БАЛЛОН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и резанием и может быть использована при изготовлении баллонов высокого давления большого объема для длительного хранения и транспортировки сжатых и сжиженных газов преимущественно для изготовления огнетушителей углекислотных.
Известен баллон высокого давления, состоящий из стакана с горловиной, отверстие которой допускает свободное прохождение втулки внутрь стакана и обратно. Такая втулка закрепляется на горловине с помощью кольцевого сварного шва, выполняющего одновременно роль крепежного и герметизирующего элемента конструкции (Р.Никольс. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. М., Машиностроение, 1975, с.271).
Недостатком такой конструкции является то, что сварной шов является несущим, что требует применения методов неразрушающего контроля. Кроме этого проводятся испытания герметичности стыка. Все это увеличивает трудоемкость изготовления и стоимость баллона.
Известен баллон высокого давления, содержащий стакан с горловиной, внутренняя поверхность которой выполнена в виде поверхности второго порядка, скрепленную с ней втулку, боковая поверхность которой выполнена в виде поверхности второго порядка. Втулка в части, расположенной внутри баллона, снабжена утолщением (полезная модель РФ №9770 МПК В21D 51/24 от 17.11.1998 г.).
Недостатком этой конструкции является низкая надежность и высокая стоимость изготовления при невысоком выходе готовой продукции.
Известен баллон высокого давления, содержащий трубный корпус с горловиной и днище, выполненное в виде закладной детали, представляющей собой усеченный конус с дном, охватываемый по наружной поверхности
внутренней поверхностью нижней части корпуса (полезная модель РФ №37658 МПК В21D 51/24, 2003).
Данная конструкция, хотя значительно лучше вышеперечисленных аналогов, обладает высокой трудоемкостью изготовления корпуса, что приводит к повышению себестоимости изготовления конечного изделия.
Перед авторами стояла задача создания баллона высокого давления, обладающего высокой надежностью и качеством конечного изделия с одновременным упрощением технологии изготовления.
Это достигается за счет того, что в известной конструкции, содержащей трубный корпус с горловиной и днище, выполненное в виде закладной детали, представляющей собой усеченный конус с дном, охватываемый по наружной поверхности внутренней поверхностью нижней части корпуса, верхняя часть корпуса выполнена в виде закладной детали, представляющей собой две конические и одну цилиндрическую части.
Закладные детали соединены с корпусом с помощью сварных кольцевых швов.
Концы корпуса выполнены диаметром, уменьшающемся по мере приближения к закладным деталям.
На нижнем конце верхней закладной детали выполнена кольцевая проточка, одна из поверхностей которой параллельна внутренней конической поверхности, а другая - перпендикулярна первой.
Части верхней закладной детали плавно сопряжены между собой.
В цилиндрической части верхней закладной детали выполнена резьба для присоединения запорной аппаратуры.
На коническом элементе днища выполнена кольцевая проточка, одна из поверхностей которой параллельна внутренней конической поверхности, а другая перпендикулярна первой.
Нижняя коническая часть верхней закладной детали выполнена одной и той же конусности с внутренней поверхностью верхнего конца сопрягаемого с
ней корпуса, а другая коническая часть этой же детали выполнена с конусностью наружной поверхности верхнего конца сопрягаемого с ней корпуса.
Верхняя часть корпуса выполнена с разной конусностью. Заявляемый баллон обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Сущность полезной модели иллюстрируется с помощью чертежей, где:
- на фиг.1 изображен общий вид баллона в разрезе;
- на фиг.2 - вариант исполнения баллона в разрезе.
Баллон высокого давления включает трубный корпус 1 и днище 2, выполненное в виде закладной детали, представляющей собой усеченный конус с дном, охватываемый по наружной поверхности внутренней поверхностью нижней части корпуса 1. При этом верхняя часть корпуса 1 выполнена в виде закладной детали 3, представляющей собой две конические и одну цилиндрическую части. В одном из вариантов (фиг.1) корпус 1 баллона соединен с днищем 2 и верхней закладной деталью 3 сначала при помощи защемления (обработка давлением) с последующим наложением кольцевых сварных швов. Во втором варианте (фиг.2) в верхней закладной детали 3 конические части выполнены разной конусности и соединены с корпусом 1 аналогично первому варианту. Присоединительное резьбовое отверстие для штуцера выполнено в верхней закладной детали 3. Штуцер, закрывающий резьбовое отверстие в процессе эксплуатации, на чертеже не показан.
В связи с тем, что баллон конструктивно выполнен из нескольких частей, каждую из которых можно изготовить с меньшими технологическими переходами из-за доступности их обработки, связанной с меньшей протяженностью частей, в целом общая стоимость производства баллона большого давления значительно сокращается.
Баллон работает следующим образом.
Газ, хранящийся в баллоне под давлением, действует на внутреннюю поверхность баллона во всех направлениях одинаково. В связи с тем, что днище 2 и верхняя закладная деталь 3 соединены с корпусом 1 не только сварным швом, но и при помощи жесткого механического замкового соединения, например, запрессовка с натягом, надежность готового изделия значительно повышается. Проведенные испытания показали, что выход готовой продукции по сравнению с прототипом увеличился, а себестоимость изготовления снизилась.
На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация заявляемого баллона, по которой изготовлен опытный образец, испытания которого подтвердили его преимущества по сравнению с известными, в том числе и с прототипом, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «применимость» для полезной модели.