Гибкий защитный слой для подвижных и деформирующихся элементов конструкций
FLEXIBLE PROTECTIVE LAYER FOR MOVING AND DEFORMING ELEMENTS OF CONSTRUCTIONS

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям гибких защитных покрытий, обеспечивающих защиту от рентгеновского излучения высокой мощности, например кабелей, либо других элементов конструкций, подвижность (деформируемость) которых необходима из условий эксплуатации.
Известен ряд эластичных материалов, предназначенных для защиты от рентгеновского излучения, например патент №2364963, класс МПК G21F 1/10, опубликованный 20.08.2009 (принят за прототип). Материал представляет собой композицию из связующего (термопластичного полиуретана) и наполнителя - порошкообразного вольфрама или оксидов тяжелых металлов. Также патент №2605696, класс МПК G21F 1/00, опубликованный 27.12.2016. Материал на полимерной основе содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен с наночастицами вольфрама, карбида бора и технического углерода.
Общим недостатком указанных материалов является: 1) необходимость организации специального производства, что в условиях единичного или мелкосерийного производства связано с неоправданно высокими затратами; 2) необходимость проведения дополнительных испытаний, направленных на подтверждение гарантийных сроков в условиях эксплуатации каждого конкретного изделия; 3) теплостойкость изделий ограничена относительно невысокой стойкостью полиэтилена и полиуретана; 4) предельная массовая доля поглощающего вещества невелика. В связи с пропорциональной зависимостью количества связующего компонента от массы поглощающего материала повышение степени защиты связано со значительным увеличением толщины материала и уменьшением его гибкости, что в случае изготовления ряда изделий, например защитных чехлов для кабелей небольшого диаметра, не обеспечит требуемую гибкость.
Задачей предлагаемого изобретения является создание гибкого защитного экрана, обеспечивающего необходимую степень снижения мощности рентгеновского излучения, устойчивость к воздействию пониженных и повышенных температур, малые габариты, и в то же время не препятствующего свободной деформации защищаемого изделия.
Указанная задача решается тем, что в известном защитном экране, содержащем слой поглощения рентгеновского излучения, этот слой выполнен в виде полос фольги из металла, эффективно поглощающего излучение, закрепленных на гибкой подложке, каждая последующая полоса расположена внахлест предыдущей по всей длине подложки таким образом, что полосы образуют в поперечном сечении экрана двух- и более кратное перекрытие друг друга.
Кроме того, каждая полоса фольги выполнена с несколькими поперечными разрезами, смещенными относительно аналогичных разрезов на предыдущей полосе, а суммарная толщина полос фольги в поперечном сечении обеспечивает необходимое снижение мощности излучения.
Изобретение поясняется графическими фигурами.
Фиг. 1 - общий вид развертки варианта защитного экрана.
Фиг. 2 - схема расположения полос.
Защитный экран состоит из подложки 1, которая может быть выполнена из металлизированной ткани, на которую закреплены полосы 2 фольги, каждая из последующих полос закреплена (например, пришита) внахлест предыдущей, образуя в поперечном сечении многократное перекрытие друг друга. Кратность перекрытия выбирается исходя из уровня внешнего воздействия и определяется расчетным путем. Каждая полоса для увеличения гибкости выполнена с несколькими поперечными разрезами, разрезы в каждой последующей полосе смещены относительно предыдущей.
При воздействии рентгеновского излучения происходит его поглощение в слоях фольги. Тепловая энергия, выделившаяся в результате поглощения, рассеивается с большой суммарной площади полос в окружающее пространство путем радиационного теплообмена.
Выполнение экрана в виде перекрывающихся полос фольги обеспечивает, с одной стороны, необходимую суммарную толщину защитного слоя, с другой стороны - требуемую гибкость защитного экрана, что позволяет его применять для защиты кабелей и других деформирующихся конструкций. Повышенная интенсивность радиационного теплообмена способствует снижению теплового потока от разогретого защитного экрана в направлении защищаемого объекта, что позволяет снизить требования к теплоизоляции для обеспечения необходимого теплового режима работы защищаемого изделия. Экран является сборкой деталей из материалов широкого применения, на которые, как правило, имеется необходимая гарантийная документация, что позволяет исключить дорогостоящие работы по проведению ускоренных климатических испытаний, а также исключить необходимость разработки специальной оснастки и другого оборудования для производства заготовок. Конструкция позволяет использовать в качестве подложки теплостойкие ткани, а также нити из теплостойких волокон для монтажа медной фольги, что существенно повышает теплостойкость экрана по сравнению с имеющимися аналогами, теплостойкость которых ограничена применением полиэтилена и полиуретана. Данное техническое решение позволяет получить экран со значительно большей массовой долей поглощающего вещества, что обеспечивает необходимую степень защиты при меньших толщинах и приемлемой гибкости.