专利名称：一种高压液氧贮箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于低温储罐技术领域，具体涉及一种高压低温液氧贮箱。
背景技术：
高压液氧贮箱主要应用于航空航天领域，是月球软着陆探测试验装置重要配套设备，用于存储高压液氧介质，以便为发生器提供工作工质和可靠点火。高压液氧贮箱设计压力为30MPa，设计温度为_196°C，容积为2. 5m3，现有的液氧贮箱设计压力为I. 6MPa，不能满足使用要求，必须提高容器的设计压力。同时，为了满足使用要求，高压液氧贮箱上应设置一个DN400入口孔用于容器内部的清洗，现有开孔结构，在设计压力30MPa情况下，最大开孔直径为200毫米，使用温度最低为_40°C。
发明内容为了解决高压深冷工况下大口径(DN400)密封的技术难关；本实用新型提供一种新型高压低温液氧贮箱。改变现有高压液氧贮箱入口孔设计和开孔处的密封结构(即不锈钢透镜垫密封)，开孔达到DN400，使用温度可降低到_196°C。本实用新型所采用的技术方案为一种高压液氧贮箱，所述高压液氧贮箱为立式容器，包括支腿支撑I、长条形罐体、 平盖8、轴式吊耳5和外层的保温层4 ;所述长条形罐体由下球形封头2、筒体3和上球形封头6焊接组成，下球形封头2的底部设有出液口 14，上球形封头6的顶部设有入口孔7 ;改进在于所述上球形封头6的顶端面入口孔7边缘设有环状的下密封凹面，在平盖8的底面设有对应的环形的上密封凹面；上密封凹面和下密封凹面组成环形密封槽，密封槽内设有透镜形密封垫13。所述透镜形密封垫13采用06Crl9Nil0不锈钢材料。所述入口孔7的孔径为400毫米。所述保温层4材料采用聚氨酯材料，保温层4厚度为200毫米。本实用新型设计合理，结构简单，使用安全方便。解决了高压、深冷工况下容器的设计和制造难关。高压液氧贮箱的设计温度为-196°c，设计压力为30MPa属高压低温压力容器范畴。具有运行温度低、压力高、介质易燃、易爆和极易挥发的特点。目前，国内深冷压力容器的设计压力一般不超过I. 6MPa，本实用新型设计压力为30MPa，满足了宇航工程的使用要求，属国内首次使用，填补了国内技术空白。高压液氧贮箱入口孔密封采用不锈钢透镜垫密封。目前国内设计温度最低为-40°c，本实用新型结构用于设计温度-196°c，采用不锈钢透镜垫密封。同时设计压力为 30MPa情况下，目前国内最大口径仅用于DN200毫米，本结构采用DN400毫米口径，属国内首次使用。
图I为本实用新型结构示意图。图2为图I的局部放大图。图中支腿支撑I、下球形封头2、筒体3、保温层4、轴式吊耳5、上球形封头6、入口孔7、平盖8、高压螺栓9、高压螺母10、进气口 11、安全阀口 12、透镜形密封垫13、出液口 14。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。实施例参见图1，一种高压液氧贮箱，所述高压液氧贮箱为立式容器，包括支腿支撑I、长条形罐体、平盖8、轴式吊耳5和外层的保温层4 ;所述长条形罐体由下球形封头2、筒体3和上球形封头6焊接组成，上、下球形封头内直径为900毫米，均由80毫米厚的不锈钢板热压成形，不锈钢板的牌号为06Crl9Nil0。球形封头热压成形后，需经固溶处理，并经100%超声检测和渗透检测。筒体内直径为880毫米，采用110毫米厚的不锈钢锻件，锻件等级按JB/ T4728规定的IV级，锻件牌号为0Crl8Ni9 ;筒体长度为3490毫米。筒体与上、下球形封头焊接采用全自动不锈钢埋弧焊，焊接材料为H0Cr20Nil0Ti+HJ260，焊丝直径为Φ3. 2毫米，焊接电流为350 450 (A)，电弧电压为34 36 (V)，焊接速度为24 26 (m/h)，焊接时层间温度要求小于150°C。焊接接头需进行100%射线检测，按JB/T4730. 2规定的II级合格，其技术等级不低于AB级。上球形封头6的顶部设有DN400的入口孔7，以便于人能进入容器进行设备内部清洗和维护；下球形封头2的底部设有出液口 14 ;平盖8上有进气口 11和安全阀口 12，进气口 11用于液氧介质输入。改进在于所述上球形封头6的顶端面入口孔7边缘设有环状下密封凹面，在平盖8的底面设有对应的环形上密封凹面；上、下密封凹面组成环形密封槽，密封槽内设有06Crl9Nil0不锈钢材料的透镜形密封垫13。对于罐体与平盖的密封，若为平面密封，在高压下，密封性差，引起外泄，可以改用透镜形密封垫，能得到满意的效果。平盖和罐体之间通过高压螺母10和高压螺栓9连接。高压液氧贮箱安装完毕后，其外表面应进行保温处理，保温层4采用聚氨酯材料， 保温层厚度为200毫米，聚氨酯是目前工业化保温材料中导热系数最小的。在聚氨酯保温层外表面用不锈钢薄钢板蒙上，并在不锈钢蒙皮缝隙处封胶。高压液氧贮箱不锈钢筒体深环缝采用全自动不锈钢埋弧焊，提高了产品安全质量和疲劳寿命，且节约能源，其技术水平达国内领先水平。在容器加工过程中，设计者对材质、 焊接材料、检验内容和低温下冲击试验方面均提出了严格要求和控制指标，尤其是就深厚焊缝焊接、探伤、接管焊接坡口型式、表面处理等工艺问题进行了深入研究。
权利要求1.一种高压液氧贮箱，所述高压液氧贮箱为立式容器，包括支腿支撑(I)、长条形罐体、平盖(8)、轴式吊耳(5)和外层的保温层(4);所述长条形罐体由下球形封头(2)、筒体(3)和上球形封头(6)焊接组成，下球形封头(2)的底部设有出液口(14)，上球形封头(6) 的顶部设有入口孔(7);其特征在于所述上球形封头(6)的顶端面入口孔(7)边缘设有环状的下密封凹面，在平盖(8)的底面设有对应的环形的上密封凹面；上密封凹面和下密封凹面组成环形密封槽，密封槽内设有透镜形密封垫(13)。
2.依据权利要求I所述的一种高压液氧贮箱，其特征在于所述透镜形密封垫(13)采用06Crl9Nil0不锈钢材料。
3.依据权利要求I所述的一种高压液氧贮箱，其特征在于所述入口孔(7)的孔径为 400毫米。
4.依据权利要求I所述的一种高压液氧贮箱，其特征在于所述保温层(4)材料采用聚氨酯材料，保温层(4)厚度为200毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种高压液氧贮箱，该高压液氧贮箱为立式容器，包括支腿支撑、长条形罐体、平盖、轴式吊耳和外层的保温层；所述长条形罐体由下球形封头、筒体和上球形封头焊接组成。上球形封头的顶部设有入口孔；改进在于入口孔的孔径为400毫米，其上球形封头顶端面入口孔边缘设有环状下密封凹面，平盖的底面设有对应的环形上密封凹面共同组成密封槽，密封槽内设有不锈钢透镜密封垫。保温层材料采用聚氨酯材料，保温层厚度为200毫米。本实用新型设计合理，结构简单，使用安全方便。解决了高压、深冷工况下容器的设计和制造难关。
文档编号F17C1/00GK202349580SQ20112048931
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者孙国梁 申请人:安徽六方深冷股份有限公司