專利名稱：自保護(hù)超高壓容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)應(yīng)用的超高壓容器。
超高壓容器在化工、石油、人造水晶、合成金剛石、等靜壓處理、粉末冶金、金屬成型以及地球物理、地質(zhì)力學(xué)的研究等都是不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。超高壓容器目前有單層、多層縮套、框架繞絲等結(jié)構(gòu)型式。因制造加工困難、成本昂貴等因素，實際上目前使用的仍以單層結(jié)構(gòu)的超高壓容器居多。單層式結(jié)構(gòu)比較簡單，但對材質(zhì)、制造技術(shù)等要求非常嚴(yán)格，稍有不當(dāng)就容易產(chǎn)生裂紋，使用時易發(fā)生脆斷，有的甚至在制造完工后進(jìn)行水壓試驗中即發(fā)生低應(yīng)力破壞。因超高壓容器在使用中承受很高壓力(工作壓力大于100MPa)，有的還伴隨高溫，使用中一旦發(fā)生破壞，往往造成災(zāi)難性事故，即使不發(fā)生災(zāi)難性事故，只因裂紋擴展而泄漏，而介質(zhì)往往有毒或易燃易爆，也可能造成中毒或燃燒、爆炸等嚴(yán)重后果。因此，如何防止超高壓容器低應(yīng)力脆斷、如何預(yù)防爆炸，又如何保證超高壓容器長期、穩(wěn)定、安全運行是當(dāng)今國內(nèi)外所密切關(guān)注的問題。
本實用新型的任務(wù)是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)合理、制造方便的超高壓容器，在一個由中、高強度鋼制作的厚內(nèi)筒的外面交錯纏繞扁平鋼帶，在鋼帶層外面又有一個外殼，使用這種超高壓容器特別安全可靠。
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點有一個圓筒形殼體，它包含一個由中、高強度鋼制作的厚內(nèi)筒，在厚內(nèi)筒的兩端外表面套有過渡連接套箍，在厚內(nèi)筒外側(cè)表面有扁平鋼帶交錯繞層，每條鋼帶的兩頭分別焊接在兩個過渡連接套箍上，在繞層外面有一個外殼。在厚內(nèi)筒端部有密封塞。
本實用新型優(yōu)點是既有單層結(jié)構(gòu)型式的超高壓容器所具有的高強度特點，又有因扁平鋼帶交錯層使當(dāng)厚內(nèi)筒產(chǎn)生裂紋時也能有效地防止低應(yīng)力脆斷和預(yù)防爆炸的功能。密封外殼能有效防止有毒、易燃、易爆氣體外泄，并能方便地將這些有害氣體導(dǎo)向指定場所，達(dá)到杜絕中毒、爆炸等嚴(yán)重后果。


附圖所示為自保護(hù)超高壓容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附圖進(jìn)一步說明結(jié)構(gòu)特點圖中1為實用新型端部的密封塞，當(dāng)厚內(nèi)筒一端為盲孔結(jié)構(gòu)時，另一端有一個密封塞1，當(dāng)厚內(nèi)筒兩端均為開孔結(jié)構(gòu)時，則其兩端各有一個密封塞1。圖中3為厚內(nèi)筒，它由優(yōu)質(zhì)中、高強度鋼經(jīng)鍛造后加工而成，其厚度占容器總壁厚的50－80％。圖中2為過渡連接套箍，采用圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其外表面的一端加工成圓錐形斜面，由優(yōu)質(zhì)鋼經(jīng)鍛造后加工而成，分別套在厚內(nèi)筒的兩端。圖中4為扁平鋼帶交錯繞層，扁平鋼帶尺寸是寬度為20－200毫米、厚度為2－6毫米，以環(huán)向10°－30°的傾角逐層交錯纏繞，并將每層鋼帶兩端焊接在過渡連接套箍2的斜面上。因厚內(nèi)筒3為中、高強度鋼，扁平鋼帶兩端難以直接焊接在厚內(nèi)筒上，采用過渡連接套箍便能順利解決鋼帶焊接固定的問題。圖中5為外殼，它由3毫米厚鋼板卷制拼焊而成，兩端焊接固定在過渡連接套箍2上，外殼焊縫應(yīng)密封無泄漏。外殼上可安裝接頭，連接“新型壓力容器安全監(jiān)控保護(hù)裝置”(專利號86108606.6)。
