Сборная камера высокого давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: машиностроение, в частности крупногабаритные камеры высокого давления. Сущность изобретения: внешний несущий корпус выполнен из продольных элементов 1, соединенных стяжными кольцами 2, Внутренний несущий корпус выполнен из поперечных продольных элементов 1, соединенных стяжными кольцами 2. Внутренний несущий корпус выполнен из поперечных элементов-колец 3, соединенных по торцам болтовыми внешними фланцевыми соединениями 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, сопряженные 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 J 12/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869268/29 (22) 19.06.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) Э.Л.Точилин, Г.А.Фень и Р,Я.Амельченко (56) Заявка ФРГ hh 3735767, кл. F 16 J12/00,,1988, (54) СБОРНАЯ КАМЕРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: машиностроение. в частности крупногабаритные камеры высокого давления. Сущность изобретения: внешний несущий корпус выполнен иэ про„„ Ы„„1781490 А1 дальных злемейтов 1, соедийейных стяжными кольцами 2. Внутренний несущий корпус выполнен иэ поперечных продольных элементов 1, соединенных стяжными кольцами

2. Внутренний несущий корпус выполнен из поперечных элементов-колец 3, соединенных по торцам болтовыми внешними фланцевыми соединениями 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, сопряженные 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.

1781490

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике создания камер (автоклавов) высокого давления большого диаметра и объема, которые могут широко применяться в фундаментальных научных исследованиях, в различных областях науки и техники в качестве многоцелевых испытательных стендов, в технологических линиях современных производств, использующих высокое давление.

Преимущественной областью применейия предлагаемой койструкции кэмеры— это решение проблем, связанных с изучением и освоением Мирового океана, В камерах целесообразно . имитировать глубоководные условия для испытания подводных аппаратов и устройств, исйытания оборудования по добыче полезных ископаемых со дна океана. Отработки технологий добычи этих ископаемых и др.

Известен автоклав, являющийся прототипом, у которого составной несущий корпус образован из колец, расположенных перпендикулярно.оси сосуда ивоспринимающих радиальные усилия и нескольких продольных элементов, расположенных в направлении оси сосуда и воспринимающих осевые усилия. Продольные элементы проходят через отверстия, выполненные в крышках автоклава, и скрепляют крышки и кольца. В центре крышки выполнено отверстие для ввода трубопровода давления;

Недостатком этого автоклава является наличие низких технических и эксплуатационных характеристик при больших диаметрах автоклава и высоких давлениях рабочей жидкости, Целью изобретения является улучшение технических и эксплуатационных характеристик сборной камеры высокого давления, что достигается путем использования в ее конструкции деталей специальной формы и их соединений, осуществляют взаимн,ю механическую поддержку, в том числе за счет намотки высокопрочной лентой, что ограничивает деформирование деталей в упругих пределах, а также путем снижения, а в ряде соединений ликвидации концентрации напряжений, обеспечивая тем самым рациональное, с позиций прочности, использование материала в конструкции камеры, а также за счет уменьшения сечения отдельных деталей и организации точного контроля 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 те10 витки высокопрочнай ленты 15; на фиг.6—

15 разрезное замковое кольцо 12, вид сверху, а также разрезы А-А и В-В с изображениями

35

50 кущего ремонта сборных камер высокого давления.

На фиг.1 изображена сборная камера высокого давления в разрезе, общий вид и вид сверху; на фиг.2- разрез многослойного стяжного кольца 2; на фиг.3 — разрез стяжного кольца 2 с П-образным поперечным сечением, внутри которого уложены витки высокопрочной ленты 15; на фиг.4 — разрез многослойного поперечного элемента— кольца 3; на фиг,5 — разрез поперечного элемента — кольца 3 с П-образным поперечным сечением, внутри которого уложены отдельных частей кольца 12.

