Захисний ковпак для клапана балона з текучою субстанцією під тиском і спосіб його виготовлення

Реферат: Винахід стосується захисного ковпака для клапана балона з текучою субстанцією під тиском. Захисний ковпак містить обід (1), який формує замкнутий захисний простір, при цьому нижній кінець обода (1) закріплений на головним чином кільцевій основі (2), яка передбачена для встановлення на горловині балона з текучою субстанцією під тиском. Ковпак відрізняється тим, що обід (1) сформований витягуванням металевого листа. Винахід також стосується способу виготовлення відповідного ковпака. UA 113305 C2 (12) UA 113305 C2 UA 113305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Представлений винахід відноситься до захисного ковпака для клапана балона з текучою субстанцією під тиском і до способу його виготовлення. Винахід відноситься, точніше, до захисного ковпака для клапана балона з текучою субстанцією під тиском, який містить обід, який формує замкнутий захисний простір, при цьому нижній кінець ободу прикріплений до основи головним чином кільцевої форми, яка виконана для встановлення на горловину балона з текучою субстанцією під тиском. Балони з текучою субстанцією під тиском і обладнання, яке супроводжує їх, повинні відповідати стандартам і правовим положенням щодо безпеки. Наприклад, захисні ковпаки клапанів газових балонів відповідають наступному стандарту: тест ISO 11117 для стандартизації і, зокрема, стійкість до ударів (при температурі 20 °C і 20 °C). Ці ковпаки повинні також задовольняти вимогам стійкості до вогню і мати довгі терміни експлуатації. Для дотримання цих умов, деякі захисні ковпаки виготовляються з металу. Документ DE10146261, таким чином, описує ковпак, який виготовлений з формованого металу і різні частини якого зварені. Однак, цей тип конструкції і виготовлення ковпака надає ковпак, який є відносно важким і дорогим у виробництві, якщо необхідно дотримуватися стандартів щодо механічної міцності. Документ GB1529293 у своїй частині описує захисний ковпак, який є єдиною штампованою деталлю. Однак, цей ковпак має геометричну форму, яка не є оптимальною для захисту усіх клапанів. Окрім того, цей варіант виконання надає ковпак з механічною міцністю, яка втрачається, що є незадовільним. Згідно з іншими відомими рішеннями ковпак виготовляється з пластику, необов'язково з металевою вставкою (порівняти ЕР1041339). Загалом, для гарантії виконання усіх необхідних функцій і дотримання технічних вимог, конструкції відомих ковпаків вимагають відносно великої кількості матеріалу. Задачею представленого винаходу є усунення деяких або усіх вищеописаних недоліків попереднього рівня техніки. Задачею винаходу може, зокрема, бути надання ковпака і способу його виготовлення, який робить можливим дотримання вимог безпеки, зокрема без шкоди для ваги ковпака та його вартості, і можливість надання ковпаку форми, яка пристосовується до різних геометричних форм клапана з одночасним привабливим зовнішнім виглядом. Для цього, ковпак згідно з винаходом, який, окрім того, відповідає загальному визначенню, наданому у вступній частині, по суті відрізняється тим, що обід виготовлений штампуванням металевого листа. Окрім того, варіанти виконання винаходу можуть містити одну або більшу кількість наступних характеристик: - верхній кінець ободу містить виступ, на якому закріплена головка для захоплювання ковпака; - головка закріплена приварюванням і/або обтисканням на верхньому кінці ободу; - головка має загалом форму порожнистої кришечки, яка у положенні, у якому вона встановлена на ободі, вміщує всередині себе принаймні частину виступу; - виступ сформований штампуванням ободу; - головка прикріплена приварюванням до вільного кінця виступу; - головка є порожньою, при цьому вільний кінець виступу упирається в основу головки, тоді як нижній кінець головки утримується на верхньому кінці ободу і/або на іншій частині виступу; - вільний верхній кінець головки є опуклим назовні від ковпака; - основа є металевою деталлю, яка відрізняється від ободу і має загалом форму відкритого кільця, два протилежні кінці якого мають відповідні отвори для затискного елемента згаданого кільця, при цьому нижній