RU1781490C - Сборна камера высокого давлени - Google Patents

Abstract

Использование: машиностроение, в частности крупногабаритные камеры высокого давлени . Сущность изобретени : внешний несущий корпус выполнен из продольных элементов 1, соединенных ст жными кольцами 2, Внутренний несущий корпус выполнен из поперечных продольных элементов 1, соединенных ст жными кольцами 2. Внутренний несущий корпус выполнен из поперечных элементов-колец 3, соединенных по торцам болтовыми внешними фланцевыми соединени ми 4. Кольца 2 и 3 могут быть выполнены Многослойными или однослойными с подкреплением при помощи ленты 15. На торцах колец 3 выполнены соосные кольцевые проточки и выступы. Антикоррозионные слои-обечайки 6, сопр женные с кольцами 3, имеют на торцах кольцевые проточки. Крышки камеры выполнены в виде стакана 8, в котором размещен обратный свод 9 з.п.ф-лы, 6 ил. Чм и Х| 00 Ј Ю О

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к технике создани  камер (автоклавов) высокого давлени  большого диаметра и объема, которые могут широко примен тьс  в фундаментальных научных исследовани х, в различных област х науки и техники в качестве многоцелевых испытательных стендов, в технологических лини х современных производств, использующих высокое давление. „

Преимущественной областью применени  предлагаемой конструкции камеры - это решение проблем, св занных с изучением и освоением Мирового океана. В камерах целесообразно имитировать глубоководные услови  дл  испытани  подводных аппаратов и устройств, испытани  оборудовани  по добыче полезных ископаемых со дна океана, отработки технологий добычи этих ископаемых и др.

Известен автоклав,  вл ющийс  прототипом , у которого составной несущий корпус образован из колец, расположенных перпендикул рно оси сосуда и воспринимающих радиальные усили  и нескольких продольных элементов, расположенных в направлении оси сосуда и воспринимающих осевые усили . Продольные элементы проход т через отверсти , выполненные в крышках автоклава, и скрепл ют крышки и кольца. В центре крышки выполнено отверстие дл  ввода трубопровода давлени .

Недостатком этого автоклава  вл етс  наличие низких технических и эксплуатационных характеристик при больших диаметрах автоклава и высоких давлени х рабочей жидкости.

Целью изобретени   вл етс  улучшение технических и эксплуатационных харак- теристик сборной камеры высокого давлени , что достигаетс  путем использовани  в ее конструкции деталей специальной формы и их соединений, осуществл ют взаимн уЮ механическую поддержку, в том числе за счет намотки высокопрочной лентой , что ограничивает деформирование деталей в упругих пределах, а также путем снижени , а в р де соединений ликвидации концентрации напр жений, обеспечива  тем самым рациональное, с позиций прочности , использование материала в конструкции камеры, а также за счет уменьшени  сечени  отдельных деталей и организации точного контрол  качества материала, что делает возможным создание сборных камер большого диаметра и объема, высокой прочности , жесткости, надежности, технологичности , пониженной металлоемкости и стоимости, а также улучшение условий транспортировки, монтажа, демонтажа и текущего ремонта сборных камер высокого давлени .

На фиг.1 изображена сборна  камера высокого давлени  в разрезе, общий вид и

вид сверху; на фиг.2- разрез многослойного ст жного кольца 2; на фиг.З - разрез ст жного кольца 2 с П-образным поперечным сечением, внутри которого уложены витки высокопрочной ленты 15; на фиг.4 - разрез

0 многослойного поперечного элемента - кольца 3; на фиг.5 - разрез поперечного элемента - кольца 3 с П-образным поперечным сечением, внутри которого уложены витки высокопрочной ленты 15; на фиг.6 5 разрезное замковое кольцо 12, вид сверху, а также разрезы А-А и В-В с изображени ми отдельных частей кольца 12.

