English    Русский
        

ООО НПО ПОИСК

НПО Поиск

Металлопластиковые баллоны для криогенной техники. Баллоны малой вместимости с органопластиковой прочной оболочкой для малогабаритных тепловизионных приборов. БГ-0,4-35 и БГ-0,75-43.

Металлопластиковые баллоны для криогенной техники. Баллоны малой вместимости с органопластиковой прочной оболочкой для малогабаритных тепловизионных приборов. БГ-0,4-35 и БГ-0,75-43.

Баллоны высокого давления широко используются в криогенной технике для охлаждения различных устройств, в частности приборов ночного видения. К таким баллонам предъявляются требования по максимальному рабочему объему при ограниченных габаритах, минимальной массе не заправленного баллона и высокому ресурсу по числу заправок рабочей средой.


В настоящее время в криогенной технике используются металлические баллоны, изготовленные из титановых сплавов. Недостатком данных баллонов является значительная масса и большая трудоемкость при их изготовлении. Использование металлопластиковых баллонов взамен металлических позволяет уменьшить массу при сохранении вместимости баллона.


Конструкция металлопластикового баллона включает внутреннюю металлическую герметичную оболочку – лейнер и внешнюю силовую пластиковую оболочку, образованную намоткой жгута из высокомодульного волокна (углеволокна, стекловолокна или органического волокна), пропитанного связующим. Типовая конструкция лейнера состоит из средней цилиндрической части (обечайки) и приваренных к ней двух днищ, к одному из которых приварен штуцер. Толщина стенок обечайки и днищ составляет 0,3-0,5 мм. Соединение обечайки с днищами выполняется сваркой через подкладные кольца, которые обеспечивают качество сварного шва за счет фиксации обечайки и днищ на подкладном кольце при сварке. Рабочее давление в баллонах криогенной техники составляет 35 – 43 МПа. Деформация оболочек металлопластикового баллона при таких давлениях достигает значительных величин и может превышать предельную величину упругой деформации материала лейнера. Упругопластические деформации материала лейнера, возникающие при заправках баллона рабочей средой, ограничивают ресурс безопасной эксплуатации баллона. Наиболее слабым местом являются сварные швы и околошовные зоны сварных соединений лейнера. Увеличить надежность баллона можно за счет уменьшения количества сварных швов в конструкции лейнера, либо за счет расположения сварных швов в зонах наименьшей деформации материала лейнера.


ООО «НПО "ПОИСК"» выполняет работы по созданию металлопластиковых баллонов для
криогенной техники, рассчитанных на рабочее давление 35 МПа и 43 МПа; объем баллонов соответственно 0,35 л и 0,75 л.


При проектировании баллона объемом 0,35 л, с целью уменьшения количества сварных швов, разработана конструкция лейнера, в которой днище и штуцер представляют собой цельную деталь. Аналогично выполнено второе днище, в центральной части которого имеется утолщение, используемое для передачи крутящего момента при намотке прочного жгута. Конструкция обеих деталей обеспечивает сварку с обечайкой без подкладного кольца. Толщина деталей на основной части днищ 0,5 мм; на периферийной части днищ, предназначенной для соединения и сварки с обечайкой, толщина деталей 1,5 мм. Наружный диаметр лейнера 48 мм; материал деталей лейнера – коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т (Рис.1). Фотография баллона вместимостью 0,25 л с рабочим давлением 35 МПа представлена на рис.2.

 

                                                     

Рис.1                                                                                                                 Рис. 2

 

Конструкция лейнера металлопластикового баллона объемом 0,75 л представляет собой два днища, сваренных без использования подкладного кольца. В одно из днищ вварен штуцер. За счет глубокой вытяжки при изготовлении днищ не требуется применение обечайки и уменьшено количество сварных швов. Наружный диаметр лейнера 110 мм; материал деталей лейнера – коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т. Фотография и чертеж баллона вместимостью 0,75 л с рабочим давлением 43 МПа представлены на рис.3. и на рис.4.

 

                                                                  

Рис.3                                                                                                                                                    Рис. 4

                                                                    

 

 

 

Технические характеристики баллона БГ-0,75-44 ТУ 1411-019-03455343-06 и баллона БД-0,35-35 указаны в таблице.

 

 Наименование параметра    Значение параметра для баллонов
БГ-0,75-43 БД-0,35-35
 Вместимость номинальная, л  0,75 0,35 
 Наружный диаметр, не более, мм   124 52 
 Длина баллона, мм   149,5  256
 Масса, не более, кг  0,7 0,225 
 Присоединительная резьба  М16х1,5 М16х1,5 
 Рабочее давление, МПа (кгс/см2)  43,1 (440) 35 (357) 
 Пробное давление при гидравлических испытаниях, МПа (кгс/см2)  53,9 (550) 49 (500) 
 Давление при пневматических испытаниях на герметичность, МПа (кгс/см2)  43,1 (440) 49 (500) 
 Минимальное давление разрушения, МПа (кгс/см2) 103,4 (1056)   84 (857)
 Температура эксплуатации  от минус 65 до плюс 70 от минус 50 до плюс 50 
 Рабочая среда азот, воздух  азот, воздух 
 Назначенный срок службы, лет (в том числе под рабочим давлением, лет) 20 (15) 6 (5) 
 Количество циклов заправки  3000 60