一種大直徑對接法蘭結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及貯箱用大直徑對接法蘭技術領域，具體涉及一種大直徑對接法蘭結構。
【背景技術】
[0002]貯箱中推進劑加注泄出以及氣體的輸入排出等都是通過貯箱上的法蘭與相關的管路對接來提供通道。如圖1所示，對接法蘭是指法蘭的對接環(huán)與貯箱箱底的母線相同，通過在箱底上開孔，采用對接焊的方式來實現(xiàn)與對接法蘭與貯箱箱底的連接。
[0003]貯箱在工作過程中承受內壓，在對接法蘭與箱底對接處，存在剛度效應、開口效應、焊縫材料弱化而導致的應力復雜，此處一般為非薄膜應力。采用常規(guī)的對接法蘭結構，在法蘭與箱底對接焊縫處的應力在內外表面差距較大，存在顯著的附加彎距效應，嚴重影響箱底承載能力。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決采用常規(guī)的對接法蘭結構，在法蘭與貯箱箱底對接焊縫處的應力在內外表面差距大，箱底承載能力差的問題，提供了一種消除現(xiàn)有對接法蘭所導致的對接環(huán)縫附加彎矩，實現(xiàn)對接焊縫處的近似膜應力狀態(tài)，提高了結構承載能力的大直徑對接法蘭結構。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種大直徑對接法蘭結構，包括對接環(huán)、削弱槽、圓錐加強環(huán)和對接端；圓錐加強環(huán)上端與對接端固定連接，下端外側與削弱槽固定連接；對接環(huán)固定連接在削弱槽外側；對接環(huán)縫固定連接在對接環(huán)的外側，法蘭結構整體通過對接環(huán)縫與箱底固定連接。
[0007]如上所述的對接環(huán)整體為環(huán)形板狀，橫截面為長方形，用于與對接環(huán)縫連接。
[0008]如上所述的削弱槽為上端開有凹槽的環(huán)形板，削弱槽的厚度比對接環(huán)的厚度少I至4_，削弱槽用于降低對接環(huán)縫處承受的應力。
[0009]如上所述的圓錐加強環(huán)整體為環(huán)狀，橫截面為錐形，錐角A為10°至50° ;圓錐加強環(huán)用于將開口效應引起的應力集中由對接環(huán)縫位置處轉移到圓錐加強環(huán)處，提高法蘭結構的整體承載能力。
[0010]如上所述的對接環(huán)的厚度為6.2mm，對接環(huán)的寬度La為25mm，削弱槽的寬度Lb為26mm,削弱槽的厚度為4.2mm,圓錐加強環(huán)的錐角A為18.4°。
[0011]所述的對接環(huán)、削弱槽、圓錐加強環(huán)和對接端均采用不銹鋼材料或鋁合金材料制成。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明包括對接環(huán)、削弱槽、圓錐加強環(huán)和對接端。使用本發(fā)明后，對接法蘭與箱底的對接環(huán)縫5由原來的內外表面應力差距顯著改進為內外表面應力基本一致，近似實現(xiàn)膜應力狀態(tài)，提高該處焊縫的承載能力30%以上；本發(fā)明可利用常規(guī)的焊接工裝、機加設備來實現(xiàn)產品加工，降低了改進成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有的貯箱箱底與對接法蘭結構示意圖；
[0015]圖2為貯箱箱底與本發(fā)明的一種大直徑對接法蘭結構剖面圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的一種大直徑對接法蘭結構示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的一種大直徑對接法蘭結構局部視圖1 ;
[0018]圖5為現(xiàn)有的對接法蘭局部視圖1。
[0019]其中:1.對接環(huán)，2.削弱槽，3.圓錐加強環(huán)，4.對接端，5.對接環(huán)縫。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0021]如圖2和圖3所示，一種大直徑對接法蘭結構，包括對接環(huán)1、削弱槽2、圓錐加強環(huán)3和對接端4。圓錐加強環(huán)3上端與對接端4固定連接，下端外側與削弱槽2固定連接。對接環(huán)I固定連接在削弱槽2外側。對接環(huán)縫5固定連接在對接環(huán)I的外側，法蘭結構整體通過對接環(huán)縫5與箱底固定連接。
[0022]對接環(huán)I整體為環(huán)形板狀，橫截面為長方形，用于與對接環(huán)縫5連接。
