複合型外壓殼體的製作方法

2023-05-03 07:07:36

專利名稱：複合型外壓殼體的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓力容器，具體地說是一種外壓殼體。
腔類外壓殼體廣泛地應用於國防工業、地質採礦工業。如潛艇、水下油氣管道、工業用深井井壁、採礦業的地下管隧道以及大型水庫雙曲薄拱壩等。其承壓範圍多在0.5～10MPa，殼體曲率半徑多在0.3～30米，傳統的結構是採用單層整體外壓殼體，因材料的潛在能力不能得到充分的發揮，而設計計算得到的壁厚大而笨重。採用局部加筋的辦法雖可部份減薄壁厚，但製造困難，且材料消耗仍不能有效地降低。
本實用新型的任務是它提供一種剛塑性複合型的結構的外壓殼體，從而充分發揮材料的潛在能力，提高抗失穩剛度，達到節約材料、減輕重量、降低造價的目的。
本實用新型的方案是它包括凸型封頭(包括圓形封頭)、圓筒體和平板封頭組合而成的殼體。凸型封頭、圓筒體和平板封頭均採用剛塑性雙層複合型結構，凸型封頭的內層外壁、外層內壁，圓筒體內層外壁、外層內壁和平板封頭的內層外壁、外層內壁的中間夾層內均填充無間隙的延塑性材料。凸型封頭、圓筒體和平板封頭的內、外層為剛性材料。
本實用新型與現有技術相比其優點是1.能有效地降低外壓殼體的重量。這對增加航天和潛水設備的裝機容量尤為重要。
2.對原使用昂貴金屬的外壓殼體(如鈦材、不鏽鋼等)，現在減小壁厚的同時可以採用對內、外層採用不同材質的辦法，降低造價60～70％。
3.對大型外壓殼體和大批量使用的外壓殼體或筒體(如水下實驗基地，地、水下油氣管道，深井井壁等)，可節約投資30～50％。
因此，它在國防、石油、地質等工業部門需承受中壓(外壓1.6MPa～10MPa)情況下均有推廣的重大價值。
以下結合附圖
對本實用新型進一步的描述。
附圖複合型外壓殼體結構示意圖。
如圖所示，凸型封頭的內層外壁1、外層內壁2、圓筒體的內層外壁3、外層內壁4、平板封頭的內層外壁5、外層內壁6的中間夾層內均填充無間隙的延塑性材料，如塑料。塑性層可採用二種方法組裝；①注塑法；②分步熱套法——即先將延塑性填充層貼套在圓筒體內層外壁3，再將圓筒體外殼加熱套入；經振動、擠壓等方法消除層間間隙即成。凸型封頭與圓筒體之間的連接可採用焊接，平板封頭與圓筒體之間的連接可採用焊接或法蘭、螺釘連接。
實施例1某潛艇生活艙φ1800mm設計外壓為3MPa，材質為合金鋼。若採用單層整體外壓殼體，圓筒體壁厚為50mm，每米消耗合金鋼2325Kg。若採用複合型外壓殼體，內、外殼體壁厚各為10mm，中間夾層採用聚氯乙烯厚為32mm，每米消耗合金鋼為930Kg，聚氯乙烯每米180Kg。二者相比可減輕重量52％，節約費用約45％。
實施例2某海底輸油管道φ1200mm，承受外壓2MPa。若採用單層整體外壓殼體，壁厚為30mm，每米耗鋼材905Kg。若採用複合型外壓殼體，內、外殼體壁厚各為5mm，中間夾層採用聚氯乙烯厚為24mm，每米耗鋼材302Kg，聚氯乙烯每米90Kg。兩者相比可減輕重量57％，節約費用約45％。
權利要求1.一種複合型外壓殼體，它包括凸型封頭、圓筒體和平板封頭；本實用新型的特徵是凸型封頭、圓筒體和平板封頭均採用剛塑性雙層複合型結構，凸型封頭的內層外壁[1]、外層內壁[2]、圓筒體內層外壁[3]、外層內壁[4]和平板封頭的內層外壁[5]、外層內壁[6]的中間夾層內均填充無間隙的填料。
2.根據權利要求1所述的複合型外壓殼體，其特徵是凸型封頭、圓筒體和平板封頭的內、外層為剛性材料，如鋼板；中間夾層內填充延塑性材料如塑料。
專利摘要一種複合型外壓殼體，凸型封頭、圓筒體和平板封頭均採用剛塑性雙層複合型結構，其中間夾層內均填充無間隙的延塑性材料，在剛度相同的情況下，能降低剛性材料消耗，減輕殼體重量，達到節約材料及降低造價之目的。在國防、石油、地質等工業部門需承受中壓情況下均有推廣的重大價值。
文檔編號F16J12/00GK2104343SQ9122766
公開日1992年5月13日 申請日期1991年10月26日 優先權日1991年10月26日
發明者陳啟松, 朱國輝, 黃載生 申請人:浙江大學