PL217817B1

PL217817B1 - Sposób wytwarzania zbiorników nisko i średniociśnieniowych i zbiornik wytwarzany tym sposobem

Info

Publication number: PL217817B1
Application number: PL392778A
Authority: PL
Inventors: Piotr Mazur
Original assignee: Mazur Piotr Mazur F
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2014-08-29
Also published as: PL392778A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zbiorników nisko i średniociśnieniowych i zbiornik wytwarzany tym sposobem.

Znany jest z opisu patentowego US 2006/0060289 sposób wytwarzania zbiorników, w którym dennice zbiornika tworzącego Iiner kształtuje się z materiału kompozytowego podobnie jak część walcową. W dennice wkleja się króćce, które są następnie zakańczane kołnierzami. Dennice następnie łączy się z częścią walcową i na tak przygotowany Iiner nawija się wzmocnienie stanowiące ciągłe włókno przesycone żywicą chemoutwardzalną. Po czym zbiornik poddaje się dodatkowej obróbce termoplastycznej w celu zapewnienia wysokiej szczelności.

W japońskim opisie patentowym JP2007154927A Iiner kształtowany jest termoplastycznie z preformy w postaci rury. W kontrolowany sposób rura kształtowana jest w jednorodną strukturę zakończoną króćcami. Na tak ukształtowany Iiner nakładana jest powłoka żywicy epoksydowej zbrojonej ciągłym włóknem syntetycznym.

W amerykańskim opisie patentowym US2002088806A1 uwidoczniony jest zbiornik stosowany w przemyśle motoryzacyjnym. Jego Iiner składa się z dennic z zamontowanymi króćcami zakończonymi dyskami, których kształt dopasowany jest do wewnętrznego kształtu powierzchni zbiornika. Po połączeniu z częścią walcową Iiner zbiornika wyposażany jest w rękaw uszczelniający, który po napełnieniu powietrzem pod ciśnieniem dociska dyski króćców do dennic. Równocześnie następuje zespolenie się rękawa z linerem. Na tak usztywnioną strukturę Iinera nawija się oplot zbrojenia warstwy żywicy epoksydowej.

W polskim opisie patentowym PL197773 przedstawiony jest zbiornik ciśnieniowy z tworzywa sztucznego do cieczy i gazów wyposażony w otaczającą go warstwę laminatu z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem i składający się ze zbiornika wewnętrznego z tworzywa sztucznego, zaopatrzonego przynajmniej w jedno przyłącze znajdujące się w dnie względnie w cylindrycznej ściance bocznej zbiornika, przy czym przyłącze to jest zaopatrzone w gwintowany otwór współpracujący z cylindrycznym albo stożkowym gwintem zaworu względnie końcówki przewodu ciśnieniowego charakteryzujący się tym, że jego przyłącze osadzone na króćcu zbiornika wewnętrznego z tworzywa sztucznego i mające korzystnie postać tulei ze spłaszczonym kołnierzem, stykającym się z powierzchnią zewnętrzną tego zbiornika wewnętrznego jest wyposażone w osadzoną w otworze króćca cylindryczną wkładkę, korzystnie w postaci tulei kołnierzowej, zaopatrzonej zarówno na swej powierzchni obwodowej, stykającej się z wewnętrzną powierzchnią króćca, jak i na powierzchni czołowej kołnierza, dociskanej przez powierzchnię czołową końcówki przewodu ciśnieniowego względnie zaworu, w rowki wpustowe do osadzenia uszczelek.

Polski opis patentowy PL206164 przedstawia zbiornik ciśnieniowy do cieczy i gazów, uformowany z płaszcza wewnętrznego i z płaszcza zewnętrznego, gdzie płaszcz jest wykonany z tworzywa sztucznego, a płaszcz z tworzywa kompozytowego. Każdy zbiornik ma kształtkę, w której są osadzone króćce zbiorników wewnętrznego i zewnętrznego. W otworze o większej średnicy dwustopniowego otworu kształtki jest nacięta część gwintowana połączona z króćcem przyłączeniowym. Pod częścią gwintowaną jest wykonany kanałek pierścieniowy, w którym jest osadzona uszczelka pierścieniowa, tworząca uszczelnienie z kołnierzem i króćcem przyłączeniowym. W odmianach wynalazku uszczelka pierścieniowa jest osadzona w kanałku pierścieniowym, przynależnym do króćca przyłączeniowego, uszczelka pierścieniowa jest osadzona w króćcu i pierścieniu, przynależnym do króćca przyłączeniowego oraz uszczelka pierścieniowa jest osadzona w gnieździe, utworzonym przez podtoczenie w króćcu przyłączeniowym I pierścień przynależny do płaszcza wewnętrznego.

