Разъем криогенного резервуара дыхательной системы

.,Ж 17714 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ НТУ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Установки, машины и аппараты криогенной техники. Атлас, Часть 1/Под ред, И.П, Усюкина. М., 1982, с, 140-142,Волошин А. А. и Григорьев Г, Т, Расчети конструирование фланцевых соединений,Л.: Машиностроение. 1979, с. 10, 14, 55.(54) РАЗЪЕМ КРИОГЕННОГО РЕЗЕРВУАРАДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты человека при работев среде с высокой температурой или непри)5 А 62 В 7/00, 17/00, Г 25 О 3/1 дыхания, Цель изобретения -массы. Достигается это тем, ные кромки частей резервуара в виде конических колец 2 и 4, но в другое, Наружное кольцо 2 3 нержавеющей стали или друного материала с малюем коэфтемпературного расширения; а кольцо 4 - из материала с больициентом температурного распример из латуни, На обечайке нешней стороны по окружности ы зацепы б, на которых зигзагоожена высокопрочная синтетиить с числом сложений, ющим заданной прочности соецепы б выполнены в виде дисением в центре. 1 з. и. ф-лы, 3 ГОДной уменьшение что стыковоч выполнены входящих од выполнено и гого криоген фициентом внутреннее шим коэфф ширения, на и днище с в прикреплен образно нал ческая н соответству динения, За ков с углублИзобретение относится к средствам индивидуальной защиты человека при работе в среде с высокой температурой или непригодной для дыхания и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, энергетической (в том числе атомной) отраслях промышленности, а также в высотной авиации и в горнаспасательнам деле.Известны криогенные резервуары с пористой насыпной или скорлупчатой тепло- изоляцией и фланцевыми разъемами обычного типа, Чаще всего применяются фланцевь 1 е соединения с прокладкой в канавке одного фланца и с зубом на другом, Как правило, эти резервуары рассчитаны на небольшое внутреннее давление, необходимое для передавливания содержимого в другой резервуар или потребляющее устройство в пределах 0,3-0,7 МПа. При этом стенки резервуара, выполненные из прочной стали, могут быть тонкими. По сравнению с ними фланцевый разъем, который должен обеспечить герметичность в.условиях криогенной температуры, получается массивным и нередко составляет основную долю массы резервуара, Поэтому, как правило, криогенные резервуаоы выполняются без разъемов, но иногда разьем необходим для доступа к различным устройствам размещенным внутри. Криогенные резервуары автономных дыхательных и противотепловых систем. носимых человеком, а также резервуары для авиации должны иметь минимальную массу,Недостатками известных конструкций разьемов являются большая масса, которая обусловлена тем, что герметизирующая прокладка и стягивающие соединение болты или другие детали разнесены по радиусу, Чтобы обеспечить жесткость фланцев, подверженных скручиванию болтами, установленными на большем радиусе чем зажимаемая ими прокладка, фланцы должны быть толстыми,Наиболее близкой па технической сущности является конструкция фпэнцевого разъема бугельного типа, Бугельное соединекие трубопроводов или цилиндрических резервуаров состоит из стыковочных крамок, выполненных в виде относительно узких фланцев, между которыми зажата прокладка, а их тыльные стороны срезаны на конус. Кромки сверху охватываются стягивающим устройством в виде бугеля, представляющего собой двэ полукольца, стянутых болтами, Внутри полуколец прото- чена клиновидная канавка, борта которой прилегают к коническим поверхностям кромок.30 40 Недостатком соединения является неудовлетворительная герметичность при использовании в криогенных конструкциях и большая масса бугеля, так как он испытывает изгибающие нагрузки.Целью изобретения является уменьшение массы.Указанная цель достигается тем, что стыковочные кромки частей резервуара выполнены в виде конических колец, входящих одно в другое, причем наружное кольцо изготовлено из материала, имеющего больший коэффициент температурного расширения чем материал внутреннего кольца, а стягивающее устройство выполненоо в виде прикрепленных на обечайке и днище с внешней стороны по окружности зацепов, на которые зигзагообразно наложена высокопрочная синтетическая нить счислом сложений, соответствующим заданной прочности соединения, Зацепы выполнены в виде дисков с углублением в центре и приварены к абечайке и днищу точечной сваркой.На фиг. 1 показан криагенный резервуар с разъемом; на фиг, 2 - , то же, горизонтальное .