кінець ободу закріплений на основі приварюванням і/або обтисканням; - нижній кінець ободу містить дві половинки кільця, які формують круглий комір, який оточує основу по частині її периметру, яка становить 20 % -100 % і переважно 60 % -100 % його довжини; - основа є металевою деталлю, виготовленою штампуванням; - обід має принаймні одне ребро, яке проходить по його контуру, при цьому згадане принаймні одне ребро сформоване складкою штампування; - виступ відкритий на своєму верхньому кінці; - виступ має загалом форму зрізаного конусу, діаметр якого зменшується в напрямі його вільного кінця; - виступ має загалом форму зрізаного конусу, який нелінійно звужується в напрямі свого вільного кінця, тобто виступ формує опуклу і/або увігнуту частину на своїй зовнішній поверхні; 1 UA 113305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - основа містить кріпильну частину головним чином трубчастої форми, яка виконана для кріплення на горловині балона, при цьому верхній кінець кріпильної частини викривлений перпендикулярно осі трубчастої частини для формування кромки, яка кріпиться на нижньому кінці ободу; - обід принаймні частково опуклий до зовнішньої частини захисного простору; - отвори для затискного елемента згаданого кільця, які виконані на кінцях відкритого кільця, сформованого основою, розташовані у відповідних пластинках, які виконані як одне ціле з основою або прикріплені до основи; - головка виконана штампуванням металевої заготовки; - принаймні одна деталь, вибрана з ободу, основи, головки, виготовляється з принаймні одного з наступних матеріалів: металевий матеріал, сталь переважно з характеристиками, які є однаковими або кращими за характеристики конструкційної сталі, наприклад сталь типу S355MC згідно зі стандартом NF EN 10149.2, з межею текучості Re=355 (МПа) і міцністю на розрив Rm=430-550 (МПа); - принаймні один елемент, вибраний серед ободу, основи, головки, має товщину 0,5-10 мм і переважно 1-4 мм, або будь-яку іншу належну товщину згідно з вагою вантажу, напруженнями і формами штампованої деталі; - периметр основи має принаймні один виступ або одну виїмку, який(а), відповідно, вміщується (або вміщує) у комплементарну виїмку (вступ), сформовану(ий) на нижньому кінці ободу. Винахід також відноситься до балона з текучою субстанцією під тиском, який має клапан і ковпак для захисту клапана згідно з будь-якою попередньою або наступною характеристиками. Винахід також відноситься до способу виготовлення захисного ковпака для клапана балона з текучою субстанцією під тиском згідно з будь-якою з попередніх або наступних характеристик, у якому: - виготовляють обід штампуванням металевого листа; і - приварюють нижній кінець ободу до основи головним чином кільцевої форми. Згідно з іншими можливими ознаками: - під час виготовлення ободу штампуванням металевого листа, на верхньому кінці ободу формують виступ, окрім того, до згаданого виступу приварюють головку; - після виготовлення основи головним чином кільцевої форми штампуванням металевого листа до неї приварюють нижній кінець ободу; - нижній кінець ободу формує круглий комір і під час приварювання нижнього кінця ободу до основи, нижній кінець ободу оточує 60 % -100 % периметру основи; - перед приварюванням нижнього кінця ободу до основи головним чином кільцевої форми, основу вставляють між гілками ободу крізь захищений простір зверху донизу відносно верхнього і нижнього кінця ободу. Винахід може також відноситися до будь-якого альтернативного пристрою або способу, який містить будь-яку комбінацію попередніх або наступних характеристик. Інші ознаки і переваги стануть очевидними з читання наступного опису з посиланням на фігури, на яких: - фігура 1 представляє вид в перспективі можливого варіанта виконання захисного ковпака згідно з винаходом; - фігура 2 представляє вид ззаду ковпака з фігурі 1; - фігура 3 представляє частковий вид в перспективі знизу ковпака з фігурі 1; - фігура 4 представляє вид ковпака з фігури 1 у вертикальному перерізі; - фігура 5 представляє вид ковпака з фігури 1 у вертикальному перерізі, встановленого на балоні, який схематично показує удар об ґрунт; - фігура 6 представляє частковий схематичний