Celem wynalazku jest sposób wytworzenia zbiorników nisko i średniociśnieniowych których wytwarzanie jak również konstrukcja cechowałyby się prostotą i niewielkim skomplikowaniem procesu przy jednoczesnym zachowaniu wysokich standardów jakościowych i wytrzymałościowych. Równocześnie konstrukcja zbiornika pozwalałaby na modułową rozbudowę i tworzenie typoszeregów zbiorników.

Sposób wytwarzania zbiorników nisko i średniociśnieniowych składających się z Iinera wykonanego z warstwowego kompozytu, nawiniętego na niego oplotu z włókna sztucznego przesycanego żywicami chemoutwardzalnymi zaopatrzonego w króćce przyłączeniowe armatury przewodowej oraz wyposażenie dodatkowe według wynalazku, cechuje się tym, że zbiornik wytwarzany jest w etapach. W etapie pierwszym wykonuje się co najmniej jedną część walcową Iinera zbiornika w formie dwudzielnej składającej się z matrycy i rdzenia poprzez wstępne pokrycie ich powierzchni formujących

PL 217 817 B1 warstwą żelkotu, a następnie ułożenie w wykroju matrycy maty wzmocnienia warstwowego z włókien rozdzielonej na co najmniej dwie warstwy przedzielone co najmniej jedną warstwą drenażową w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych z jednoczesnym uformowaniem obrzeża ścianki części walcowej linera obwodowych wgłębień zamka zewnętrznego oraz wewnętrznego. W etapie drugim wykonuje się co najmniej dwie dennice linera zbiornika w formie dwudzielnej składającej się z matrycy i z rdzenia poprzez wstępne pokrycie ich powierzchni formujących warstwą żelkotu, a następnie ułożenie w wykroju matrycy maty wzmocnienia warstwowego z włókien rozdzielonej na co najmniej dwie warstwy przedzielone co najmniej jedną warstwą drenażową w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych z jednoczesnym uformowaniem obrzeża ścianki dennicy obwodowym wgłębieniem zamka zewnętrznego i króćca dennicy. Następnie po zamknięciu form w obu etapach dokonuje się kanałami wtrysku żywicy iniekcji żywicy chemoutwardzalnej do przestrzeni zamkniętej formy z równoczesnym wytworzeniem w kanałach podciśnienia w celu właściwej infiltracji warstw mat wzmocnienia warstwowego z włókien oraz warstw drenażowych. W etapie trzecim, czwartym, piątym i szóstym dokonuje się obróbki mechanicznej zamka zewnętrznego dennicy oraz powierzchni walcowych króćca dennicy linera zbiornika, zamka zewnętrznego i zamka wewnętrznego części walcowej linera zbiornika, obróbki mechanicznej powierzchni walcowych kołnierza przyłączeniowego armatury przewodowej mających styczność z powierzchnią króćca dennicy, powierzchni walcowej łącznika wewnętrznego za pomocą narzędzia obróbczego w celu wykonania co najmniej jednego rowka obwodowego wraz z przeszlifowaniem powierzchni obok rowka. W etapie siódmym dokonuje się osadzenia co najmniej jednego kołnierza przyłączeniowego armatury przewodowej na króćcu dennicy oraz połączenie dwu dennic zbiornika linera z co najmniej jedną częścią walcową linera zbiornika poprzez osadzenie zamka zewnętrznego w zamku wewnętrznym oraz łącznika wewnętrznego w zamku zewnętrznym dennicy i w zamku zewnętrznym części walcowej Iinera zbiornika w taki sposób, aby leżące naprzeciw siebie co najmniej dwa rowki obwodowe tworzyły przestrzenie umożliwiające trwałe zespolenie za pomocą kleju tworzącego spoinę profilową składającą się z ścianek spoiny i zintegrowanych O-ringów. W etapie ósmym umieszcza się zespolony Iiner zbiornika w urządzeniu nawojowym i w sposób kontrolowany dokonuje się jego usztywnienie poprzez wtłoczenie pod ciśnieniem do jego wnętrza poprzez co najmniej jeden króciec dennicy zaopatrzony w kołnierz przyłączeniowy armatury przewodowej medium kontrolnego. Medium to jest jednocześnie medium badawczym szczelności Iinera zbiornika. Następnie przy utrzymywanym zadanym stałym nadciśnieniu medium kontrolnego wewnątrz zbiornika dokonuje się nawoju oplotu wzmacniającego włóknem ciągłym nasyconym żywicą chemoutwardzalną w celu stworzenia zewnętrznej warstwy z żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej włóknem ciągłym. W etapie dziewiątym dokonuje się dodatkowego uzbrojenia zbiornika w niezbędną armaturę, a następnie dokonuje się nałożenia warstwy materiału barierowego topcoatu na powierzchniach wewnętrznych zbiornika w miejscacłi szczelin łączeniowych powstałych z połączenia zamków dennicy i co najmniej jednej części walcowej Iinera zbiornika oraz w miejscach mocowania armatury uzbrojenia zbiornika.