сечение; на фиг, 3 - фрагментразъема в масштабе 2:1,Сбечайка резервуара 1 припаяна к кольцу 2. Для обеспечения прочного паянагошва, испытывающего большие напряжения, при температурных деформациях, абечайкаподкатана зубом 3, Кольцо 2 выполнено из нержавеющей стали или другого кргогенностойкого материала с малым коэфАициентом температурного расширения, Кэльцо 4выполнена из материала с большим коэффициентам температурного расширения, например из латуни, и припаяно к днищу 5, К абечайке и к днищу по окружности прикреплены (например, точечной сваркой) зацепы б, представляющие собой штампованные диски с углублением в центре, изготовленные из того же металла что и обечайка и днище. На зацепы зигзагообразно наложена предварительно напряженная высокопрочная нить 7. например СВМ. с числом сложений, обеспечивающим необходимуа прочность с вьбрэнным запасом. Нить СВМ является одним из наиболее прочных материалов с разрывным усилием до 400 сН/текс ипи до 5,60 ГПа. При криогенной температуре нить еще больше упрочняется. Нить СВУ имеет модуль упругости, 55 в 20 раз меньший чем сталь, и удлинениепри разрыве да 4 Д. а также линейный коэффициент температурного расширения 13 х 10, вследствие чего при намотке в предварительно напряженном состоянии и последующем охлаждении натягивается иобеспечивает надежное герметичное соединение разъема. Нить СВМ может быть заменена нитью "аримид", также стойкой ккриогенным температурам, но менее прочной и с большим коэффициентом удлинения. или нитью "терлон", обладающей почтитакими же свойствами, что и нить СВМ,Конические кольца 2 и 4 выполнены изразного материала с целью обеспечить дополнительный натяг при понижении температуры и с целью исключить прилипаниеколец друг к другу. Угол конусности колецдолжен быть приблизительно равен углутрения полированных поверхностей парыматериалов, примененных для изготовления колец, или в пределах 0,08-0,15 длятого, чтобы разъем обеспечивал герметичность и разнимался беэ затруднений, Зацепы привариваются к обечайке или днищупри помощи. точечной сварки,В конкретном случае масса разъемногосоединения, изготовленного сначала в видефланцевого соединения с болтами МЗ, прииспользовании предлагаемой конструкциибыла уменьшена с 490 до 200 г, из которых.1 1,5 г - масса 64 дисков и 188 г - масса колеци 230 мг- масса нити СВМ,Сборка резервуара осуществляется следующим образом.В корпусе резервуара 1 монтируетсяего содержимое. Крышка резервуара 5 сприпаянным кольцом 4 надевается на кольцо 2 корпуса 1. Корпус с надетой крышкой 5с помощью приспособления в виде нажимных чаш с центровой засверловкой ставитсяв центре и сжимается по оси. На конце нити7 завязывается петля, которая набрасывается на одну из дискообразных деталей 6.Нить 7 сматывается с бобины, установленной на шпинделе с тормозом, и через устройство. состоящее из трех блочков, два из. которых подвешены, а один подвижныйскреплен с грузом, масса (кг) которого в двараза больше выбранного предварительногонатяжения нити (НХ 10), поступает в люнетразмером с карандаш с фарфоровыми колечками для прохода нити. При помощи люнета нить накладывается зигзагообразно надетали 6, а резервуар поворачивается в центрах. В пяти - десяти местах равномерно по5 окружности нить сматывается эпоксиднымкомпаундом на длине 20-25 мм, Намотканити продолжается до получения жгута необходимой (расчетной) прочности, Конецнити завязывается на детали 6 и закрепля 10 ется эпоксидным компаундом, При повреждении при эксплуатации одной-двух нитейжгута эпоксидные склейки не дают распуститься всей увязке, Для разборки резервуара необходимо перерезать жгут. снять его15 и снять крышку, Угол конусности колец, равный углу трения пары контактирующих металлов, делает эту операцию достаточнолегкой.Герметичность разъема обеспечивается20 чистотой обработки колец 2 и 4 и натягомконусов за счет предварительного натяжения нити зэ счет разницы температурногоудлинения металлов колец 2 и 4 и за счетвнутреннего давления в реэервуаре.25Формула изобретения1. Разъем криогенного резервуара дыхательной системы, содержащий стыковоч- .ные кромки и стягивающее устройство, о т 30 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы, стыковочные кромки выполнены в виде конических колец, входящиходно в другое, причем наружное кольцо изготовлено из материала, имеющего коэффи 35 циент температурного расширения больше,чем у материала внутреннего кольца, а стягивающее устройство выполнено в видеприкрепленных на обечайке и днище свнешней стороны по окружности зацепов.40 на которые зигзагообразно наложена высокопрочнэя синтетическая нить с числом сложений, соответствующим заданнойпрочности соединения,2. Разъем по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я45 тем, что зацепы выполнены в виде дисков суглублением в центре.