一種低溫有機(jī)玻璃壓力容器的研制

機(jī)電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話Development & Innovation of Machinery & Electrical Products第27卷第1期2014年1月Vol.27.No.1Jan.2O1450機(jī)電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話Development & Innovation of Machinery & Electrical Products第27卷第1期2014年1月文章集號：1002-6673 (2014 ) 01-050-02一種低溫有機(jī)玻璃壓力容器的研制王軍寧，李亞鵬（北京航大試驗(yàn)技術(shù)研究所，北京100074）摘要：介紹了一種可觀察容器內(nèi)部情況的低溫有機(jī)玻璃壓力容器，針對有機(jī)?，斎萜髟诘蜏貭顟B(tài)下腌性增 大，承壓危險性大，密対因險的特點(diǎn)，設(shè)計了一種金屬與非金馬組合結(jié)構(gòu)的壓力客器，保證了客器 的承壓安全，實(shí)現(xiàn)了其與上下封頭的安全密時。同時結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，介紹了此類容器制造安裝關(guān)鍵 技術(shù).對非金屬壓力容器的制造和設(shè)計有一定的價值關(guān)鍵詞：壓力容器；有機(jī)玻璃中圖分類號：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi： 10.3969/j.issn. 1002-6673.2014.01.01850機(jī)電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話Development & Innovation of Machinery & Electrical Products第27卷第1期2014年1月50機(jī)電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話Development & Innovation of Machinery & Electrical Products第27卷第1期2014年1月1.金屬矩架2.有機(jī)渡展3.有機(jī)玻璃筒體 圖1有機(jī)玻璃壓力容器簡 體結(jié)構(gòu)4機(jī)玻璃過濃層5有機(jī)玻能簡體 圖2有機(jī)玻璃壓力容器 密封結(jié)構(gòu)0引言壓力容器廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工零科研生I 產(chǎn)中，某任務(wù)需設(shè)計一種可觀察容器內(nèi)部悄況的壓力容 器，提岀一種有機(jī)玻璃壓力容器設(shè)計要求。工業(yè)有機(jī)玻 璃一般用于常溫承壓，用于圓柱容器承壓時一般壓力較 ?。ㄐ∮?.2MPa）,且內(nèi)徑小可整體成型制造。筆者介紹! 的有機(jī)玻璃壓力容器便用溫度-40匯，使用壓力0.4MPa, i 內(nèi)徑692mm,此種低溫下的有機(jī)玻璃脆性增大，用于承 受島壓愈發(fā)閑難，內(nèi)疑較大的悄況下，簡體無法整體成 型，普通結(jié)構(gòu)不能保證容器的承壓安全，需要一種特殊： 結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。1關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計|1.1筒體設(shè)計為增加筒體的整冰強(qiáng)度，保證容器承壓安全，采用 了在有機(jī)玻璃筒體外部堆加金屬框架的方法。在機(jī)械制 造過程中，為提高結(jié)溝的整體強(qiáng)度，常采用金屈與非金； 屬的粘接結(jié)構(gòu)。但由于金屬與非金屬屬于不同材料，它 們之間的粘接比較困堆，容易發(fā)生脫粘等問題，造成粘 接強(qiáng)度降低，影響整津結(jié)構(gòu)的運(yùn)行安全。為了解決這一 | 問題，采用了一種堆加過渡層的設(shè)計，圖1為冇機(jī)玻璃： 壓力容器筒體結(jié)構(gòu)簡圖。如圖1所示，為了保證粘接強(qiáng)| 度，在有機(jī)玻璃筒體與金屬框架之間增加了有機(jī)玻璃過 渡層，筒體與過渡層之間采用粘接結(jié)構(gòu)，過渡層與金屈1 框架之間采用栓接丄藝。同種材料之間的粘接蟲加牢 修稿日期：2013-11-15作者簡介：王軍寧,（1983-）,女，北京人，工程呻。主要從事機(jī)械 產(chǎn)品設(shè)計工作。固，既保證/整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，乂實(shí)現(xiàn)了有機(jī)玻璃筒體與 金屬框架之間的有效連接。1.2密封設(shè)計本次設(shè)訃的有機(jī)玻璃壓 力容器承斥較高，密封時所 需的密封力較大。有機(jī)玻璃 許用應(yīng)力較低，在承受較大 彎矩時有發(fā)生破壞的危險。 為此，在設(shè)計時，將密封法 蘭設(shè)計為金屈與非金屬的組 合結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)見圖2。如 圖2所示，密封法蘭采用金 屬與非金屬之間増加過渡 層的設(shè)計，密封面在有機(jī) 玻璃筒體端面，同時為了 進(jìn)一步滅小密封力，設(shè)計 采用了 0形圈密對?？紤] 加工何題，將0形團(tuán)槽 設(shè)計在金屬封頭一側(cè).2制造安裝關(guān)鍵技術(shù)2.1高溫退火消除有機(jī)玻璃內(nèi)應(yīng)力Z有機(jī)玻璃筒體屈于非標(biāo)結(jié)構(gòu)，其加工是通過烘箱報 體加熱，板材壓制成型。在冷卻定型的過程中，材料中 會留有一定的殘余應(yīng)力，影響筒體強(qiáng)度。同時為保證密 封面粗糙度，筒體兩端須進(jìn)-步加工，而有機(jī)玻璃晶向 組織為單向流線型，單向內(nèi)應(yīng)力較大，加工后單向變形 也較大，往往出現(xiàn)加工到位后尺寸回彈的問題，尺寸梢 度穩(wěn)定性較差。50機(jī)電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話Development & Innovation of Machinery & Electrical Products第27卷第1期2014年1月50