Zbiornik nisko i średniociśnieniowy składający się z Iinera zbiornika z ułożoną na nim warstwą żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej oplotem z włókna ciągłego według wynalazku cechuje się tym, że Iiner zbiornika o ściankach wykonanych z co najmniej dwu warstw maty wzmocnienia warstwowego z włókien rozdzielonych co najmniej jedną warstwą drenażową w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych na wskroś infiltrowanych żywicą chemoutwardzalną i osłoniętych warstwami żelkotu składa się z co najmniej jednej części walcowej Iinera zaopatrzonej w obwodowe wgłębienia zamka zewnętrznego oraz wewnętrznego leżące na przeciwległych obrzeżach oraz dennic zaopatrzonych w obwodowe wgłębienie zamka zewnętrznego oraz króćce dennicy. Każda z odpowiadających sobie powierzchni zamka zewnętrznego i wewnętrznego stykających się z sobą ma wykonane rowki obwodowe usytuowane w położeniu wzajemnie naprzeciwległym tworzące przestrzenie wypełnione klejem tworzącym spoinę profilową składającą się z ścianek spoiny i integralnie z nimi związanymi O-ringami zintegrowanymi spoiny. Podobnie powierzchnia króćca wyposażona w rowki obwodowe stykająca się w położeniu wzajemnie naprzeciwległym z rowkami obwodowymi na powierzchni kołnierza przyłączeniowego armatury przewodowej tworzy przestrzenie zalewane klejem trwale łączącym części z sobą tworząc spoinę profilową składającą się z ścianek spoiny i integralnie z nimi związanymi O-ringami zintegrowanymi spoiny. Również wewnętrzne zamki dennicy i części walcowej Iinera zbiornika łączone są łącznikiem wewnętrznym zaopatrzone są w rowki usytuowane w położeniu wzajemnie naprzeciwległym tworząc przestrzenie wypełnione klejem tworzącym spoinę profilową składającą się z ścianek spoiny i integralnie z nimi związanymi O-ringami zintegrowanymi

PL 217 817 B1 spoiny. Na tak zbudowanej strukturze Iinera zbiornika na jej zewnętrznej powierzchni ułożona jest warstwa żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej włóknem ciągłym w postaci oplotu wzmacniającego z włókna ciągłego nasyconego żywicą chemoutwardzalną, przy czym wewnętrzna powierzchnia zbiornika jest dodatkowo uszczelniona warstwą materiału barierowego topcoat zwłaszcza w miejscach spoin zamków Iinera oraz przyłączy niezbędnej armatury uzbrojenia zbiornika. Korzystnym jest aby klej tworzący szczelinę profilowaną był jest klejem poliuretanowym. Korzystnym jest także aby mata tworząca warstwę drenażową była wykonana z maty pętęlkowej lub włókniny typu Lantor SORIC lub włókniny z termoplastów korzystnie wykonanej z polipropylenu. Jest korzystnym, aby mata wzmocnienia warstwowego była wykonana z materiału w rodzaju włókien węglowych lub z włókien aramidowych lub z włókien szklanych lub włókien bazaltowych lub korzystnie z kombinacji różnych rodzajów materiałów wyżej wymienionych włókien zmieszanych w dowolnych proporcjach objętościowych. Jest korzystnym, aby warstwa drenażowa oraz wzmocnienia warstwowego z włókien była na wskroś infiltrowana żywicą chemoutwardzalną na bazie żywicy poliestrowej lub żywicy winyloestrowej lub żywicy epoksydowej lub żywicy epoksywinyloestrowej.