вид, який показує приклад можливих етапів виготовлення ковпака з фігурі 1. Захисний ковпак для клапана балона з текучою субстанцією під тиском, зображений на фігурах, містить обід 1, який формує замкнутий захисний простір, і нижній кінець якого закріплений на основі 2 головним чином кільцевої форми, яка виконана для встановлення на горловині балона з текучою субстанцією під тиском. "Нижній" і "верхній" кінець вказують кінці ковпака, які розташовані, відповідно, на основі 2 і навпроти основи 2. Наприклад, обід 1 має загалом форму перевернутої літери "U", два нижні кінці гілок якої закріплені на основі 2. Як представлено, два нижні кінці гілок ободу у формі літери "U", які закріплені на основі 2, не паралельні, а трохи сходяться. Згідно з переважною характеристикою обід 1 виготовлений штампуванням (і переважно сформований) металевого листа 33 (порівняти фігуру 6). 2 UA 113305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як буде описуватися детальніше далі, ця характеристика робить можливим надавати ковпаку гарної механічної міцності з одночасним використанням матеріалу відносно малої товщини. Обід 1 переважно виготовлений з принаймні одного з матеріалів, вибраних серед сталі, нержавіючої сталі, сталі з покриттям катафорезного типу або алюмінію з обробкою типу анодизації. Можуть передбачатися усі типи відповідних металевих матеріалів, якщо це доцільно, з обробкою(ами), передбаченою(ми), наприклад, для захисту від корозії або для надання кінцевого зовнішнього вигляду і так далі. Ці матеріали надають ковпаку гарної вогнестійкості, а також корозостійкості. Ця конструкція, порівняно з відомими рішеннями, також робить можливим за допомогою ребер і/або складок, і/або опуклостей підвищувати механічну міцність або покращувати розподіл сил, створюваних ковпаком у випадку удару. Як можна побачити на фігурі 1, обід 1 може мати принаймні, наприклад, два ребра 11, які проходять по його контуру. Ребро(а) 11 може(уть) формуватися складкою штампування металевого листа. Наприклад, два ребра 11 формують буртик, який проходить по усьому або по частині периметру ободу 1. Обід 1 може бути принаймні частково опуклим назовні від захисного простору. Товщина ободу 1 становить, наприклад, 0,5 мм - 10 мм і переважно 1 мм - 4 мм. Буде зрозумілим, що ця товщина може адаптуватися згідно із застосуванням, вагою вантажу, очікуваними напруженнями і штампованими формами ковпака. Основа 2 є металевою деталлю, яка відрізняється від ободу 1 і переважно має форму відкритого кільця, таким чином формуючи кріпильний фланець. Два протилежні кінці кільця мають, наприклад, відповідні отвори 12, 22 для затискного елемента З згаданого кільця. Отвори 12, 22 (які необов'язково мають різь) для затискного елемента 3 (який необов'язково має різь) можуть виконуватися у відповідних пластинках 112, 122, які виконані як одне ціле з основою 2 або прикріплені до основи 2. Як можна побачити на фігурах 3 і 4, основа 2 може мати кріпильну частину 32 головним чином трубчастої форми, яка виконана для встановлення на горловині балона. Верхній кінець кріпильної частини 32 може бути викривленим назовні перпендикулярно до осі трубчастої частини для формування кромки 42, яка кріпиться на нижньому кінці обода 1. Наприклад, нижній кінець ободу 1 закріплений на основі 2 приварюванням і/або обтисканням, або будь-якою іншою відповідною технологією. Наприклад, нижній кінець ободу 1 містить дві половини кільця, які формують круглий комір 101, який оточує основу 2 по частині 60 % - 100 % її периметра. Іншими словами, кожний нижній кінець двох гілок ободу 1 виконаний як одне ціле (і переважно в єдиній деталі) з половиною кільця, яка закріплена на частині периферії основи 2. Як можна побачити на фігурі 3, периметр основи 2 може мати принаймні один виступ 222 (два виступи 222 у прикладі на фігурі 3), який вставлений у відповідну виїмку 111, сформовану на нижньому кінці ободу 1. Наприклад, виїмки 111 формуються кінцем ребра(р) 11 ободу 1. Ця конфігурація забезпечує механічне блокування при повертанні ободу 1 відносно основи 2, яка, окрім того, покращує передачу і розсіяння сил в ковпаку у випадку удару. Ці форми також беруть участь у