ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО
SEALED DEVICE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.
Известно герметизированное устройство, содержащее корпус с внутренней полостью и расточкой, установленную в расточке крышку, снабженную штуцером подвода текучей среды с радиальным выходным отверстием, выходящим на цилиндрическую поверхность крышки, первое и второе радиальные уплотнительные кольца, уплотняющие радиальные зазоры между расточкой и крышкой, и установленные в канавках расточки корпуса, при этом крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и фиксации ее в положениях, при одном из которых радиальное выходное отверстие канала штуцера сообщается с внутренней полостью корпуса, а при другом изолировано от последней (патент Российской федерации №2110779 по кл. G01M 3/08, 1998 г.). Крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, а штуцер выполнен на корпусе.
Недостатком такого герметизированного устройства является низкая технологичность, вызванная наличием двух уплотнительных канавок на корпусе и наклонного отверстия между ними. Корпус обычно является сложной и дорогостоящей деталью, поэтому наличие в нем указанных элементов повышает возможность брака при изготовлении и поломки инструмента из-за увода сверла при его касании к неперпендикулярной к его оси поверхности.
Этого недостатка лишено герметизированное устройство, содержащее корпус с внутренней полостью и выходящей в нее расточкой, установленную в расточке крышку, снабженную штуцером подвода текучей среды с радиальным выходным отверстием, выходящим на цилиндрическую поверхность крышки, первое и второе радиальные уплотнительные кольца, уплотняющие радиальные зазоры между расточкой и крышкой, размещенные в первой и второй канавках крышки, при этом радиальное выходное отверстие штуцера размещено между первой и второй канавками, причем крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и фиксации ее в положениях, при одном из которых радиальное выходное отверстие канала штуцера сообщается с внутренней полостью корпуса, а при другом изолированно от последней (патент Российской федерации №2655675 по кл. G01M 3/00, 2018 г.), выбранное в качестве прототипа.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием в конструкции расточки и крышки двух точных диаметров уплотнительных поверхностей, что увеличивает количество необходимых обрабатывающих и измерительных инструментов, а также излишняя номенклатура комплектующих изделий - уплотнительных колец.
Техническим результатом, достигаемым заявленным устройством, является упрощение конструкции и сокращение номенклатуры комплектующих изделий.
Технический результат достигается за счет того, что в известном герметизированном устройстве, содержащем корпус с внутренней полостью и выходящей в нее расточкой, установленную в расточке крышку, снабженную штуцером подвода текучей среды с радиальным выходным отверстием, выходящим на цилиндрическую поверхность крышки, первое и второе радиальные уплотнительные кольца, уплотняющие радиальные зазоры между расточкой и крышкой, размещенные в первой и второй канавках на цилиндрической поверхности крышки, при этом радиальное выходное отверстие штуцера размещено между первой и второй канавками, причем крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и фиксации ее в положениях, при одном из которых радиальное выходное отверстие канала штуцера сообщается с внутренней полостью корпуса, а при другом изолированно от последней, согласно изобретению, цилиндрическая поверхность крышки и расточка выполнены с одинаковыми диаметрами, первое и второе радиальные уплотнительные кольца, а также первая и вторая канавки выполнены с соответственно одинаковыми размерами, в расточке выполнена проточка с диаметром
1
2
D>d+2d,
1
где d - внутренний диаметр канавок,
2
d - диаметр сечения радиальных уплотнительных колец,
в месте пересечения проточки с расточкой в корпусе с двух сторон проточки выполнены заходные для уплотнительных конец конические фаски, при этом расстояние между пересечением конических поверхностей фасок с расточкой меньше или равно расстоянию между ближайшими друг к другу торцами первой и второй канавок.
На фиг 1. приведен пример конкретного выполнения устройства в исходном положении, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, в конечном положении.
b
2
1
2
Герметизированное устройство содержит корпус 1 с внутренней полостью 2 и выходящей в нее расточкой 3. В расточке 3 установлена крышка 4, снабженная штуцером 5 подвода текучей среды с радиальным выходным отверстием 6, выходящим на цилиндрическую поверхность 7 крышки 4. В канавках крышки 4 установлены первое 8 и второе 9 радиальные уплотнительные кольца, уплотняющие радиальные зазоры между расточкой 3 и крышкой 4. Крышка 4 установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 1 и фиксации ее в положениях, при одном из которых радиальное выходное отверстие 6 штуцера 5 сообщается с внутренней полостью 2 корпуса 1 (показано на фиг. 1), а при другом изолированно от последней (показано на фиг. 2). Первое 8 и второе 9 радиальные уплотнительные кольца размещены в первой 10 и второй 11 канавках, выполненных на цилиндрической поверхности 7 крышки 4, а радиальное выходное отверстие 6 штуцера 5 размещено между первой 10 и второй 11 канавками. Цилиндрическая поверхность 7 крышки 4 и расточка 3 выполнены с одинаковыми диаметрами. Первое 8 и второе 9 радиальные уплотнительные кольца, а также первая 10 и вторая 11 канавки выполнены с соответственно одинаковыми размерами. Внутренний диаметр канавок 10 и 11 выполнен равным d диаметр сечения радиальных уплотнительных колец 8 и 9 выполнен равным d. В расточке 3 выполнена проточка 12 с диаметром D>d+2d. В месте пересечения проточки 12 с расточкой 3 в корпусе 1 с двух сторон проточки 12 выполнены заходные для уплотнительных конец конические фаски 13 и 14, служащие для исключения срезания уплотнительных колец 8 и 9 при установке крышки 4 в исходное и конечное положения. Расстояние А между пересечением конических поверхностей фасок 13 и 14 с расточкой 3 меньше или равно расстоянию В между ближайшими друг к другу торцами первой 10 и второй 11 канавок. Крышка 4 крепится к корпусу 1 винтами 15.
