خلاصه اختراع

سيستم ايجاد كننده نيروي سيم پيچي پيوسته مخازن فشار بالا جهت ساخت و تقويت مخازن فشار كاربرد دارد. نكته اصلي در انجام اين عمليات، تأمين نيروي كشش در سيم به اندازه دلخواه و انجام عمليات سيم پيچي بصورت پيوسته بدون گرم شدن يا ساييدگي در سيستم بر اثر اصطكاك است. انحصاري بودن روش انجام اين فرآيند نزد چند كشور صنعتي از مشكلات اصلي استفاده از آن مي باشد، بگونه اي كه تا كنون هيچگونه اطلاعاتي درباره مراحل و چگونگي انجام فرآيند و نيز دستگاههاي مورد نياز در دسترس نبوده است. در اين اختراع، ابتدا سيم فلزي مورد نياز بصورت منظم بدور يك چرخ طيار با قطر نسبتا زياد پيچيده مي شود. شفت مركزي اين چرخ بوسيله ي يك سيستم افزايش گشتاور به يك ترمز مغناطيسي متصل گرديده است. اين ترمز به يك منبع تغذيه الكتريكي جريان DC متصل شده است. با تغيير ولتاژ ورودي ترمز مي توان گشتاور مقاوم خروجي از آن را تغيير داد. بدين ترتيب اين گشتاور مخالف به چرخ منتقل شده و سبب ايجاد نيروي كششي در سيمي مي گردد كه از طرف ديگر بوسيله مخزن مورد نظر در حال چرخش كشيده مي شود. اين اختراع را مي توان جزو بخش هاي مكانيكي-الكترونيكي بشمار آورد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

این اختراع جهت انجام فرآیند سیم پیچی مخازن فشار بالا کاربرد دارد. با توجه به وجود قسمتهای مکانیکی و الکترونیکی در این دستگاه، می توان این اختراع را جزو بخش های مکانیکی-الکترونیکی بشمار آورد.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

روش سیم پیچی جزو مؤثرترین و ایمن ترین روش های تقویت مخازن فشار بالا می باشد. اما انحصاری بودن روش انجام این فرآیند در نزد چند کشور صنعتی دنیا، از مشکلات اصلی استفاده از آن می باشد. اصلی¬ترین نکته در این فرآیند تأمین نیروی کششی مورد نیاز در سیم و انجام آن بصورت پیوسته است. هدف اصلی از انجام این اختراع، دستیابی به تکنیک ایجاد نیروی کششی در سیم در فرآیند سیم پیچی پیوسته مخازن فشار بالا می باشد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

این اختراع شامل طراحی و ساخت سیستم ایجاد کننده نیروی کشش سیم در فرآیند سیم پیچی مخازن فشار بالا می باشد که با استفاده از آن می توان نیروی معین و کنترل شده جهت انجام عملیات سیم پیچی را در سیمهای فلزی با سطح مقطع و ابعاد گوناگون که در تعداد دور و یا لایه های مورد نظر به دور مخازن فشار بالا پیچیده می شوند، ایجاد نمود. طراحی باید بگونه ای باشد که عملیات سیم پیچی بتواند بصورت پیوسته انجام گیرد و مشکلاتی از قبیل گرم شدن سیستم و یا ساییدگی بر اثر اصطکاک ایجاد نگردد.با توجه به طراحی های صورت گرفته در اين اختراع و نیز استفاده از آن در ساخت یک نمونه مخزن سیم پیچی شده، خلاصه دستاورد هاي اين اختراع را مي توان در موارد زير بيان نمود:
امکان ایجاد نیروی کششی در سیم به مقدار دلخواه در عملیات سیم پیچی بر روی مخازن فشار بالا
امکان تغییر آنی نیروی کششی
امکان انجام عملیات سیم پیچی به صورت پیوسته بدون ایجاد اصطکاک یا افزایش دمای سیستم

کاربرد اصلی این دستگاه، سیم پیچی مخازن فشار بالا می باشد. این مخازن به دو دسته مخازن جدار ضخیم و مخازن جدار نازک تقسیم می گردند. از مخازن جدار ضخیم می توان جهت نگهداری سیال با فشار بسیار بالا (بین bar500 تا bar2500) استفاده نمود. همچنین از این روش می توان برای تقویت مخازن جدار نازک فشار بالا مانند مخازن CNG نوع 2 (مخازن آلومینیومی که می تواند به کمک سیم های فولادی سیم پیچی گردند) استفاده کرد که در وسایل نقلیه کاربرد دارند. این روش سبب افزایش نسبت استحکام به وزن مخازن، ایجاد تنش پسماند محیطی منفی در جداره (توزیع تنش مطلوب)، افزایش عمر خستگی و همچنین جلوگیری از تخریب ناگهانی و انفجار مخزن می گردد و در نتیجه ایمنی مخازن را افزایش می دهد. از یک سیستم اندازه گیری نیروی کششی در سیم می توان جهت اندازه گیری و نمایش مقدار نیرو در هر لحظه استفاده نمود و مقدار ولتاژ ورودی به ترمز مغناطیسی را بر این اساس تنظیم کرد.بعد از طراحی و ساخت این اختراع، از آن در بخشی از یک دستگاه سیم پیچی مخزن فشار بالا جهت تقویت یک نمونه مخزن به تعداد 30 لایه سیم پیچی استفاده گردید.لازم به ذکر است با ساخت دستگاه مورد نظر به صورت تجاری می توان مخازن فشار بالای متعددی را با ضریب اطمینان بالا و در داخل کشور سیم پیچی نمود. این مخازن دارای کاربردهای بسیار زیاد در صنایع شیمیایی، هوافضا، حمل و نقل و نظامی می باشند.