玻璃钢吸收塔,筒形容器

简形容器是国内制造得最多的一种，公称40升的玻璃钢气瓶已经定型生产，尽管还存在着价格较贵等问题，但是随着玻璃钢工业的发展，会得到逐步解决圆筒形容器是由一个圆筒体和两个封头组成的。金属容器的封头形式有许多形式，有半球形、椭球、三心圆、准椭球，甚至平板都有。对于玻璃钢容器而言，封头形式也可以是多样的，希望工艺简单，用料较省。如果采用球形封头，在封头处的缠绕和前面球形容器一样，是一种不恰当的形式。等张力封头看来是比较合理，但在缠绕后，由于壳体厚度的变化，中面主曲线已经不是等张力封头了。目前定型的40升玻璃钢容器采用零周向应力回转体封头，也可以采用扁椭球等作为封头形式。由于圆筒形容器形状选择的自由度较大，而缠绕工艺的选择也较自由，一般说来圆筒形容器的缠绕方案可以分为三类：

（1）单缠绕角的螺旋缠绕；

（2）平面缠绕与周向缠绕的组合；

（3）螺旋缠绕与周向缠绕的组合。

（1）单缠绕角螺旋缠绕

当气口直径d相对于容器的D来说是较大时，可以采用单缠绕角螺旋缠绕，对于筒形压力容器而言，缠绕纤维螺旋升角为35°16’时，就可以满足筒身上两个方向的强度要求。这个纤维升角在封

头上缠出的理论包络圈直径为d= Dsin54°44'=0.816D(6-7-1)要求接嘴的外直径等于0.816D，或者稍小一些。金属接嘴的厚度t，可按金属要求设计，最简单的计算为1=T0(6·7-2)由于d与D很接近，封头部分实际上是一个金属块体，封头曲线的形式不是主要矛盾，只要?求能缠上所需的纤维量，一般可用较扁的椭球形式，等张力封头对这种结构是没有意义的。

（2）平面缠绕与周向缠

绕的组合

图6-11平面瘟绕与周向缠绕的组合

这一类缠绕一般适用于球形、椭球形等容器。对短粗的圆简形容器也采用这种形式，这时纵向纤维位于一个平面内，它与纵轴的夹角a等于tga=d,+ da_d(6-7-3)

TL2 L

简体的纵向张力由平面缠绕的纵向纤维来承受，它的纵向抗力T2纵为L2T:M=n.f cosza=n.f-L2+&a它的周向抗力T:周为Tz周=n.fsin2a=n.f-L2+a2

这样的周向抗力不能满足筒体的周向张力，需要用周向缠绕的纤维来补足，因纤维束宽度远小于筒体的直径，周向缠绕纤维的缠绕升角很小，因而只计及周向张力T：周而忽略纵向张力。

T':用=nf纵向纤维的密度n及周向纤维密度n由简体直径和压力求出解出封头的形式要满足纤维缠绕的要求，与筒体尺寸等因素有关。

理论的形式仍然可以利用网格理论求解，首先求出缠绕纤维与壳体经线的交角a，这可用立体解析几何求得，然后得出缠绕纤维在壳体上的张力，再按照（6·6-1）及（6·6-2）式求得主曲率半径的关系，利用简体与封头连接条件，用图解求出近似的主曲线的形.

（3）螺旋缠绕与周向缠绕组合一般容器的缠绕都采用这种形式，用大螺距缠a绕的纤维抵抗纵向张力，再用周向纤维补足周向抗力。纵向纤维与筒体纵轴图6-12螺旋缠绕与周向缠绕组合的交角a只与筒体直径D和包络圈直径d。有关，见（6·4-1）式sina= o /2- d为了避免纤维在包络圈上堆积和曲线反向而架空，常采用多包络圈缠绕，一般用2~3个包络圈。大螺距缠绕纤维的纵向及周向

抗力分别为Tm= Enrifcosia1周缠绕纤维只计及周向抗力为nf，从压力p和容器直径D求出大螺距缠绕纤维的密度x，和周向缠绕密度nEnafcos'a, = DD(nf·Znafsin-a,= 2D2两个方程式求不出两个以上的未知数，可以先定出几个再求留下的两个未知数。通常纵向纤维的利用率较低，实际使用的纵向纤维量要比理论计算的增加25~40%。将上式改写为Enauf cos2a, = (1.25~1.40) × pD)

(6·7-6)I.25-1._o Emufsin'a, = pDnf+2封头形式可以采用6·5中所述的零周向应力曲面。如采用椭球曲面，则需要计算曲面上的张力，根据张力定出所需要的纤维量以满足封头处的强度要求。将上节所举的零周向应力扁球体为例，在赤道处剖开并接上一个圆简，就成为一个圆简形容器，上例中所定的缠绕纤维量已能承受纵向张力，只需要在简身部分增加周向纤维以补足周向抗力，从（6·7-6）式的下一式即可求得周向缠绕的层数.