МЕТАЛЛОКОМПОЗИТНЫЙ БАЛЛОН С ЗАПОРНОЙ АРМАТУРОЙ

Полезная модель относится к области легких баллонов высокого давления для хранения и транспортировки сжатых газов и может быть использована при проектировании, производстве и эксплуатации баллонов высокого давления.
Известен металлокомпозитный баллон высокого давления, представляющий собой алюминиевый лейнер с горловиной, на который нанесена армирующая намотка, на внутренней поверхности горловины выполнена резьба для крепления запорной арматуры, а на внутреннюю поверхность лейнера нанесено пластиковое покрытие (см. патент ЕР №1526325, МПК F17C 1/02, заявлено 2004.10.25, приоритет US от 2003.10.23, опубликовано 2005.04.27).
Недостатком такой конструкции является недостаточная прочность внутренней резьбы горловины, выполненной в алюминиевом сплаве, особенно при повышенных рабочих давлениях в баллоне, не выдерживающая многократное завинчивание запорной арматуры при испытаниях, переосвидетельствованиях и замене уплотнительного резинового кольца.
Известен баллон высокого давления, принятый за прототип, состоящий из алюминиевого лейнера с навернутой на наружную резьбу горловины стальной муфтой, армирующей намоткой, покрывающей и внешнюю поверхность стальной муфты, запорное устройство с торцевым кольцевым уплотнением (см. пат. RU №70959 U1, МПК F17C 1/00, заявленный 2007.06.15, опубликованный 2008.02.20).
Недостатками прототипа являются: недостаточная эксплуатационная надежность уплотнения и резьбового соединения алюминиевой горловины и стальной муфты, его ослабление в процессе намотки и полимеризации армирующей оболочки. В процессе изготовления баллонов, когда в горловину лейнера вворачивается цапфа для намотки оболочки и полимеризации, особенно при изготовлении баллонов крупных габаритов неизбежно возникают динамические нагрузки, особенно при скоростной намотке кольцевых слоев силовой оболочки. Как следствие происходит ослабление резьбового соединения стальной муфты и алюминиевой горловины лейнера, которое сохраняется и при полимеризации с вращением баллона на цапфах. Возможен также последующий проворот ослабленной в намотке стальной муфты, имеющей только кольцевые выступы. Кроме того, происходит затекание связующего в резьбу и торец цапфы, возникают трудности при вывертывании цапф.
Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является повышение эксплуатационной прочности и надежности баллона.
Для решения этой задачи в металлокомпозитном баллоне, содержащем лейнер с армирующей намоткой, горловину с резьбовым участком на наружной поверхности, резьбовую муфту с кольцевыми углублениями (выступами) на наружной поверхности, навинченную на резьбовой участок наружной поверхности горловины, причем армирующая намотка выполнена таким образом, что покрывает и внешнюю поверхность резьбовой муфты, внутренняя поверхность горловины лейнера имеет резьбовой участок, в торце горловины выполнена кольцевая проточка по ее внутреннему диаметру, а на наружной поверхности резьбовой муфты выполнены дополнительные продольные углубления (выступы).
Сущность полезной модели поясняется чертежом:
- на фиг.1 изображен продольный разрез горловины баллона в сборе.
Металлокомпозитный баллон с запорной аппаратурой содержит алюминиевый лейнер 1 с наружной 2 и внутренней 3 резьбой на горловине. На наружную резьбу 2 навинчена стальная муфта 4 с продольными и кольцевыми углублениями 5. Торец горловины лейнера контактирует с торцом запорного устройства 6 - специального вентиля, или пробки (заглушки), или переходника с конической резьбой под стандартный вентиль, завинчиваемых в выступающую над горловиной лейнера часть стальной муфты 4. На удлиненной части вворачиваемой в муфту 4 арматуры установлено резиновое уплотнительное кольцо 7, под которое в торце горловины выполнена кольцевая расточка. На наружной части лейнера 1 выполнена силовая композитная намотка 8, охватывающая и наружную поверхность муфты 4.
При изготовлении баллона внутренняя резьба 3 горловины используется как технологическая для вворачивания в нее цапфы при намотке и полимеризации силовой композитной намотки 8.
При такой конструкции баллона резьбовая муфта не ослабляет наружную резьбу алюминиевого лейнера в процессе намотки и последующей полимеризации силовой композитной намотки. Тем самым исключается затекание связующего на торцовую поверхность горловины и в резьбовую часть муфты. Для усиления эффекта стальная муфта может навинчиваться с высокотемпературным герметиком.
Наличие на наружной поверхности стальной муфты продольных и кольцевых углублений (выступов) обеспечивает более прочное закрепление витков силовой намотки на поверхности стальной муфты, исключает возможность проворота стальной муфты при выкручивании запорной арматуры.
Уплотнительное кольцо меньшего диаметра на торце горловины лейнера более надежно. Диаметр резьбы (технологической), используемой при намотке (для цапф), может быть уменьшен, соответственно уменьшится и диаметр уплотнительного кольца, что повысит надежность конструкции.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая конструкция обеспечивает более высокую эксплуатационную прочность и надежность баллона.