Sposób wytwarzania zbiorników nisko i średniociśnieniowych pozwala na łatwe ich produkowanie dzięki uproszczonej metodzie produkcji oraz łączenia ich linerów w konstrukcje modułowe o dowolnym rozmiarze. Proste ukształtowanie zamków zewnętrznych i wewnętrznych pozwala na uzyskanie wysokiej jakości połączeń z zachowaniem ich szczelności. Daje to możliwość łatwej rozbudowy w zależności od potrzeb oraz przyspieszenie procesu wytwarzania. Uzyskana spoina profilowa tworząca w przekroju poprzecznym układ ścianek i O-ringów zintegrowanych pozwala na uzyskanie z uwagi na użyty materiał kleju połączenia mocnego pod względem wytrzymałościowym, odporności chemicznej na różne media oraz szczelności. Zbiornik wytworzony tym sposobem charakteryzuje się prostotą konstrukcją, dużą odpornością na media agresywne dzięki użytej kombinacji materiałów składowych oraz wysoką odpornością wytrzymałościową i szczelnością przy niewielkiej masie własnej.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig.1 - przedstawia schemat procesu technologicznego wytwarzania zbiornika, fig. 2 - przedstawia szczegół „A” przekroju ścianki linera, fig. 3 - przedstawia część walcową linera, fig. 4 - przedstawia dennicę linera wraz z króćcem, fig. 5 - przedstawia dennicę linera z zamontowanym kołnierzem kompozytowym, fig. 6 - przedstawia dennicę linera z zamontowanym kołnierzem metalowym, fig. 7 - przedstawia półwidok - półprzekrój zmontowanego linera zbiornika wraz z zamontowanymi kołnierzami, fig. 8 przedstawia szczegół „B” z fig. 7, fig. 9 - przedstawia przekrój poprzeczny spoiny profilowej, fig. 10 przedstawia półwidok - półprzekrój zmontowanego linera zbiornika wraz z zamontowanymi kołnierzami kompozytowymi oraz powłoką z zbrojonej żywicy chemoutwardzalnej, fig. 11 - przedstawia szczegół „C” z fig. 10, fig. 12 - przedstawia półwidok - półprzekrój zmontowanego linera zbiornika wraz z zamontowanymi kołnierzami metalowymi oraz powłoką z zbrojonej żywicy chemoutwardzalnej, fig. 13 - przedstawia szczegół „D” z fig.12, fig. 14 - przedstawia sposób nanoszenia uszczelniającej powłoki materiału barierowego topcoatu w uzbrojonym zbiorniku, fig. 15 - przedstawia przykład konstrukcji modułowej linera zbiornika, fig. 16 - przedstawia łącznik wewnętrzny.

Sposób wytwarzania zbiornika średnio i niskociśnieniowego według wynalazku opisany jest na przykładzie wykonania zbiornika średniociśnieniowego jak pokazano to na fig. 1. W przykładzie tym omówiono wykonanie zbiornika, którego Iiner składa się z dwu dennic 2 zakończonych króćcami 15, części walcowej 1 linera zbiornika, kołnierzy przyłączeniowych 14 i łącznika wewnętrznego 25. Jak zostało to uwidocznione na fig. 1 w etapie I wykroje robocze matrycy 5 oraz rdzenia 6 części walcowej linera zbiornika pokrywane są warstwą żelkotu 10 podobnie jak w etapie II wykroje robocze matrycy 3 oraz rdzenia 4 dennicy linera zbiornika jak to zostało pokazane w szczególe „A” na fig. 2. Następnie w wykroju roboczym matrycy 5 układa się warstwę wzmocnienia warstwowego w postaci maty szklanej zintegrowaną przeszyciem z warstwą drenażową włókniny polipropylenowej włókien 7. Dzięki sile adhezji warstwa wzmocnienia 7 przywiera do warstwy żelkotu 10. Następnie formę zamyka się tak, aby warstwy 7, 8, i 10 zostały zamknięte w szczelnej przestrzeni pomiędzy matrycą i rdzeniem. Poprzez kanał wtrysku żywicy chemoutwardzalnej KWż wprowadza się żywicę chemoutwardzalną 9 wykonaną przykładowo na bazie żywicy epoksywinyloestrowej. Dzięki podciśnieniu wytworzonemu w kanałach KP i przestrzeni roboczej formy żywica chemoutwardzalna 9 poprzez warstwę drenażową 8 równomiernie infiltruje warstwę wzmocnienia warstwowego włókien 7 tworząc strukturę ścianki linera. Zamknięta szczelnie forma bez dostępu powietrza stwarza warunki, w których warstwa żelkotu 10 utwardza się na wskroś. Po zakończeniu procesu utwardzania, forma zostaje otwarta i części linera w postaci dennic 2 oraz części walcowej 1 zostają wyjęte. Niezależnie od tego osobno