1
2
1
2
Герметизированное устройство работает следующим образом: в исходное положение, показанное на фиг. 1, крышку 4 помещают путем затягивания винтов 15 на величину, которая обеспечит герметизацию зазора между цилиндрической поверхностью 7 крышки 4 и расточкой 3 посредством первого радиального уплотнительного кольца 8, но при этом второе радиальное уплотнительное кольцо 9 не контактирует с поверхностью проточки 12, обеспечивая сообщение выходного радиального отверстия 6 штуцера 5 с внутренней полостью 2 корпуса 1 через радиальный зазор между наружной поверхностью второго уплотнительного кольца 9 и поверхностью проточки 12. Это сообщение гарантируется выбором размеров в соответствии с неравенством D>d+2d, так как максимальный размер установленного в канавке 11 второго радиального уплотнительного кольца 9, как видно из приведенных на фиг. 1 размеров, как раз будет равен величине d+2d, что обеспечивает проход испытательной среды в зазор между вторым кольцом 9 и проточкой 12. Конкретная величина превышения может быть любой и рассчитывается методами обычного проектирования. В этом положении через штуцер 5 осуществляется подвод текучей среды (например, гелиево-воздушной смеси) в полость 2 от испытательного оборудования, которое подстыковывают к штуцеру 5 (на иллюстрациях не показано). Затем, не отстыковывая испытательное оборудование от штуцера 5 и сохраняя в нем технологическими средствами испытательное давление, полностью закручивают винты 15. Таким образом, крышка 4 переместится в положение, показанное на фиг. 2, когда второе кольцо 9 уплотнит зазор между цилиндрической поверхностью 7 крышки 4 и расточкой 3, изолировав внутреннюю полость 2 от радиального выходного отверстия 6 штуцера 5. Поскольку во время перемещения крышки 4 из исходного в конечное положение первое кольцо 8 все время уплотняет зазор между цилиндрической поверхностью 7 крышки 4 и расточкой 3, не происходит какой-либо утечки испытательной среды из полости 2. В этом положении возможно отсоединение магистрали подвода от штуцера 5, испытание герметичности полости 2, заполненной испытательной средой, и дальнейшая эксплуатация устройства по его прямому назначению. Признак «расстояние между пересечением конических поверхностей фасок с расточкой меньше или равно расстоянию между ближайшими друг к другу торцами первой и второй канавок» необходим для того, чтобы во всем диапазоне перемещения крышки 4 обеспечить уплотнение между проточкой 12 и окружающей устройство средой, что не позволит испытательной среде перетекать через штуцер 5, отверстие 6 и проточку 12 в окружающую среду. При заданном соотношении размеров А и В в конечном положении устройства обеспечивается изолирование проточки 12 как от полости 2, так и от окружающей устройство среды, что позволяет беспрепятственно отстыковать испытательное оборудование от штуцера 5, предварительно перекрыв подачу давления в него. Наличие заходных фасок 13 и 14 позволяет обеспечить целостность второго кольца при перемещении крышки 4 из исходного в конечное положение, поскольку сначала кольцо 5 выходит из расточки 3 через фаску 13 в проточку 12, обеспечивая сообщение отверстия 6 с полостью 2, а затем через фаску 14 входит, деформируясь, в расточку 3 между проточкой 12 и полостью 2. Угловые и линейные размеры заходных фасок хорошо известны и приведены в стандартах на радиальные уплотнения.
В результате использования изобретения достигается упрощение конструкции герметизированного устройства, поскольку и в корпусе, и на крышке выполняется только одна точная поверхность (внутренний диаметр расточки и наружный диаметр цилиндрической поверхности крышки) вместо двух в прототипе (поверхности ступеней расточки и крышки), что снижает необходимую номенклатуру обрабатывающего и мерительного инструмента. Кроме того, улучшается собираемость устройства, так как она гарантированно обеспечивается при выполнении расточки и цилиндрической поверхности крышки в пределах заданных допусков. В прототипе же было необходимо выдерживать очень жесткие допуски на соосность ступеней расточки и крышки - иначе сборка была бы невозможной. Также обеспечивается сокращение номенклатуры комплектующих изделий - вместо двух типоразмеров уплотнительных колец в прототипе используются два кольца одного типоразмера, что сокращает зависимость от поставщиков комплектующих изделий. Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное изобретение к широкому использованию при изготовлении и эксплуатации в изделиях ракетно-космической техники.