Сборна  камера высокого давлени  содержит внешний несущий корпус, выпол0 ненный из продольных элементов 1, соединенных вместе ст жными кольцами 2, а также внутренний несущий корпус, выполненный из поперечных элементов-колец 3, соединенных по торцам болтовыми внешни5 ми фланцевыми соединени ми 4. Ст жные кольца 2 могут быть выполнены также многослойными , как изображено на фиг.2 или однослойными, но укрепленными обмоткой с помощью ленты 15, как это изображено на

0 фиг.З. Поперечные элементы - кольца 3 также могут быть выполнены многослойными, как показано на фиг.4, или однослойными, но укрепленными обмоткой с помощью ленты 15, как это показано на фиг.5. Торцы

5 поперечных элементов - колец 3 содержат, как видно на фиг.4 и 5, соосные кольцевые проточки и выступы, которые сопр гаютс  при стыковке элементов 3 друг с другом. Между внешней и внутренней несущими

0 оболочками выполнен зазор 5, который не перекрываетс  при изменени х значени  давлени  в камере от нул  до испытательного и изменени х температуры камеры в процессе эксплуатации. Антикоррозионные

5 слои-обечайки б, сопр женные с кольцами 3, имеющими на торцах кольцевые проточки в форме уступа, которые при соединении колец 3 образуют со стороны полости камеры цилиндрические проточки, которые со0 держат водонепроницаемые уплотнени  7. Полость камеры заперта одинаковыми крышками-пробками, состо щими из стакана 8, вмещающего обратный свод 9. Зазор между стаканом 8 и антикоррозионным сло5 ем 6 герметизирован уплотнением 10, зазор между обратным сводом 9 и внутренней поверхностью стакана 8 герметизирован уплотнением 11. Антикоррозионные слои б и уплотнени  7, герметизирующие полость камеры, могут быть заменены одной сплошной антикоррозионной оболочкой, котора  сопр жена с кольцами 3. Уплотнени  7,10,11 выполнены в виде уплотнений с некомпенсированной площадью. В стенке стакана 8 выполнены аксиальные отверсти  14 дл  ввода линий коммуникаций в полость камеры. Обратный свод 9 и уплотнение 11 образуют под дном стакана 8 изолированную полость 13, свободную от рабочей жидкости . При закрытых крышках-пробках секции разрезного замкового кольца 12 сопр жены в области разрезов между собой, а также сопр жены со стаканом 8 и элементами 1. Конические опорные поверхности свода 9, стакана 8, кольца 12 и продольных элементов 1 выполнены под углом 40-60° к оси камеры.

Сборна  камера высокого давлени  работает следующим образом.

При создании давлени  в рабочей полости камеры радиальные усили  воспринимаютс поперечными элементами-кольцами 3 внутреннего несущего корпуса. Некотора  часть радиальных усилий воспринимаетс  внутренней цилиндрической поверхностью стенки стакана 8, наход щейс  между уплотнением 11 и торцом стакана. Эта часть усилий удерживаетс  стенкой стакана 8 и ст жным кольцом 2. Осевые усили  воспринимаютс  крышками- пробками, кольцом 12 и продольными элементами 1 внешней несущей оболочки. При этом секции разрезного кольца 12, остава сь сжатыми в радиальном направлении стенкой стакана 8 и замковым выступом, образованным элементами 1, работают в услови х стесненного среза, что повышает их сопротивление разрушению (срезу).

Элементы 1 в замковой зоне сжаты кольцами 2 и 12 и раст нуты в области, лежащей между замковыми кольцами 12. Кольца 2 при этом раст нуты. Внутренн   часть дна стакана 8, не сопр женна  с той свода 9, свободна от давлени  рабочей жидкости. При этом отверсти  14 герметично закрыты специальными унифицированными патронами, предназначенными дл  проводки коммуникаций обслуживающего оборудовани  в полость камеры высокого давлени .

Таким образом, свод 9 оказывает механическую поддержку стакану 8 в осевом на- правлении, а стакан 8 оказывает механическую поддержку своду 9 в радиальном и осевом направлени х. Кольцо 2 оказывает механическую поддержку крышке-пробке в радиальном направлении, а также поддержку своду 9 в радиальном и осевом направлени х. При этом жесткость

крышки-пробки в осевом направлении, а также ее прочность - увеличиваютс .