PL 217 817 B1 zostają przygotowane pozostałe części zbiornika w postaci kołnierza przyłączeniowego 14 armatury przewodowej, łącznika wewnętrznego 25 (fig. 16). W etapach III, IV V oraz VI dokonuje się obróbki mechanicznej powierzchni elementów linera zbiornika, które ulegną połączeniu. Przy pomocy narzędzia obróbczego 16 w omawianym przykładzie noża tokarskiego frezu wykonuje się na powierzchni walcowej zamka zewnętrznego 11 i zamka wewnętrznego 12 części walcowej linera zbiornika 1 rowki obwodowe 13 (fig. 3), a powierzchnie pomiędzy rowkami szlifuje się w celu zwiększenia przyczepności warstwy kleju. Na powierzchni walcowej zamka zewnętrznego 11 dennicy 2 linera zbiornika przy pomocy narzędzia obróbczego 16 w omawianym przykładzie frezu wykonuje rowki obwodowe 13 (fig. 4), a powierzchnie pomiędzy rowkami szlifuje się w celu zwiększenia przyczepności warstwy kleju. Podobnie postępuje się obrabiając mechanicznie z powierzchniami króćca 15 (fig. 3), na który zakładany będzie kołnierz przyłączeniowy 14, gdzie jego powierzchnie obrabia się w taki sposób, aby rowki obwodowe 13 leżały naprzeciw siebie (fig. 8). Fig. 5 pokazuje przykład łączenia króćca dennicy 15 z kołnierzem przyłączeniowym 14 wykonanym z materiału kompozytowego. Fig. 6 pokazuje przykład łączenia króćca dennicy 15 z kołnierzem przyłączeniowym 14 wykonanym z metalu. W podobny od opisanych powyżej sposób obrabia się mechanicznie powierzchnię walcową łącznika wewnętrznego 25 (fig.16). Tak przygotowane części linera w etapie VII spaja się trwale za pomocą kleju w omawianym przykładzie poliuretanowego, który zakładany jest na powierzchnie sklejane w taki sposób, że wypełnia przestrzenie utworzone przez leżące naprzeciw siebie rowki obwodowe 13 oraz przestrzenie pomiędzy ściankami powierzchni walcowych zamków zewnętrznego 11 i wewnętrznego 12, króćca 15 i kołnierza przyłączeniowego 14, łącznika wewnętrznego 25 tworząc spoinę profilową 17. Spoina ta charakteryzuje się tym, że jak to zostało pokazane na fig. 9, w jej przekroju poprzecznym wyróżnia się ścianki spoiny 18 oraz oringi zintegrowane spoiny 19. Uzyskana spoina profilowa 17 charakteryzuje się wysoką szczelnością oraz wytrzymałością mechaniczną zwłaszcza na siły ścinające. Zmontowany Iiner przykładowo z kołnierzami przyłączeniowymi 14 wykonanymi z kompozytu jak pokazano na fig. 7 układa się na stanowisku urządzenia nawojowego 20 oplotu wzmacniającego włóknem ciągłym nasyconym żywicą chemoutwardzalną 21 (Etap Vlll fig. 1). Jeden z kołnierzy 14 zaślepia i uszczelnia się, natomiast przez drugi wprowadza się pod nadciśnieniem medium kontrolne Mk (fig. 1) w celu dokonania usztywnienia ścianek Iinera poddawanych naciskowi oplotu wzmacniającego włóknem ciągłym nasyconym żywicą chemoutwardzalną 21. Dodatkowo uzbrojenie stanowiska w przyrządy pomiarowe manometryczne pozwala na kontrolę szczelności zbiornika. Wykonując ruch obrotowy Iinera oraz zaprogramowane ruchy narzędzia podającego oplot dokonuje się nawijania oplotu według założonej technologii nawoju. W ten sposób na powierzchni Iinera tworzona jest warstwa żywicy chemoutwardzalnej zbrojona włóknem ciągłym 22 (fig. 10 i fig. 12). Po utwardzeniu warstwy 22 następuje uzbrojenie zbiornika w dodatkową armaturę w postaci króćców, włazów, podpór itp. W celu uzyskania zwiększonej pewności szczelności zbiornika na jego powierzchnie zwłaszcza wewnętrzne w miejscach szczelin powstałych po połączeniu dennic 2 z częścią walcową 1 Iinera zbiornika, mocowania włazów itp. dokonuje się ewentualnego ułożenia warstwy materiału barierowego topcoat 23 jak to zostało pokazane przykładowo na fig. 14.

