Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

БАЛЛОН ДЛЯ СЖАТОГО ГАЗА - Патент РФ 2121095
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
БАЛЛОН ДЛЯ СЖАТОГО ГАЗА
БАЛЛОН ДЛЯ СЖАТОГО ГАЗА

БАЛЛОН ДЛЯ СЖАТОГО ГАЗА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Баллон предназначен для хранения, транспортировки и использования сжатых газов. Баллон выполнен сварным из титанового сплава. Максимальные радиусы кривизны наружных поверхностей дна (Rд) и горловины (Rг), а также толщины дна (δд) и горловины (δг) соотносятся с радиусом наружной поверхности цилиндра (Rц) и его толщиной (δц) следующим образом: Rд/Rц=1-1,5, Rг/Rц=1-1,5, δдц = 0,45-0,75, δгц = 0,45-0,75. В результате повышается долговечность и надежность конструкции баллона. 1 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: 2121095
Класс(ы) патента: F16J12/00, F17C1/14
Номер заявки: 95115770/06
Дата подачи заявки: 08.09.1995
Дата публикации: 27.10.1998
Заявитель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики
Автор(ы): Кленкин Н.В.; Чобит И.Д.
Патентообладатель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики
Описание изобретения: Изобретение относится к конструкции сосудов, работающих под высоким давлением, в частности к баллонам высокого давления, предназначенных для хранения, транспортирования и использования сжатых газов (воздуха, аргона, азота и др. ). Баллоны для сжатых газов под высоким давлением являются устройствами, используемыми в различных областях народного хозяйства и техники и, в частности, могут найти применение в дыхательных аппаратах и аквалангах.
Основными требованиями, предъявляемыми к таким газовым баллонам, являются:
- эксплуатационная надежность при минимальных значениях весовых характеристик;
- длительность срока службы;
- коррозионностойкость по отношению к окружающей среде и хранимому в баллонах газу;
- низкая материалоемкость.
Конструкция отечественных баллонов определяется стандартами (например, ГОСТ 949-73 и др.) и представляет собой трубу с закатанными дном и горловиной, причем дно загерметизировано с помощью сварки. При этом толщина стенки к вершине дна горловины плавно увеличивается до 3-4 толщин стенки трубы.
Баллоны данной конструкции, принятые за аналог, выпускаются, например, Первоуральским металлургическим заводом.
Однако существующие конструкции газовых баллонов не обеспечивают достаточной эксплуатационной надежности (прочности) и длительного срока службы, что связано с их определенными конструктивными особенностями.
Наименее надежным элементом конструкции таких баллонов (по ГОСТ 949-73) является зона герметизации дна сваркой. Зона герметизации дна сварки характеризуется наличием сварочных дефектов, подвержена значительной коррозии и снижает срок службы баллонов.
Технология изготовления стандартных баллонов не позволяет получать оптимальные форму и соотношения радиусов и толщин цилиндрической части, дна и горловины.
Оптимальные прочностные характеристики баллонов при минимальном их весе могут быть достигнуты выбором соответствующей формы баллонов - это цилиндр с выпуклыми, приближающимися к полусфере дном и горловиной и толщиной стенок дна и горловины, приблизительно равной половине толщины стенки цилиндрической части, что не выполняется в конструкции рассматриваемых баллонов и приводит к снижению эксплуатационной надежности и увеличению весовых характеристик.
Рассматривая алюминиевые баллоны, также взятые за аналог, запатентованные во Франции (N2221685, 1974, б. N 46) и в Великобритании (N 1419317, 1975), отмечаем тот же недостаток, а именно неоптимальность формы баллонов и соотношений радиусов и толщин цилиндрического корпуса, дна и горловины.
Общими признаками с предлагаемым авторами баллоном является наличие цилиндрического корпуса с дном и горловиной.
Наиболее совершенной конструкцией является конструкция баллонов для сжатого газа фирмы "Faber", (Италия), принятый за прототип (Григорьев У.Г. и др. Газобаллонные автомобили. -М.: Машиностроение, 1989, с. 100-102).
