Прочный корпус

 

Использование: судостроение и другие области техники, в корпусах и резервуарах, испытывающих наружное давление. Сущность изобретения: в прочном корпусе, содержащем опорную стойку, сопрягаемую с трубами, герметично соединенными между собой, стойка определяет геометрическую форму корпуса, при этом все элементы корпуса выполнены из материала, сохраняющегося расчетную форму при воздействии расчетной нагрузки. Внутренние полости труб заполнены материальной средой под повышенным давлением, в том числе углекислым газом или теплоизоляционным материалом, или газовой средой под пониженным давлением. Использование изобретения повышает несущую способность корпуса и позволяет использовать его для тушения пожара. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сосудам и резервуарам, которые находятся под повышенным давлением, и может быть использовано для повышения их надежности, долговечности и прочности при равной массе.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога прочный корпус, включающий в себя опорную стойку, сопрягаемую с трубами, размещенными по крайней мере в один ряд, заполненными материальной средой и соединенными между собой герметично контактными сопряжениями (GB, патент N 2273469, кл. B 63 B 3/13, 1994).

Корпус выполнен из эластичного материала и поэтому сохраняет свою форму только при наличии в трубах противодавления.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков: повышение стойкости при воздействии внешнего давления (устойчивости); повышение технологичности изготовления обечаек, которые составляют изделие (корпус, трубу, резервуар); снижение массы изделия при повышенных прочностных свойствах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном объекте спорная стойка выполнена по расчетной геометрической форме, при этом все элементы корпуса выполнены из материала, сохраняющего расчетную форму под воздействием расчетной нагрузки.

Дополнительно технический результат достигается за счет того, что внутренняя полость труб заполнена средой под давлением, преимущественно - газом, жидкостью или их смесью, внутренняя полость труб заполнена материальной средой, подавляющей своим воздействием очаг пожара, преимущественно- углекислым газом, внутренняя полость труб заполнена теплоизоляционным материалом, преимущественно шлаком, внутренняя полость заполнена газовой средой под пониженным давлением и соединена с управляемой вакуумной системой откачки.

На фиг. 1 представлена обечайка поперечный разрез; на фиг. 2. схема нагружения одной трубы; на фиг. 3 один из вариантов нагружения трубы обечайки.

Обечайка состоит из труб 1, которые размещены на периферии и образуют заданную форму стенки практически любой сложной формы. Форма стенки определяется поперечной стойкой 2. Концы труб вварены в фланец, а соединение фланцев соседних обечаек образует изделие. Трубы 1 между собой сварены швом 3. Показана однослойная стенка из труб 1. Таких слоев может быть несколько, а трубы в этом случае располагаются в шахматном порядке. В последнем случае может иметь место уменьшение диаметра трубы 1 в местах изгиба профиля обечайки для стыковки боковых поверхностей труб 1 с целью образования шва сварного 3. Нагружение одной трубы представлено на фиг. 2, где приняты следующие обозначения: P₀ внутреннее давление в полости обечайки, P внешнее давление, P₁ давление внутри трубы 1.

В полости трубы 4 может быть помещен различный материал, давление также может быть различным.

Действие обечайки по восприятию внешней нагрузки можно рассмотреть на схеме нагружения, которая представлена на фиг. 3. При равенстве давления внешнего и в полости 4 трубы 1 только нижняя часть полуцилиндра трубы 1 будет испытывать внутреннее давление, которое равно внешнему давления, т.е. с помощью давления в полости 4 преобразуется внешнее нагружение трубы 1 во внутреннее давление, что повышает устойчивость каждой трубы 1 и всей обечайки в целом. Варианты сочетаний давлений определяются конкретным назначением обечайки, однако конструкция обечайки при этом не меняется. Если объект подвижный и его скоростные качества зависят от формы контакта со средой, то с наружной стороны может быть закреплен несиловой лист, обеспечивающий оптимальный контакт с водной средой.

В зависимости от назначения обечайки в полости 4 трубы может находиться теплоизолятор любого типа, газ под давлением для обеспечения оптимальной несущей способности обечайки, причем с возможностью изменения давления в зависимости от внешнего давления, когда обечайка используется для корпуса подводной лодки.

При использовании в случаях, когда необходимо сочетать повышенную прочность с подавлением очага пожара при аварии, полость 4 может быть заполнена углекислым газом под высоким давлением или другим воздействующим на пожар и подавляющим его веществом. Тогда при разрушении трубы 1 газ (реагент) будет воздействовать на очаг пожара.

При многослойной стенке из труб 1 можно обеспечить различные возможности для повышения прочности обечайки. Например, можно менять давление от внешних труб к внутренним путем его снижения, что позволяет снизить массу изделия.

Формула изобретения

1. Прочный корпус, включающий в себя опорную стойку, сопрягаемую с трубами, размещенными по крайней мере в один ряд, заполненными материальной средой и соединенными между собой герметично контактными сопряжениями, отличающийся тем, что опорная стойка выполнена по заданной геометрической форме, при этом все элементы корпуса выполнены из материала, сохраняющего заданную форму под воздействием расчетной нагрузки, например, из стали.

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость труб заполнена средой под давлением, преимущественно газом, жидкостью или их смесью.

3. Корпус по пп.1 и 2, отличающийся тем, что внутренняя полость труб заполнена материальной средой, подавляющей своим воздействием очаг пожара, преимущественно углекислым газом.

4. Корпус по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость труб заполнена теплоизоляционным материалом, преимущественно шлаком.

5. Корпус по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость заполнена газовой средой под пониженным давлением и соединена с управляемой вакуумной системой откачки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3