Zbiornik nisko i średniociśnieniowy według wynalazku (fig. 10, fig. 12, fig. 14) składa się z Iinera zbiornika utworzonego z dwu dennic 2 i co najmniej jednej części walcowej 1. Konstrukcja i wzajemne usytuowanie zamka zewnętrznego 11 i wewnętrznego 12 w części walcowej Iinera zbiornika pozwala na dowolne zwiększanie jego wymiarów zewnętrznych, zwłaszcza długości jak zostało to pokazane na fig. 15. Na tak wykonanym Iinerze układa się warstwę żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej oplotem z włókna ciągłego 22. Ścianka Iinera zbiornika w swoim przekroju poprzecznym (fig. 2) składa się przykładowo z dwu warstw maty wzmocnienia warstwowego z włókien szklanych 7, rozdzielonych jedną warstwą drenażową 8 w postaci włókniny polipropylenowej na wskroś infiltrowanych żywicą chemoutwardzalną 9 przykładowo wykonaną na bazie żywicy epoksywinyloestrowej i osłoniętych warstwami żelkotu 10. Dennice 2 mają wykonane wgłębienia obwodowe zamków zewnętrznych 11 w które wprowadzony jest zamek wewnętrzny 12 części walcowej Iinera zbiornika. Na stykających się powierzchniach walcowych zamków wykonane są rowki obwodowe 13. Ich wzajemne naprzeciwległe usytuowanie pozwala na utworzenie przestrzeni, która wypełniona klejem przykładowo poliuretanowym tworzy spoinę profilową 17 (fig. 9), w której wyróżnia się ścianki spoiny 18 oraz O-ringi zintegrowane 19. Pozostałe powierzchnie stykających się z sobą części Iinera takich jak króćce dennicy 15, kołnierze przyłączeniowe 14, łącznik wewnętrzny 25 również zaopatrzone są w rowki obwodowe 13 (fig. 3, fig. 4, fig. 8, fig. 11, fig. 16). Złożone ze sobą powierzchnie tworzą przestrzeń wypełnioną przykładowo klejem poliuretanowym tworzącym spoinę profilową 17. Dodatkowo w miejscach montażu

PL 217 817 B1 dennic 2 i części walcowych 1 Iinera zbiornika, dodatkowej armatury uzbrojenia zbiornika 24 nakłada się warstwę materiału barierowego topcoat 23.

Zestawienie pozycji

1. Część walcowa Iinera zbiornika

2. Dennica Iinera zbiornika

3. Matryca Iinera dennicy

4. Rdzeń dennicy Iinera zbiornika

5. Matryca części walcowej Iinera zbiornika

6. Rdzeń części walcowej Iinera zbiornika

7. Mata wzmocnienia warstwowego z włókien

8. Warstwa drenażowa

9. Żywica chemoutwardzalna 10. Żelkot

11. Zamek zewnętrzny

12. Zamek wewnętrzny

13. Rowek obwodowy

14. Kołnierz przyłączeniowy

15. Króciec dennicy

16. Frez

17. Spoina profilowa

18. Ścianka spoiny

19. O-ring zintegrowany spoiny

20. Urządzenie nawojowe

21. Oplot wzmacniający włóknem ciągłym nasyconym żywicą chemoutwardzalną

22. Warstwa żywicy chemoutwardzalnej zbrojona włóknem ciągłym

23. Materiał barierowy topcoat

24. Armatura uzbrojenia zbiornika

25. Łącznik wewnętrzny Mk. Medium kontrolne

KWŻ. Kanał wtrysku żywicy chemoutwardzalnej KP. Kanał do wytwarzania podciśnienia

Claims

1. Sposób wytwarzania zbiorników nisko i średnio ciśnieniowych na Iinerze wykonanym z warstwowego kompozytu poprzez nawijanie na nim oplotu z włókna sztucznego przesycanego żywicami chemoutwardzalnymi, znamienny tym, że zbiornik wytwarzany jest w etapach składających się z:

a) - wykonania co najmniej jednej części walcowej (1) Iinera zbiornika w formie dwudzielnej składającej się z matrycy (5) i rdzenia (6) poprzez wstępne pokrycie ich powierzchni formujących warstwą żelkotu (10), a następnie ułożenie w wykroju matrycy (5) maty wzmocnienia warstwowego z włókien (7) rozdzielonej na co najmniej dwie warstwy przedzielone co najmniej jedną warstwą drenażową (8) w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych z jednoczesnym uformowaniem obrzeża ścianki części walcowej linera (1) obwodowych wgłębień zamka zewnętrznego (11) oraz wewnętrznego (12),

b) - wykonania dwu dennic (2) Iinera zbiornika w formie dwudzielnej składającej się z matrycy (3) i rdzenia (4) poprzez wstępne pokrycie ich powierzchni formujących warstwą żelkotu (10), a następnie ułożenie w wykroju matrycy (3) maty wzmocnienia warstwowego z włókien (7) rozdzielonej na co najmniej dwie warstwy przedzielone co najmniej jedną warstwą drenażową (8) w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych z jednoczesnym uformowaniem obrzeża ścianki dennicy obwodowym wgłębieniem zamka zewnętrznego (11) i króćca dennicy (15),

c) - wykonania łącznika wewnętrznego (25) w postaci pierścienia z tworzywa sztucznego o kształcie odpowiadającym przestrzeni wgłębienia utworzonego przez dwa stykające się zamki zewnętrzne (11),

