專利名稱：一種高壓液氧貯箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于低溫儲罐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓低溫液氧貯箱。
背景技術(shù)：
高壓液氧貯箱主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，是月球軟著陸探測試驗裝置重要配套設(shè)備，用于存儲高壓液氧介質(zhì)，以便為發(fā)生器提供工作工質(zhì)和可靠點火。高壓液氧貯箱設(shè)計壓力為30MPa，設(shè)計溫度為_196°C，容積為2. 5m3，現(xiàn)有的液氧貯箱設(shè)計壓力為I. 6MPa，不能滿足使用要求，必須提高容器的設(shè)計壓力。同時，為了滿足使用要求，高壓液氧貯箱上應(yīng)設(shè)置一個DN400入口孔用于容器內(nèi)部的清洗，現(xiàn)有開孔結(jié)構(gòu)，在設(shè)計壓力30MPa情況下，最大開孔直徑為200毫米，使用溫度最低為_40°C。
發(fā)明內(nèi)容為了解決高壓深冷工況下大口徑(DN400)密封的技術(shù)難關(guān)；本實用新型提供一種新型高壓低溫液氧貯箱。改變現(xiàn)有高壓液氧貯箱入口孔設(shè)計和開孔處的密封結(jié)構(gòu)(即不銹鋼透鏡墊密封)，開孔達到DN400，使用溫度可降低到_196°C。本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種高壓液氧貯箱，所述高壓液氧貯箱為立式容器，包括支腿支撐I、長條形罐體、 平蓋8、軸式吊耳5和外層的保溫層4 ;所述長條形罐體由下球形封頭2、筒體3和上球形封頭6焊接組成，下球形封頭2的底部設(shè)有出液口 14，上球形封頭6的頂部設(shè)有入口孔7 ;改進在于所述上球形封頭6的頂端面入口孔7邊緣設(shè)有環(huán)狀的下密封凹面，在平蓋8的底面設(shè)有對應(yīng)的環(huán)形的上密封凹面；上密封凹面和下密封凹面組成環(huán)形密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有透鏡形密封墊13。所述透鏡形密封墊13采用06Crl9Nil0不銹鋼材料。所述入口孔7的孔徑為400毫米。所述保溫層4材料采用聚氨酯材料，保溫層4厚度為200毫米。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，使用安全方便。解決了高壓、深冷工況下容器的設(shè)計和制造難關(guān)。高壓液氧貯箱的設(shè)計溫度為-196°c，設(shè)計壓力為30MPa屬高壓低溫壓力容器范疇。具有運行溫度低、壓力高、介質(zhì)易燃、易爆和極易揮發(fā)的特點。目前，國內(nèi)深冷壓力容器的設(shè)計壓力一般不超過I. 6MPa，本實用新型設(shè)計壓力為30MPa，滿足了宇航工程的使用要求，屬國內(nèi)首次使用，填補了國內(nèi)技術(shù)空白。高壓液氧貯箱入口孔密封采用不銹鋼透鏡墊密封。目前國內(nèi)設(shè)計溫度最低為-40°c，本實用新型結(jié)構(gòu)用于設(shè)計溫度-196°c，采用不銹鋼透鏡墊密封。同時設(shè)計壓力為 30MPa情況下，目前國內(nèi)最大口徑僅用于DN200毫米，本結(jié)構(gòu)采用DN400毫米口徑，屬國內(nèi)首次使用。
圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的局部放大圖。圖中支腿支撐I、下球形封頭2、筒體3、保溫層4、軸式吊耳5、上球形封頭6、入口孔7、平蓋8、高壓螺栓9、高壓螺母10、進氣口 11、安全閥口 12、透鏡形密封墊13、出液口 14。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。實施例參見圖1，一種高壓液氧貯箱，所述高壓液氧貯箱為立式容器，包括支腿支撐I、長條形罐體、平蓋8、軸式吊耳5和外層的保溫層4 ;所述長條形罐體由下球形封頭2、筒體3和上球形封頭6焊接組成，上、下球形封頭內(nèi)直徑為900毫米，均由80毫米厚的不銹鋼板熱壓成形，不銹鋼板的牌號為06Crl9Nil0。球形封頭熱壓成形后，需經(jīng)固溶處理，并經(jīng)100%超聲檢測和滲透檢測。筒體內(nèi)直徑為880毫米，采用110毫米厚的不銹鋼鍛件，鍛件等級按JB/ T4728規(guī)定的IV級，鍛件牌號為0Crl8Ni9 ;筒體長度為3490毫米。