Сборная камера высокого давления содержит внешний несущий корпус, выпалненный из продольных элементов 1, соединенных вместе стя>кными кольцами 2, а также внутренний несущий корпус, выполненный Йз поперечных элементов-колец 3, соединенных па торцам болтовыми внешними фланцевыми соединениями 4. Стяжные кольца 2 могут быть выполнены также многослойными, как изображено на фиг.2 или однослойными, но укрепленными обмоткой с помощью ленты 15, как это изобра>кено на фиг.3. Поперечные элементы — кольца 3 также могут быть выполнены Míîãocëoéíütìè, как показано на фиг.4, или однослойными, но укрепленными обмоткой с помощью ленты 15, как это показано на фиг.5. Торцы поперечных элементов — колец 3 содержат, как видно на фиг.4 и 5, соосные кольцевые проточки и выступы, которые сопрягаются при стыковке элементов 3 друг с другом.

Между внешней и внутренней несущими оболочками выполнен зазор 5, который не перекрывается при изменениях значения давления в камере от"нуля до испытательного и изменениях температуры камеры в процессе эксплуатации. Антикоррозионные слои-обечайки 6, сопряженные с кольцами

3, имеющими на торцах кольцевые проточки в форме уступа, которые при соединении колец 3 образуют со стороны полости камеры цилиндрические проточки, которые содер>кат водонепроницаемые уплотнения 7.

Полость камеры заперта одинаковыми крышками-пробками, состоящими из стакана 8, вмещающего обратный свод 9. Зазор между стаканом 8 и антикоррозионным слоем 6 герметизирован уплотнением 10, зазор между обратным сводом 9 и внутренней поверхностью стакана 8 герметизираван уплотнением 11, Антикоррозионные слои 6 и уплотнения 7, герметизирующие полость камеры, могут быть заменены одной сплош1781490

При создании давления в рабочей поло20 сти камеры радиальные усилия воспринимаются поперечными элементами-кольцами 3 внутреннего несущего корпуса. Некоторая часть радиальных

30 усилий воспринимается внутренней цилиндрической поверхностью стенки стакана 8, находящейся между уплотнением 11 и торцом стакана. Эта часть усилий удерживается стенкой стакана 8 и стяжным кольцом 2.

Осевые усилия воспринимаются крышкамипробками, кольцом 12 и продольными элементами 1 внешней несущей оболочки. При этом" секции разрезного кольца 12, оставаясь сжатыми в радиальном направлений

35 стенкой стакана 8 и замковым выступом, образованным элементами t, работают в условиях стесненного среза, что повышает их сопротивление разрушению (срезу).

Элементы 1 в замковой зоне сжаты кольцами 2 и 12 и растянуты в области, ле-. 40 жащей между замковыми кольцами 12.

Кольца 2 при этом растянуты, Внутренняя часть дна стакана.8, не сопряженная с reтой свода 9, свободна от давления рабочей жидкости. При этом отверстия 14 герметично, закрыты специальными унифицированными патронами, предназначеннйми для проводки коммуникаций обслуживающего оборудования в полость камеры высокого

50 давления

Таким образом, свод 9 оказывает механическую поддержку стакану 8 в осевом наи равлении, а стакан 8 оказывает механическую поддержку своду 9 в радиальном и осевом направлениях, Кольцо 2 оказывает механическую поддержку крышке-пробке в радиальном направлении, а также поддержку своду 9 в радиальном и осевом направлениях, При этом жесткость ной антикоррозионной оболочкой, которая сопряжена с кольцами 3. Уплотнения

7,10,11 выполнены в виде уплотнений с неKoMcI8HcMpoBBHHoA площадью. В стенке стакана 8 выполнены аксиальные отверстия 5

14 для 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 10 секции разрезного замкового кольца 12 со-. пряжены в области разрезов между собой; а также сопряжены со стаканом 8 и элементами 1. Конические опорные поверхности свода 9, стакана 8, кольца 12 и продольных 15 элементов 1 выполнены под углом 40-60 к оси камеры.