[0023]削弱槽2為上端開有凹槽的環(huán)形板，削弱槽2的厚度比對接環(huán)I的厚度少I至4mm，削弱槽2用于降低對接環(huán)縫5處承受的應力。
[0024]如圖4所示，圓錐加強環(huán)3整體為環(huán)狀，橫截面為錐形，錐角A為10°至50°。圓錐加強環(huán)3用于將開口效應引起的應力集中由對接環(huán)縫5位置處轉移到圓錐加強環(huán)3處，提聞法蘭結構的整體承載能力。
[0025]對接端4采用法蘭對接端的通用結構。
[0026]對接環(huán)1、削弱槽2、圓錐加強環(huán)3和對接端4均采用不銹鋼材料或鋁合金材料制成。
[0027]以6m直徑的箱底在承受內壓0.78MPa為例，對接法蘭的外徑D為300mm，內徑d為180臟，對接環(huán)I的厚度為6.2mm，對接環(huán)I的寬度La為25mm，削弱槽2的寬度Lb為26mm，削弱槽2的厚度為4.2mm,圓錐加強環(huán)3的錐角A為18.4°，此參數(shù)使得對接環(huán)縫5處的應力近似滿足膜應力要求。
[0028]本發(fā)明包括對接環(huán)、削弱槽、圓錐加強環(huán)和對接端。使用本發(fā)明后，對接法蘭與箱底的對接環(huán)縫5由原來的內外表面應力差距顯著改進為內外表面應力基本一致，近似實現(xiàn)膜應力狀態(tài)，提高該處焊縫的承載能力30%以上；本發(fā)明可利用常規(guī)的焊接工裝、機加設備來實現(xiàn)產品加工，降低了改進成本。
【主權項】
1.一種大直徑對接法蘭結構，其特征在于:它包括對接環(huán)(I)、削弱槽(2)、圓錐加強環(huán)(3)和對接端(4);圓錐加強環(huán)(3)上端與對接端(4)固定連接，下端外側與削弱槽(2)固定連接；對接環(huán)(I)固定連接在削弱槽(2)外側；對接環(huán)縫(5)固定連接在對接環(huán)(I)的外側，法蘭結構整體通過對接環(huán)縫(5)與箱底固定連接。2.根據(jù)權利要求1所述的大直徑對接法蘭結構，其特征在于:所述的對接環(huán)(I)整體為環(huán)形板狀，橫截面為長方形，用于與對接環(huán)縫(5)連接。3.根據(jù)權利要求1所述的大直徑對接法蘭結構，其特征在于:所述的削弱槽(2)為上端開有凹槽的環(huán)形板，削弱槽(2)的厚度比對接環(huán)(I)的厚度少I至4mm，削弱槽(2)用于降低對接環(huán)縫(5)處承受的應力。4.根據(jù)權利要求1所述的大直徑對接法蘭結構，其特征在于:所述的圓錐加強環(huán)(3)整體為環(huán)狀，橫截面為錐形，錐角A為10°至50° ;圓錐加強環(huán)(3)用于將開口效應引起的應力集中由對接環(huán)縫(5)位置處轉移到圓錐加強環(huán)(3)處，提高法蘭結構的整體承載能力。5.根據(jù)權利要求1所述的大直徑對接法蘭結構，其特征在于:所述的對接環(huán)(I)的厚度為6.2mm，對接環(huán)⑴的寬度La為25mm，削弱槽⑵的寬度Lb為26mm，削弱槽⑵的厚度為4.2mm,圓錐加強環(huán)⑶的錐角A為18.4°。6.根據(jù)權利要求1-5任何一項所述的大直徑對接法蘭結構，其特征在于:所述的對接環(huán)(I)、削弱槽(2)、圓錐加強環(huán)(3)和對接端(4)均采用不銹鋼材料或鋁合金材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及貯箱用大直徑對接法蘭技術領域，具體涉及一種大直徑對接法蘭結構，目的是解決采用常規(guī)的對接法蘭結構，在法蘭與貯箱箱底對接焊縫處的應力在內外表面差距大，箱底承載能力差的問題。其特征在于，它包括對接環(huán)(1)、削弱槽(2)、圓錐加強環(huán)(3)和對接端(4)；圓錐加強環(huán)(3)上端與對接端(4)固定連接，下端外側與削弱槽(2)固定連接；對接環(huán)(1)固定連接在削弱槽(2)外側；對接環(huán)縫(5)固定連接在對接環(huán)(1)的外側，法蘭結構整體通過對接環(huán)縫(5)與箱底固定連接。使用本發(fā)明后，對接法蘭與箱底的對接環(huán)縫(5)內外表面應力基本一致，提高該處焊縫的承載能力30％以上；本發(fā)明還顯著降低了改進成本。
【IPC分類】F16L23/024
【公開號】CN105423022
【申請?zhí)枴緾N201410458361
【發(fā)明人】彭偉斌
【申請人】北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年9月10日