СПОСОБ СБОРКИ И УСТРОЙСТВО МНОГОСЛОЙНОЙ ЕМКОСТИ
ASSEMBLY METHOD AND ARRANGEMENT OF MULTILAYER VESSEL

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в таких отраслях промышленного производства, как судостроение, химическое машиностроение и т.д.
Многослойные емкости применяют в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную жесткость и минимальную массу конструкции, при этом важным фактором, характеризующим конструкцию, является полезный объем емкости.
Известна емкость из титанового сплава, показанная в Энциклопедии «Машиностроение», Раздел II, Том II-3, с.с.350-351, М., Машиностроение, 2001, которая представляет собой цилиндр, который по торцам замкнут полусферическими оболочками. Цилиндрическая и полусферические оболочки укреплены продольными и поперечными шпангоутами, обеспечивающими необходимую жесткость и прочность конструкции.
Недостатком данной конструкции является то, что необходимость применения продольных и поперечных шпангоутов приводит к утяжелению емкости.
Конструкция прочного корпуса подводного аппарата, показанная в Энциклопедии «Машиностроение», Раздел IV, Том IV-20, М., Машиностроение, выполнена из композиционного материала. Применение композиционного материала обеспечивает снижение массы конструкции. Однако требование увеличения жесткости приводит к тому, что корпус укрепляют металлическими шпангоутами. Данную конструкцию выполняют из цилиндрической оболочки, которую по торцам замыкают полусферическими оболочками. Данный способ изготовления принимаем за прототип.
Этот способ изготовления не может обеспечить высокой жесткости конструкции, поэтому применяют металлические шпангоуты, что повышает массу корпуса.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение жесткости конструкции емкости при сохранении ее минимальной массы и полезного объема.
Это достигается тем, что входящие в состав емкости цилиндрическая оболочка и замыкающие ее по торцам полусферические оболочки выполняют многослойными, состоящими каждая из внутренней, второй, средней, третьей и внешней, соответственно, цилиндрических и полусферических оболочек, каждую из которых разделяют на две равные части, которые далее собирают в следующей последовательности: к торцам соединенных между собой внутренней, второй и средней полуцилиндрических оболочек присоединяют половины соединенных между собой внутренней, второй и средней полусферических оболочек, к соединенной со второй и средней полуцилиндрическими оболочками внутренней полуцилиндрической оболочке далее присоединяют ответную внутреннюю полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин внутренних полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами второй и средней полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины внутренних полусферических оболочек, к соединенной с внутренней и средней полуцилиндрическими оболочками второй полуцилиндрической оболочке присоединяют далее ответную вторую полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин вторых полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами внутренней и средней полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины вторых полусферических оболочек, к соединенной с внутренней и второй полуцилиндрическими оболочками средней полуцилиндрической оболочке далее присоединяют ответную среднюю полуцилиндрическую оболочку, соединенную с третьей и внешней полуцилиндрическими оболочками, к торцам ответной средней полуцилиндрической оболочки и торцам двух половин средних полусферических оболочек, соединенных каждая с половинами внутренней и второй полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины средних полусферических оболочек, каждая из которых соединена с половинами третьей и внешней полусферических оболочек в месте их касания, к третьей полуцилиндрической оболочке, соединенной с ответной средней и внешней полуцилиндрическими оболочками в месте их касания, присоединяют далее ответную третью полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин третьей полусферической оболочки, соединенных каждая с ответной половиной средней и половиной внешней полусферических оболочек в месте их касания, присоединяют две ответные половины третьей полусферической оболочки, к внешней полуцилиндрической оболочке, соединенной с ответной средней и третьей полуцилиндрическими оболочками, далее присоединяют ответную внешнюю полуцилиндрическую оболочку, к торцам которой и торцам двух половин внешней полусферической оболочки, соединенных каждая с ответной половиной средней и половиной третьей полусферических оболочек, присоединяют две ответные половины внешней полусферической оболочки.