PL 217 817 B1

d) - wykonania kanałami wtrysku żywicy (KWŻ) iniekcji żywicy chemoutwardzalnej (9) do przestrzeni zamkniętej formy z równoczesnym wytworzeniem w kanałach (KR) podciśnienia w celu właściwej infiltracji warstw mat wzmocnienia warstwowego z włókien (7) oraz warstw drenażowych (8),

e) - obróbki mechanicznej zamka zewnętrznego (11) dennicy (2) Iinera zbiornika oraz powierzchni zewnętrznej lub wewnętrznej króćca dennicy (15) za pomocą narzędzia obróbczego (16) w celu wykonania co najmniej jednego rowka obwodowego (13) wraz z przeszlifowaniem powierzchni obok rowka (13),

f) - obróbki mechanicznej zamka powierzchni walcowych zewnętrznego (11) i zamka wewnętrznego (12) części walcowej (1) Iinera zbiornika za pomocą narzędzia obróbczego (16) w celu wykonania rowka obwodowego (13) wraz z przeszlifowaniem powierzchni obok rowka (13),

g) - obróbki mechanicznej powierzchni walcowych kołnierza przyłączeniowego (14) armatury przewodowej mających styczność z powierzchnią króćca (15) dennicy (2) za pomocą narzędzia obróbczego (16) w celu wykonania rowka obwodowego (13) wraz z przeszlifowaniem powierzchni obok rowka (13),

h) - obróbki mechanicznej powierzchni walcowej łącznika wewnętrznego (25) stykającej się z powierzchniami zamków zewnętrznych (11) dennicy (2) i części walcowej (1) Iinera zbiornika za pomocą narzędzia obróbczego (16) w celu wykonania rowka obwodowego (13) wraz z przeszlifowaniem powierzchni obok rowka (13),

i) - osadzenia co najmniej jednego kołnierza przyłączeniowego (14) armatury przewodowej na króćcu (15) dennicy (2) i trwałe zespolenie za pomocą kleju poprzez zalanie przestrzeni utworzonej przez leżące naprzeciw siebie rowki obwodowe (13) i stworzenie spoiny profilowej (17) składającej się z ścianek spoiny (18) i zintegrowanych O-ringów spoiny (19),

j) - połączenie dennic (2) zbiornika Iinera z co najmniej jedną częścią walcową (1) Iinera zbiornika poprzez osadzenie zamka zewnętrznego (11) w zamku wewnętrznym (12) oraz łącznika wewnętrznego (25) w zamku zewnętrznym (11) dennicy (2) i w zamku zewnętrznym (11) części walcowej (1) Iinera zbiornika w taki sposób, aby leżące naprzeciw siebie co najmniej dwa rowki obwodowe (13) tworzyły przestrzenie umożliwiające trwałe zespolenie za pomocą kleju tworzącego spoinę profilową (17) składającą się z ścianek spoiny (18) i zintegrowanych O-ringów spoiny (19),

k) - umieszczenia zespolonego Iinera zbiornika w urządzeniu nawojowym (20) i kontrolowane jego usztywnienie poprzez wtłoczenie pod ciśnieniem do jego wnętrza poprzez co najmniej jeden króciec (15) dennicy (2) zaopatrzony w kołnierz przyłączeniowy (14) armatury przewodowej medium kontrolnego (Mk) będącego jednocześnie medium badawczym szczelności Iinera zbiornika, a następnie przy utrzymywanym zadanym stałym nadciśnieniu medium (Mk) wewnątrz zbiornika dokonania nawoju oplotu wzmacniającego włóknem ciągłym nasyconym żywicą chemoutwardzalną (21) w celu stworzenia zewnętrznej warstwy z żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej włóknem ciągłym (22),

I) - wykonania dodatkowego uzbrojenia zbiornika w niezbędną armaturę (24), a następnie dokonania nałożenia warstwy materiału barierowego topcoatu (23) na powierzchniach wewnętrznych zbiornika w miejscach szczelin łączeniowych powstałych z połączenia zamków dennicy (2) i co najmniej jednej części walcowej (1) Iinera zbiornika oraz w miejscach mocowania armatury uzbrojenia zbiornika (24).