позиціонуванні ободу на основі 2 під час фази приварювання. Як варіант або в комбінації з вищенаведеним, основа 2 може мати одну або більшу кількість виїмок, які об'єднуються з відповідними виступами, переважно сформованими ребрами або опуклостями ободу 1. Також, переважно, частина периметра основи 2 і, тому, частина нижнього кінця ободу 1 має плоску ділянку 19. Плоска ділянка 19, наприклад, розташована навпроти частини, яка має затискний елемент 3. Плоска частина 19, наприклад, виконана для полегшення доступу до захисного простору. Плоска частина 19, таким чином, формує локалізоване стискання, яке надає, наприклад, прохід для сполучень текучою субстанцією. Як можна побачити на фігурі 4, обід 1, наприклад, приварений до краю кромки 42, сформованої основою 2 (переважно згідно з множиною точок приварювання, розподілених по периферії основи 2). Як можна побачити на фігурах 2 і, зокрема, 3, основа 2 не повинна виступати за нижній кінець ободу 1. Таким чином, отвори 12, 22 і затискний елемент захищені ободом 1. Для доступу до затискного елемента 3, в нижньому кінці ободу 1 може виконуватися наскрізний отвір 15. Основа 2 може також бути штампованою металевою деталлю. Як варіант, основа 2 може одержуватися формуванням металевого матеріалу. Переважно, основа виготовляється з того ж матеріалу що й обід 1. Оскільки нижні кінці ободу 1 не паралельні (а сходяться), то основа 2 може мати поперечний розмір, більший за розмір простору між нижніми кінцями ободу 1. Тому, основа 2 вводиться між 3 UA 113305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 двома гілками ободу 1 зверху донизу крізь захисний простір ободу 1 (порівняти фігури 4 і 6). Іншими словами, основа 2 може затискатися в ободі 1. Верхній кінець ободу 1 переважно містить головку 4 для утримування ковпака (і, тому, балона, оснащеного ковпаком). Згідно з особливо вигідною можливою ознакою верхній кінець ободу 1 містить виступ 10, на якому закріплена головка 4. Переважно, головка 4 виготовляється з металу і кріпиться приварюванням і/або обтисканням на верхньому кінці ободу 1. Як можна побачити на фігурі 4, виступ 10 може формуватися штампуванням під час виготовлення ободу 1. Наприклад, виступ 10 має загалом форму зрізаного конусу, діаметр якого зменшується (не обов'язково неперервно) в напрямі його вільного кінця 100. Виступ 10 може бути відкритим на своєму верхньому кінці 100. Окрім того, виступ 10 може формувати принаймні одну опуклу і/або увігнуту ділянку на своїй зовнішній поверхні. Як можна побачити на фігурі 4, головка 4 може мати форму порожньої кришечки, яка у положенні, у якому вона встановлюється на обід 1, приймає принаймні частину виступу 10 у своїй внутрішній частині. Наприклад, вільний кінець виступу 10 упирається в основу головки 4 і формує ділянку зварювання між ними. Нижній кінець 14 головки 4 може упиратися (або насаджуватися/приварюватися і так далі) у верхній кінець ободу 1 і/або в іншу частину виступу 10. Переважно, головка 4 забезпечує засіб для захоплення рукою, наприклад кромку на периферії. Також, переважно, вільний верхній кінець головки 4 є опуклим назовні від ковпака. Також покращуючи ергономіку ручного захоплення, ця конфігурація покращує ударостійкість ковпака, як описано далі. Фігура 5 схематично і частково зображає приклад удару ковпака об фунт. Ковпак встановлюють на балоні 16 і ударяють об ґрунт під кутом А, що становить 30°, відносно вертикальної осі 17 балона і ковпака. Ця конфігурація одержується, наприклад, підвішуванням балона догори вниз (наприклад на висоті 1,20 м над ґрунтом). Згідно з цим дослідом на падіння (стандарт ISO 11117) головка 4 спершу ударяється в площину. Завдяки своїй конструкції і своєму встановленню на ободі 1, під дією удару головка 4 може деформуватися і поглинати першу частину енергії, згенеровану ударом. Окрім того, одночасно або на другому етапі профіль виступу 10, на якому встановлена головка 4, розподіляє силу в ободі 1 до основи 2. Це обмежує надмірно локалізовані деформації, які збільшують загальну деформацію, яка впливає на клапан 18, розташований в захисному просторі. Під час удару опукла форма головки 4 також забезпечує контакт, який призводить до ковзання ковпака, за яким слідує повертання конструкції. Моделювання і досліди вказують, що це повертання значно обмежує удар в ковпак. Можна, таким чином, легко зрозуміти, що, маючи просту і недорогу конструкцію, ковпак згідно з винаходом особливо ефективний з точки зору захисту і стійкості до удару. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Захисний ковпак для клапана балона з текучою субстанцією під тиском, який містить обід (1), який формує замкнутий захисний простір, при цьому нижній кінець обода (1) закріплений на основі (2) головним чином кільцевої форми, яка виконана для встановлення на горловині балона з текучою субстанцією під тиском, при цьому обід (1) сформований штампуванням металевого листа, який відрізняється тим, що обід (1) має принаймні одне ребро (11), яке проходить по усьому або по частині його контуру, при цьому згадане принаймні одне ребро (11) сформоване складкою штампування. 2. Ковпак за п. 1, який відрізняється тим, що на ободі (1) принаймні одне ребро (11) формує буртик, який проходить по контуру обода (1). 3. Ковпак за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що обід (1) принаймні частково опуклий назовні від захисного простору. 4. Ковпак за п. 1 або п. 3, який відрізняється тим, що верхній кінець обода (1) містить виступ (10), на якому закріплена головка (4) для захоплення ковпака. 5. Ковпак за п. 4, який відрізняється тим, що має два паралельні ребра (11), які проходять по контуру обода (1) з обох сторін головки (4). 4 UA 113305 C2 5 10 15 20 25 30 6. Ковпак за п. 4 або п. 5, який відрізняється тим, що головка (4) закріплена приварюванням і/або обтисканням на верхньому кінці обода (1), при цьому виступ (10) сформований штампуванням під час виготовлення обода (1). 7. Ковпак за будь-яким із пп. 4-6, який відрізняється тим, що головка (4) має загалом форму порожнистої кришечки, яка у положенні, у якому вона встановлена на ободі (1), виконана з можливістю вміщення всередині себе принаймні частини виступу (10). 8. Ковпак за будь-яким із пп. 4-7, який відрізняється тим, що головка (4) прикріплена приварюванням до вільного кінця (100) виступу (10). 9. Ковпак за будь-яким із пп. 1-8, який відрізняється тим, що основа (2) на своєму периметрі має принаймні один виступ (222) або одну виїмку, який(а), відповідно, вставлений(а) у (виконану(ий) з можливістю вставляння в неї(ього)) комплементарну(ий) виїмку (виступ) (111), сформовану(ий) на нижньому кінці обода (1). 10. Ковпак за п. 9, який відрізняється тим, що принаймні одна виїмка (111) або виступ, сформована(ий) на нижньому кінці обода (1), сформована(ий) кінцем принаймні одного ребра (11). 11. Ковпак за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що основа (2) є металевою деталлю, яка відрізняється від обода (1) і має загалом форму відкритого кільця, два протилежні кінці якого мають відповідні отвори (12, 22) для затискного елемента (3) згаданого кільця, при цьому нижній кінець обода (1) закріплений на основі (2) приварюванням і/або обтисканням. 12. Ковпак за п. 11, який відрізняється тим, що нижній кінець обода (1) містить дві половини кільця, які формують круглий комір (101), який оточує основу (2) по частині її периметра, яка становить 20-100 %, переважно 60-100 %, від усього периметра. 13. Ковпак за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що основа (2) є штампованою металевою деталлю. 14. Балон з текучою субстанцією під тиском, який має клапан (18) і ковпак для захисту клапана (18), який відрізняється тим, що ковпак є ковпаком за будь-яким із пп. 1-13. 15. Спосіб виготовлення захисного ковпака для клапана балона з текучою субстанцією під тиском за будь-яким із пп. 1-13, у якому: - виготовляють обід (1) штампуванням металевого листа; і - приварюють нижній кінець обода (1) до основи (2) головним чином кільцевої форми, який відрізняється тим, що, під час виготовлення обода (1) штампуванням металевого листа, на ободі (1) формують принаймні одне ребро (11), при цьому згадане принаймні одне ребро (11) проходить по контуру обода (1) і формується складкою штампування. 5 UA 113305 C2 6 UA 113305 C2 7 UA 113305 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8