Концентраци  напр жений в области сопр жени  опорных поверхностей, при- 5 надлежащих своду 9, стакану 8, секци м кольца 12 и элементам 1 - отсутствует, ч;о повышает прочность всего соединени  и его надежность. Кольца 2 и 3, выполненные многослойными, с нат гом, или однослой0 ными с обмоткой высокопрочной лентой 15 - также обладают повышенной прочностью и жесткостью, что увеличивает жесткость и прочность камер и уменьшает ее металлоемкость .

5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (10)

1. Сборна  камера высокого давлени , содержаща  две крышки со сквозными осевыми отверсти ми, несущий корпус, выполненный в виде установленных по

0 окружности продольных силовых элементов , и поперечные силовые элементы, выполненные в виде колец и установленные с гарантированным зазором внутри продольных элементов, отличающа с  тем,

5 что, с целью улучшени  технических и эксплуатационных характеристик, камера снабжена ст жными кольцами с внутренними коническими поверхност ми и профилированными замковыми кольцами, а кажда 

0 крышка выполнена в виде стакана с пр мым и обратным сводами и с плоским днищем, сопр женным с его внутренней и наружной цилиндрическими стенками переходными коническими участками, и установлена с

5 возможностью осевого перемещени  днищем наружу внутри продольных силовых элементов, последние выполнены в виде секций цилиндра, Имеющих на концах опорные бурты с замковыми коническими высту0 пами на внутренних поверхност х, ст нуты между собой посредством охватывающих ст жных колец, причем каждое замковое кольцо выполнено с двум  цилиндрическими и расположенным между ними кониче5 ским участками, поперечные силовые элементы ст нуты между собой и снабжены антикоррозионным покрытием на внутренних поверхност х, внутренние диаметры антикоррозионных покрытий и большего из

0 цилиндрических участков замкового кольца равны, обратный свод каждой крышки имеет край, очерченный кольцевыми коническим и сопр женными с ним плоским и цилиндрическим участками, и оперт послед5 ними с образованием герметичной полости в днище и своде стакана и переходной участок между ними.

2. Камера поп.1,отличающа с  тем, что ст жные кольца выполнены много- слойными или выполнены П-образного поперечного сечени  с уложенными внутри с нат жением витками многослойной намотки из высокопрочной ленты.

3. Камера по пп.1 и 2, отличающа - с   тем, что поперечные элементы несущей оболочки выполнены в виде многослойных колец или выполнены П-образного поперечного сечени  с уложенными внутри с нат жением витками многослойной намотки из высокопрочной ленты, при этом попереч- ные элементы соединены между собой по торцам внешними болтовыми фланцевыми соединени ми.

4. Камера по пп.1-3. о т л и ч а ю щ а   с   тем, что стыки поперечных элементов гер- метизированы со стороны полости камеры отдельными уплотнени ми с некомпенсированной площадью, или герметизированы одной неразрезной антикоррозионной оболочкой .

5.Камера по пп.1-4, отличающа с  тем, что в месте сопр жени  пр мого и обратного сводов крышки выполнено уплотнение с некомпенсированной площадью.

6.Камера по пп.1-5, отличающа с  тем, что зазоры между крышками и антикоррозионным покрытием на кольцах поперечных элементов герметизированы уплотнени ми с некомпенсированной площадью.

7.Камера по пп. 1-6, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  условий эксплуатации , в стенке стакана крышки выполнены аксиально технологические отверсти .

8.Камера hoпп.1-7,отличающа с  тем, что на торцах поперечных элементов выполнены соосно выступы и ответные пазы , при этом выступы одного элемента размещены в пазах другого.

9.Камера по пп.1-8, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что замковое кольцо разделено на четыре части разрезами, лежащими в двух плоскост х, отсто щих от осевого сечени  камеры.

10.Камера по пп.1-9, от л ича юща - с   тем, что углы наклона к оси камеры образующих конических поверхностей замковых выступов опорных буртов продольных элементов , участков обратных сводов крышек и переходных участков крышек и замковых колец выполнены одинаковыми и составл ют 40-60°.

фиг. 6

фиг. .Ь

15

Фиг

#А-А

12

К

Т