2. Zbiornik niskiego i średniego ciśnienia składający się z Iinera zbiornika z ułożoną na nim warstwą żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej oplotem z włókna ciągłego oraz króćców, znamienny tym, że Iiner zbiornika o ściankach wykonanych z co najmniej dwu warstw maty wzmocnienia warstwowego z włókien (7) rozdzielonych co najmniej jedną warstwą drenażową (8) w postaci maty z materiałów wykonanych na bazie polimerów termoplastycznych na wskroś infiltrowanych żywicą chemoutwardzalną (9) i osłoniętych warstwami żelkotu (10) składa się z co najmniej jednej części walcowej (1) Iinera zaopatrzonej w obwodowe wgłębienia zamka zewnętrznego (11) oraz wewnętrznego (12) leżące na przeciwległych obrzeżach oraz dennic (2) zaopatrzonych w obwodowe wgłębienie zamka zewnętrznego (11) oraz króćce dennicy (15), przy czym każda z odpowiadających sobie powierzchni zamka zewnętrznego (11) i wewnętrznego (12) stykających się z sobą ma wykonane rowki obwodowe (13) usytuowane w położeniu wzajemnie naprzeciwległym tworzące przestrzenie wypełnione klejem tworzącym spoinę profilową (17) składającą się z ścianek spoiny (18) i integralnie z nimi związanymi O-ringami zintegrowanymi spoiny (19) podobnie jak powierzchnia króćca (15) wyposażona w rowki obwodowe (13) stykająca się w położeniu wzajemnie naprzeciwległym z rowkami obwodowymi (13) na powierzchni kołnierza przyłączeniowego (14) armatury przewodowej, a utworzone tak przestrzenie zalewane są klejem trwale łączącym części z sobą tworząc spoinę

PL 217 817 B1 profilową (17), przy czym wewnętrzne zamki (11) dennicy (2) i części walcowej (1) Iinera zbiornika łączone są łącznikiem wewnętrznym (25) również zaopatrzonym w rowki (13) usytuowane w położeniu wzajemnie naprzeciwległym tworzące przestrzenie wypełnione klejem tworzącym spoinę profilową (17) i na tak zbudowanej strukturze Iinera na jej zewnętrznej powierzchni ułożona jest warstwa żywicy chemoutwardzalnej zbrojonej włóknem ciągłym (22) w postaci oplotu wzmacniającego (21) z włókna ciągłego nasyconego żywicą chemoutwardzalną, przy czym wewnętrzna powierzchnia zbiornika jest dodatkowo uszczelniona warstwą materiału barierowego topcoat (23) zwłaszcza w miejscach spoin zamków Iinera oraz przyłączy niezbędnej armatury uzbrojenia zbiornika (24).

3. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że klej tworzący szczelinę profilowaną (17) jest klejem poliuretanowym.

4. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że warstwę drenażową (8) tworzy mata wykonana z włókniny polipropylenowej.

5. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że warstwę drenażową (8) tworzy mata pętelkowa.

6. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że warstwę drenażową (8) tworzy mata wykonana z włókniny typu Lantor SORIC.

7. Zbiornik według zastrz. 2, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że warstwę drenażową (8) tworzy mata wykonana polipropylenu.

8. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że mata wzmocnienia warstwowego (7) jest wykonana z materiału w rodzaju włókien węglowych.

9. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że mata wzmocnienia warstwowego (7) jest wykonana z materiału w rodzaju włókien aramidowych.

10. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że mata wzmocnienia warstwowego (7) jest wykonana z materiału w rodzaju włókien szklanych.

11. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że mata wzmocnienia warstwowego (7) jest wykonana z materiału w rodzaju włókien bazaltowych.

12. Zbiornik według zastrz.2, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, znamienny tym, że mata wzmocnienia warstwowego (7) wykonana jest z kombinacji różnych rodzajów materiałów włókien zmieszanych ze sobą w dowolnych proporcjach objętościowych.

13. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że bazą żywicy chemoutwardzalnej (9) jest żywica poliestrowa.

14. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że bazą żywicy chemoutwardzalnej (9) jest żywica winyloestrowa.

15. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że bazą żywicy chemoutwardzalnej (9) jest żywica epoksywinyloestrowa.

16. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że bazą żywicy chemoutwardzalnej (9) jest żywica epoksydowa.