筒體與上、下球形封頭焊接采用全自動不銹鋼埋弧焊，焊接材料為H0Cr20Nil0Ti+HJ260，焊絲直徑為Φ3. 2毫米，焊接電流為350 450 (A)，電弧電壓為34 36 (V)，焊接速度為24 26 (m/h)，焊接時層間溫度要求小于150°C。焊接接頭需進行100%射線檢測，按JB/T4730. 2規(guī)定的II級合格，其技術(shù)等級不低于AB級。上球形封頭6的頂部設(shè)有DN400的入口孔7，以便于人能進入容器進行設(shè)備內(nèi)部清洗和維護；下球形封頭2的底部設(shè)有出液口 14 ;平蓋8上有進氣口 11和安全閥口 12，進氣口 11用于液氧介質(zhì)輸入。改進在于所述上球形封頭6的頂端面入口孔7邊緣設(shè)有環(huán)狀下密封凹面，在平蓋8的底面設(shè)有對應(yīng)的環(huán)形上密封凹面；上、下密封凹面組成環(huán)形密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有06Crl9Nil0不銹鋼材料的透鏡形密封墊13。對于罐體與平蓋的密封，若為平面密封，在高壓下，密封性差，引起外泄，可以改用透鏡形密封墊，能得到滿意的效果。平蓋和罐體之間通過高壓螺母10和高壓螺栓9連接。高壓液氧貯箱安裝完畢后，其外表面應(yīng)進行保溫處理，保溫層4采用聚氨酯材料， 保溫層厚度為200毫米，聚氨酯是目前工業(yè)化保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)最小的。在聚氨酯保溫層外表面用不銹鋼薄鋼板蒙上，并在不銹鋼蒙皮縫隙處封膠。高壓液氧貯箱不銹鋼筒體深環(huán)縫采用全自動不銹鋼埋弧焊，提高了產(chǎn)品安全質(zhì)量和疲勞壽命，且節(jié)約能源，其技術(shù)水平達國內(nèi)領(lǐng)先水平。在容器加工過程中，設(shè)計者對材質(zhì)、 焊接材料、檢驗內(nèi)容和低溫下沖擊試驗方面均提出了嚴(yán)格要求和控制指標(biāo)，尤其是就深厚焊縫焊接、探傷、接管焊接坡口型式、表面處理等工藝問題進行了深入研究。
權(quán)利要求1.一種高壓液氧貯箱，所述高壓液氧貯箱為立式容器，包括支腿支撐(I)、長條形罐體、平蓋(8)、軸式吊耳(5)和外層的保溫層(4);所述長條形罐體由下球形封頭(2)、筒體(3)和上球形封頭(6)焊接組成，下球形封頭(2)的底部設(shè)有出液口(14)，上球形封頭(6) 的頂部設(shè)有入口孔(7);其特征在于所述上球形封頭(6)的頂端面入口孔(7)邊緣設(shè)有環(huán)狀的下密封凹面，在平蓋(8)的底面設(shè)有對應(yīng)的環(huán)形的上密封凹面；上密封凹面和下密封凹面組成環(huán)形密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有透鏡形密封墊(13)。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓液氧貯箱，其特征在于所述透鏡形密封墊(13)采用06Crl9Nil0不銹鋼材料。
3.依據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓液氧貯箱，其特征在于所述入口孔(7)的孔徑為 400毫米。
4.依據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓液氧貯箱，其特征在于所述保溫層(4)材料采用聚氨酯材料，保溫層(4)厚度為200毫米。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓液氧貯箱，該高壓液氧貯箱為立式容器，包括支腿支撐、長條形罐體、平蓋、軸式吊耳和外層的保溫層；所述長條形罐體由下球形封頭、筒體和上球形封頭焊接組成。上球形封頭的頂部設(shè)有入口孔；改進在于入口孔的孔徑為400毫米，其上球形封頭頂端面入口孔邊緣設(shè)有環(huán)狀下密封凹面，平蓋的底面設(shè)有對應(yīng)的環(huán)形上密封凹面共同組成密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有不銹鋼透鏡密封墊。保溫層材料采用聚氨酯材料，保溫層厚度為200毫米。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，使用安全方便。解決了高壓、深冷工況下容器的設(shè)計和制造難關(guān)。
文檔編號F17C1/00GK202349580SQ20112048931
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者孫國梁 申請人:安徽六方深冷股份有限公司