為了試驗本方案的結(jié)構(gòu)性能，在實驗室中用鑄鐵做厚內(nèi)筒(內(nèi)筒的直徑比值為2)，在內(nèi)筒上交錯纏繞幾層扁平鋼帶，進(jìn)行破壞試驗，容器在140MPa壓力時，發(fā)出猶如兩塊毛竹片敲打的聲音，容器破裂，壓力逐漸降低到零。從容器外表面看，破裂后的容器與試驗前相比，肉眼看不見有何變化。后經(jīng)鋸斷鋼帶層，逐層剝掉，發(fā)現(xiàn)鑄鐵內(nèi)筒上有一條260毫米窄長裂縫破口，其最寬處僅為3毫米。試驗結(jié)果表明，采用本結(jié)構(gòu)型式能改變?nèi)萜鞯钠茐奶匦?，使典型脆性材料制成的厚?nèi)筒呈現(xiàn)塑性材料的破壞形態(tài)?？梢韵胂?，如果不采用這種結(jié)構(gòu)形式，而是僅用鑄鐵厚內(nèi)筒制成容器進(jìn)行破壞試驗，必將發(fā)生危險的脆性破壞。說明采用本實用新型結(jié)構(gòu)方案，可以制成安全可靠的超高壓容器。
權(quán)利要求1.自保護(hù)超高壓容器由圓筒形殼體及端部密封組成，本發(fā)明的特征在于其圓筒形殼體包含有厚內(nèi)筒[3]，其兩端外表面套有過渡連接套箍[2]，在厚內(nèi)筒外側(cè)表面有扁平鋼帶交錯繞層[4]，在繞層外面有一個外殼[5]。
2.按權(quán)利要求1所述的自保護(hù)超高壓容器，其特征在于厚內(nèi)筒〔3〕是由優(yōu)質(zhì)中、高強度鋼鍛造后加工而成，其厚度占容器總厚的50～80％。
3.按權(quán)利要求1所述的自保護(hù)超高壓容器，其特征在于所說的過渡連接套箍〔2〕為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其外表面的一端加工成圓錐形斜面。
4.按權(quán)利要求1所述的自保護(hù)超高壓容器，其特征是當(dāng)厚內(nèi)筒一端為盲孔結(jié)構(gòu)時，其另一端有一個密封塞〔1〕，當(dāng)厚內(nèi)筒兩端均為開孔結(jié)構(gòu)時，則其兩端分別有一個密封塞〔1〕。
5.按權(quán)利要求1所述的自保護(hù)超高壓容器，其特征在于扁平鋼帶的尺寸是寬度為20－200毫米，厚度為2至6毫米，以環(huán)向10～30°的傾角逐層交錯纏繞，并將每層鋼帶兩端焊接在過渡連接套箍〔2〕的斜面上。
專利摘要一種超高壓容器。它有一個由中、高強度鋼制成的厚內(nèi)筒，在其外表面有交錯纏繞的扁平鋼帶層，在鋼帶層外面有一個外殼。本結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點既有單層結(jié)構(gòu)型式的超高壓容器所具有的高強度特點；又因有扁平鋼帶層，即使內(nèi)筒產(chǎn)生裂紋，亦能有效地防止低應(yīng)力脆斷或爆炸；利用外殼結(jié)構(gòu)可采用新型安全監(jiān)控裝置對超高壓容器進(jìn)行安全監(jiān)控。本實用新型適用于化工、石油、合成金剛石及粉末冶金等技術(shù)領(lǐng)域，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號F17C1/06GK2080610SQ9022217
公開日1991年7月10日 申請日期1990年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月19日
發(fā)明者黃載生, 朱國輝, 鄭津洋, 王樂勤, 錢季平 申請人:浙江大學(xué)