Данный способ позволяет собрать многослойную емкость, состоящую из цилиндрической оболочки, замкнутой по торцам двумя полусферическими оболочками, при этом цилиндрическая оболочка и замыкающие ее по торцам полусферические оболочки выполнены многослойными, состоящими каждая из внутренней, второй, средней, третьей и внешней, соответственно, цилиндрических и полусферических оболочек, каждая из отдельных оболочек, входящих в состав многослойной цилиндрической и двух многослойных полусферических оболочек, состоит из двух равных частей, при этом внутренняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя внутренними полусферическими оболочками, вторая цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя вторыми полусферическими оболочками, средняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя средними полусферическими оболочками, третья цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя третьими полусферическими оболочками, внешняя цилиндрическая оболочка замкнута по торцам двумя внешними полусферическими оболочками, оболочки размещены так, что внешняя и внутренняя оболочки пространственно разнесены, эквидистантно расположены, в полости между этими оболочками размещена средняя оболочка так, что делящая среднюю оболочку по толщине пополам срединная поверхность охватывает срединную поверхность внутренней оболочки и касается срединных поверхностей внутренней и внешней оболочек в диаметрально противолежащих местах, вторая оболочка расположена в полости между внутренней и средней оболочками таким образом, что ее срединная поверхность касается срединных поверхностей внутренней и средней оболочек в месте их касания, третья оболочка расположена в полости между средней и внешней оболочками таким образом, что ее срединная поверхность касается срединных поверхностей средней и внешней оболочек в месте их касания.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.
На фиг.1 показана многослойная емкость в сборе - главный вид и вид сверху.
На фиг.2 показано поперечное сечение цилиндрической части многослойной емкости.
На фиг.3 показано поперечное сечение многослойной емкости - вид на внутреннюю полость многослойной полусферической оболочки.
На фиг.4 показано продольное сечение многослойной емкости.
Предлагаемый способ сборки многослойной емкости осуществляется следующим образом. Внутренняя 1, вторая 2 и средняя 3 полуцилиндрические оболочки соединены между собой в месте их касания. К торцам этих оболочек присоединяют половины соединенных между собой внутренней 4, второй 5 и средней 6 полусферических оболочек. К внутренней полуцилиндрической оболочке 1 присоединяют далее ответную внутреннею полуцилиндрическую оболочку 7, к торцам которой и торцам двух половин внутренней полусферической оболочки 4 присоединяют две ответные половины внутренней полусферической оболочки 8. Ко второй полуцилиндрической оболочке 2 присоединяют ответную вторую полуцилиндрическую оболочку 9, к торцам которой и торцам двух половин второй полусферической оболочки 5 присоединяют две ответные половины второй полусферической оболочки 10. Ответную среднюю полуцилиндрическую оболочку 11, которая выполнена совместно с третьей 12 и внешней 13 полуцилиндрическими оболочками и соединенную с ними в месте их касания, присоединяют далее к средней полуцилиндрической оболочке 3. К торцам ответной средней полуцилиндрической оболочки 11 и торцам двух половин средней полусферической оболочки 6 присоединяют две ответные половины средней полусферической оболочки 14, которые выполнены совместно с половинами третьей 15 и внешней 16 полусферических оболочек и соединены с ними в месте касания. К третьей полуцилиндрической оболочке 12 присоединяют ответную третью полуцилиндрическую оболочку 17, к торцам которой и торцам двух половин третьей полусферической оболочки 15 присоединяют две ответные половины третьей полусферической оболочки 18. К внешней полуцилиндрической оболочке 13 присоединяют далее ответную внешнюю полуцилиндрической оболочку 19, к торцам которой и торцам двух половин внешней полусферической оболочки 16 присоединяют две ответные половины внешней полусферической оболочки 20.
Предлагаемый способ сборки многослойной емкости и сама многослойная емкость представляют собой реализацию конкретного математического принципа, поэтому он технологичен, что позволяет свести к минимуму затраты на реализацию данного технического решения. При этом торцы многослойных цилиндрических оболочек могут быть замкнуты половинами многослойных либо эллиптической, либо торовой оболочек, что не меняет сущности предлагаемого способа и полученного в результате его осуществления устройства. Предлагаемый способ позволит значительно расширить сферу применения многослойных емкостей.