Балон комбінований

1 Балон комбінований, який містить металічний корпус у вигляді зварених між собою циліндричної обичайки і опуклих днищ та зовнішню оболонки у вигляді кільцевих витків довгомірного Охоплення оболонкою з місцевими потовщеннями всієї циліндричної і частково опуклих частин корпусу забезпечує необхідне його підсилення і підвищення роботоспроможності та експлуатацій О со 44793 ноі надійності балону Оболонка у вигляді кільцевих витків довгомірного матеріалу компактного перерізу підсилює найбільш напружені частини корпусу, де під дією внутрішнього тиску кільцеві напруження значно перевершують напруження в опуклих частинах Потовщення її на 5-50% на прилеглих до опуклостей ділянках циліндричної частини шириною до 1,5 діаметру забезпечує додаткове підсилення корпусу, де виникають зусилля згину і ІНІЦІЮЮТЬСЯ руйнування корпусу Мінімальне потовщення на 5% є ще відчутним і достатнім для компенсації ускладнення виготовлення Менші потовщення виконувати не виправдано або не можливо через більшу за них товщину довгомірних матеріалів Місцеві потовщення оболонки більші за 50% є надмірними, що призводить до перевитрат матеріалу і часу на їх створення Охоплення оболонкою прилеглих до циліндричної частини корпусу ділянок опуклостей днищ шириною до 0,2 діаметру гарантує підсилення місць переходу Для запобігання сповзання витків під час навивки і неодноразових навантажень внутрішнім тиском, що призводить до розпушування оболонки і втрати нею підсилюючих властивостей, контактні з нею ділянки опуклостей днищ і прилеглі ділянки циліндричної частини корпусу виконано більш шорсткими, а по краях оболонки на днищах виконано обмежувачі у вигляді перервних чи безперервних виступів, які наплавлено, приварено чи механічно закріплено Наведені конструктивні рішення забезпечують підвищення загальної МІЦНОСТІ балону, збереження високої роботоспроможності при статичних та циклічних навантаженнях внутрішнім тиском, тобто дотримання експлуатаційної надійності На фігурі показано запропонований балон Він має герметичний із металу, полімерного чи іншого матеріалу корпус, що складається із з'єднаних між собою зварюванням обичайки 1 і опуклих (сферичних чи еліптичних) днищ 2 По всій циліндричній частині (обичайці і відбортовкам днищ), а також по прилеглим опуклостям днищ шириною до 0,2 діаметру корпус охоплено зовнішньою оболонкою у вигляді кільцевих витків високоміцного довгомірного матеріалу компактного перерізу 3 (волокна, дроту, стрічки тощо) На кінцевих ділянках циліндричної частини корпусу шириною до 1,5 діаметру оболонку виконано з потовщенням на 5-50% Потовщення виконують по всій ширині цих ділянок чи на окремих їх частинах, безперервними чи перервними по ширині, змінними чи незмінними по товщині Контактні з оболонкою ділянки опуклих частин днищ і прилеглі до них ділянки циліндричної частини корпусу виконано підвищеної відносно інших ділянок шорсткості На днищах по краях оболонки наплавлено, приварено чи механічно закріплено по колу суцільні чи перервні виступи 4, висота яких сорозмірна з її товщиною Під ДІЄЮ внутрішнього тиску в балоні виникають розтягові напруження, найбільшими з яких є кільцеві в циліндричній частині, по кінцях якої утворюються згинові напруження Зовнішня оболонка сприймає на себе частину навантаження тиском, чим зменшує кільцеві напруження в корпусі, причому тим сильніше, чим більша її товщина Дія на корпус згинових зусиль компенсується місцевими потовщеннями оболонки на краєвих ділянках циліндричної частини його Від натягування навитого матеріалу і внутрішнього тиску, особливо неодноразового, кільцеві витки на опуклостях можуть сповзати, що призводить до розпушування та зниження підсилюючої спроможності оболонки Сповзання витків гальмується силами тертя і стримується при зменшенні кута нахилу дотичної до поверхні опуклої частини у поздовжному перерізі, тобто при скороченні відстані до циліндричної частини Відсутності сповзання витків можна досягти на відстані до 0,1-0,2 діаметру від циліндричної частини в залежності від сполучення матеріалів оболонки і корпусу, а також параметрів опуклості днищ, цьому сприяє збільшення сил тертя від підвищення шорсткості поверхні та обмеження оболонки виступами на днищах Завдяки запропонованим технічним рішенням, які регулюють розподілення зусиль і рівень напружень, забезпечується і зберігається в процесі експлуатації висока роботоспроможність балону Як приклад можна навести балон МІСТКІСТЮ 50л, який сполучує в собі ВІДМІННІ ознаки за всіма пунктами формули винаходу Корпус балону складено з обичайки внутрішнім діаметром 212мм та відбортованих (з циліндричними частинами) сферичних днищ, які виготовлено з листової легованої сталі товщиною 3,0мм Обичайка і днища зварено між собою встик без підсилення (потовщення) швів На сферичних частинах днищ на відстані 20мм від циліндричних частин наплавлено по колу валики висотою 2мм з плавним переходом до основного металу, а перехідні від циліндричної до сферичних і прилеглі до них ділянки відбортовок і сфер днищ до валиків оброблено грубим наждачним каменем для підвищення шорсткості поверхні Всю поверхню корпусу між наплавленими валиками охоплено оболонкою у вигляді кільцевих витків високоміцного дроту діаметром 0,5мм Товщина оболонки в цілому дорівнює 3,0мм, на ділянках шириною 200мм по краях циліндричної частини 3,5мм Маса балону становить 43,8кг, відношення и до об'єму - 0,88кг/л Балон призначено для роботи з неодноразовими зміненнями тиску до 20МПа Запропонований балон має високу роботоспроможність та експлуатаційну надійність, характеризується раціональним використанням матеріалів і невеликими масою і відношенням її до об'єму 44793 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90