые варианты исполнения предлагаемых сосудов, содержащих оболочку (детали 1 и 2) и деталь 3, соединенную с оболочкой, например сваркой 4. Возможны и другие варианты, которые будут отличаться друг от друга формой оболочки, определяемой выбором углов α1 и α2 на кривой фиг. 2 и конфигурацией жесткой детали.
Оболочка имеет форму, определяемую соотношениями:
= ,
(1+μn)-(1-μ2)cosα-μ2n = 0, где = и = - безразмерные координаты точек поверхности оболочки;
μ = и n = - безразмерные параметры оболочки;
r0, r и rπ - максимальный, текущий и минимальный радиусы вращения оболочки;
σ1 и σ2 - меридиональные и окружные напряжения;
α - угол между нормалью к поверхности и плоскостью, перпендикулярной оси вращения оболочки.
С целью снижения изгибных напряжений и создания однородного напряженного состояния, оболочку соединяют с жесткой деталью, вызывая предварительную упругую деформацию, определяемую численным расчетом на ЭВМ.
С целью рационального использования прочностных свойств материалов напряженное состояние оболочки может быть предопределено с заранее заданным соотношением главных напряжений.
С целью повышения компоновочных качеств элементом оболочки может быть любой отрезок теоретической кривой, определяющей ее форму.
Формула изобретения: 1. СОСУД ДАВЛЕНИЯ, содержащий оболочку постоянной толщины, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и уменьшения массы, оболочка имеет форму, определяемую соотношениями
= ;
F(= r/ro) = 2(1+μn)-μn= n(1-μ2)-μ2 ,
где и - безразмерные координаты точек поверхности оболочки;
α - угол между нормалью к поверхности и плоскостью, перпендикулярной оси вращения оболочки;
μ= rπ / r0 и n= σ2 / σ1 - безразмерные параметры оболочки;
r0, r и rπ - максимальный, текущий и минимальный радиусы вращения оболочки;
σ1 и σ2 - меридиональные и окружные напряжения.
2. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения изгибных напряжений и создания однородного напряженного состояния, оболочка снабжена соединенной с ней жесткой деталью, создающей предварительную упругую деформацию.
3. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения компоновочных качеств, элементом оболочки является любой отрезок теоретической кривой, определяющий ее форму.