Баллон представляет собой стальной штампованный из листа цилиндрический корпус со сплошным дном и закатанной горловиной. Толщина стенки цилиндра и сплошного дна одинакова. В такой конструкции отсутствует влияние герметизации дна сваркой, но тем не менее не оптимальны форма и соотношения толщин стенок цилиндра, дна и горловины.
Техническая задача, стоящая перед авторами предложенного баллона, состоит в создании долговечной конструкции баллона с высокой эксплуатационной надежностью при минимальном весе и увеличенном количестве запасаемого газа.
Сущность изобретения заключается в том, что баллон для сжатого газа, имеющий форму цилиндра с выпуклыми дном и горловиной в отличие от прототипа выполнен сварным из титанового сплава, причем максимальные радиусы кривизны наружных поверхностей дна Rд и горловины Rг, а также толщины дна δд и горловины δг соотносятся с радиусом наружной поверхности цилиндра Rц и его толщиной δц следующим образом:
Rд/Rц=1...1,5,
Rг/Rц=1...1,5,
δдц= 0,45...0,75,
δгц= 0,45...0,75.
Сварные швы могут быть обработаны изнутри заподлицо с поверхностью цилиндра.
Выбор толщины дна горловины по отношению к цилиндрической части в указанных пределах, а также выбор соответствующих радиусов цилиндра, дна и горловины приводит к практической равнопрочности цилиндра, дна и горловины, уменьшению веса и материалоемкости предлагаемого баллона.
Выполнение баллона из титанового сплава делает его коррозионностойким по отношению к окружающей среде, даже в морской воде, и экологически чистым в части хранимого в нем газа, что благоприятствует применению баллонов в качестве дыхательных аппаратов и аквалангов.
Использование титановых сплавов в баллонах высокого давления известно из патента Японии N1-26065, 1987, F 16 J 12/00.
Несмотря на известность использования титана как коррозионностойкого материала, применение его в сочетании с предложенными выбранными соотношениями толщин и радиусов дна, горловины и цилиндрической части баллона, изготовленного сваркой, позволило получить новый технический результат: равнопрочность конструкции, что влияет на длительность использования баллона под давлением, увеличение количества запасаемого в баллоне газа, уменьшение веса по сравнению с другими конструкциями соответствующих габаритов и уменьшение материалоемкости конструкции, а также возможность использования для хранения экологически чистых газов.
При нарушении выбранных соотношений, предложенных выше, технический результат не достигается.
Наличие отличительных от прототипа признаков говорит о соответствии критерию новизны конструкции предлагаемого баллона.
В подтверждение критерия промышленной применимости можно рассмотреть конструкции баллона на чертеже, где 1 - цилиндрическая часть, 2 - дно, 3 - горловина, Rд, Rц, Rг - радиусы кривизны наружных поверхностей дна, цилиндра и горловины, δдцг- толщины стенок дна, цилиндра и горловины. Баллон выполняется сварным и может состоять из 3-х (цилиндр, штампованные дно и горловина) или 2-х (штампованные цилиндрическая часть с дном и цилиндрическая часть с горловиной) частей.
По предлагаемому изобретению была разработана конструкторская документация, по которой были изготовлены опытные образцы баллонов с предложенными соотношениями.
Испытания подтвердили высокие прочностные, весовые и эксплуатационные характеристики баллонов.
Как показали испытания, в высокопрочных титановых баллонах увеличилось в 1,3 раза количество запасаемого газа по сравнению с прототипом аналогичных размеров.
Формула изобретения: 1. Баллон для сжатого газа, имеющий форму цилиндра с выпуклыми дном и горловиной, выполненными из титанового сплава, отличающийся тем, что баллон выполнен сварным, причем максимальные радиусы кривизны наружных поверхностей дна (Rд) и горловины (Rг), а также толщины дна (δд) и горловины (δг) соотносятся с радиусом наружной поверхности цилиндра (Rц) и его толщиной (δц) следующим образом: Rд/Rц = 1 - 1,5, Rг/Rц = 1 - 1,5, δдц= 0,45 - 0,75, δгц= 0,45 - 0,75.
2. Баллон по п.1, отличающийся тем, что сварные швы обработаны изнутри заподлицо с поверхностью цилиндра.