Сборная камера высокого давления работает следующим образом. крышки-пробки в осевом направлении, а также ее прочность — увеличиваются.

Концентрация напряжений в области сопряжения опорных поверхностей, принадлежащих своду 9, стакану 8, секциям кольца 12 и элементам 1 — отсутствует, что повышает прочность acего соединения и его надежность. Кольца 2 и 3, выполненные многослойнйми, с натягом, или однослойными с обмоткой высокопрочной лентой 15 — также обладают повышенной прочностью и жесткостью, что увелйчивает жесткость и. прочность камер и уменьшает ее металлоемкость.

Формула изобретения

1. Сборная камера высокого давления, содержащая две крышки со сквозными осевыми отверстиями, несущий корпус, выполненный в виде установленных по окружностй продольных силовых элементов, и поперечные силовые элементы, выполненные в виде колец и установленные с . гарантйрованным зазором внутри продольных элементов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технических и эксплуатационных характеристик, камера снабжена стяжными кольцами с внутренними коническими поверхностями и профилированными замковыми кольцами, а каждая крышка выполнена в виде стакана с прямым и обратным сводами и с плоским днищем, сопряженным с его внутренней и наружной цилиндрическими стенками переходными коническими участками, и установлена с возможностью осевого перемещения днищем наружу внутри продольных силовых элементов, последние выполнены в виде секций цилиндра, Имеющих на концах опорные бурты с замковыми коническими выступами на внутренних поверхностях, стянуты между собой посредством охватывающих стяжных колец, причем каждое замковое кольцо выполнено с двумя цилиндрическими и расположенным между ними коническим участками, поперечные силовые элементы стянуты между собой и снабжены антикоррозионным покрытием на внутренних поверхностях, внутренние диаметры антикоррозионных покрытий и большего из цилиндрических участков замкового кольца равны, обратный свод каждой крышки имеет край, очерченный кольцевыми коническим и сопряженными с ним плоским и цилиндрическим участками, и оперт последними с образованием герметичной полости в днище и своде стакана и переходной участок между ними.

2. Камера по и 1, отличающаяся тем, что стяжные кольца выполнены многослойными или выполнены П-образного по1781490 перечного сечения с уложенными внутри с натяжением витками многослойной намотки из высокопрочной ленты.

3. Камера попп.1 и2, отлич а ющаяс я тем, что поперечные элементы йесущей оболочки выполнены в виде многослойных колец или выполнены П-образного поперечного сечения с уложенными внутри с натяжением.витками многослойной намотки из высокопрочной ленты, при этом поперечные.элементы соединены между собой по торцам внешними болтовыми фланцевыми соединениями.

4. Камера попп,1-3,отл ича ю щая ся тем, что стыки поперечных элементов гер метизированы со стороны полости камеры отдельными уплотнениями с некомпенсированной площадью, или .герметйзированы одной неразрезной антикорроэионной оболочкой.

5. Камера попп.1-4.отл ич а юща яся тем, что в месте сопряжения прямого и обратного сводов крышки выполнено уплотнение с некомпенсированной площадью.

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

7. Камера по пп.1-6, отличающаяся

5 тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, в стенке стакана крышки выполнены аксиально технологические отверстия.

8. Камера ho пп.1-7, отличающаяся тем, что на торцах поперечных элементов

10 выполнены соосно выступы и ответные пазы, при этом выступы одного элемента размещены в пазах другого.

9. Камера по пп.1-8, отличающаяся тем. что замковое кольцо разделено на че15 тыре части разрезами, лежащими в двух плоскостях, отстоящих от осевого сечения камеры, 10. Камера по пп.1-9, о т л и ч а ю щ а я20 с я 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

25 колец выполненй одинаковыми и составляют 40-60О.

1781490

Составитель P.ÏîÐ o@

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4265 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5