Комбінований металопластиковий балон із анізотропією міцнісних властивостей

Комбінований металопластиковий балон із анізотропією міцнісних властивостей, який містить внутрішню герметизувальну металеву суцільнотя гнену із днищем оболонку і зовнішню силову оболонку, виконану із композиційно-волокнистого матеріалу кільцевим намотуванням з прокладанням через 4-5 шарів тканинного матеріалу і зовнішнього захисного шару, який відрізняється тим, що внутрішня герметизувальна металева оболонка конструкції балона виконана з товщиною, розрахованою із умови, що коефіцієнт запасу міцності у подовжньому напрямку перевищує коефіцієнт запасу міцності балона в круговому напрямку на 0,5 і більше. Корисна модель належить до конструкцій циліндричних комбінованих балонів із композиційних волокнистих матеріалів і може бути використана як ємність для зберігання і транспортування газів та рідин, зокрема на автомобілях, що працюють на стисненому природному газі, у пожежній справі для гасіння пожеж за допомогою газоподібних сумішей. Відомими є технічні рішення по створенню конструкцій комбінованих балонів, безпечних в експлуатації, полегшених у порівнянні Із металевими [1]. Недоліком таких балонів є низька технологічність, пов'язана із намотуванням подовжніх і поперечних шарів, що збільшує вартість і подовжує процес виробництва Відомим є комбінований балон [2], обраний як прототип, із суцільною герметизувальною металевого оболонкою і намотаним силовим корпусом лише кільцевим намотуванням із композиційного матеріалу, що має однаковий коефіцієнт запасу міцності в подовжньому та круговому напрямах. Недоліком такого конструктивного рішення балону є небезпечний характер руйнування при круговому розриві металевої оболонки внаслідок дії подовжніх сил, які викликають ефект сопла Ловаля, пов'язаний з тим, що товщина металевої оболонки обрана за умови однакового коефіцієнту запасу міцності в подовжніх і кругових напрямах балону. В основу корисної моделі поставлено завдання створення комбінованого металопластикового балону з анізотропією міцнісних властивостей, у якого немає зазначеного недоліку. Поставлене завдання вирішується тим, що внутрішня герметизувальна металева оболонка, яка забезпечує подовжню міцність балону, виконана із товщиною, розрахованою із умови, що коефіцієнт запасу міцності конструкції балону у подовжньому напрямку перевищує коефіцієнт запасу міцності балону в круговому напрямку, на 0,5 і більше який забезпечується металевою оболонкою та зовнішньою силовою оболонкою із композиційного волокнистого матеріалу, намотаного в кільцевому напрямку з додатковим намотуванням захисних шарів на основі композиційно-тканинного матеріалу, які забезпечують захист від ушкодження і розмотування кільцевих шарів композиційно-волокнистого матеріалу силової оболонки. У зв'язку з цим, товщина металевої оболонки буде більша за товщину металевої оболонки прототипу, а товщина кільцевої силової оболонки буде менше за товщину кільцевої силової' оболонки прототипу На малюнку показано подовжній переріз балону. Балон виконано із внутрішньої герметизувальної суцільнотягненої' металевої' оболонки із штуцером 1 і силовою оболонкою 2, яка включає кільцеві шари 3 і захисний шар 4. Кільцеві шари виконано намотуванням композиційно-волокнистого матеріалу на основі волокон високої міцності (скло-, вугле-, боро-, базальтоволокон), із прокладанням через 4-5 шарів тканинного матеріалу. Захисний шар 4 виконано із шарів композиційно-тканинного CM со 7682 матеріалу 5 з високою термічною усадкою, здатного обжимати силову оболонку в процесі полімеризації композиційного матеріалу Пропонована конструкція забезпечує високу міцність, безпечний характер руйнування, а суцільнотягнена металева оболонка забезпечує більш високу стомлюванісну міцність балону при цикліч ному навантаженні. Джерела Інформації: 1. Образцов И.Ф., Васильєв В В., Бунаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. М., Машиностроение, 1977, с. 51. 2. Те саме, с. 105. ФІГ. Комп'ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601