Быстроразъёмное соединение волноводов
QUICK-CONNECT CONNECTION OF WAVEGUIDES

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для быстрого соединения волноводов, подвергаемых механическим воздействиям, например, в составе контрольно-испытательной или быстроразвёртываемой мобильной аппаратуры.
Из уровня техники известно фланцевое соединение волноводов (см. Книга «Контактные волноводные фланцевые соединения из алюминиевых сплавов». Составители: Б.В. Сестрорецкий, А.Ф. Шорихин, Л.С. Бахтина. Научно-технический отдел обобщений и информации, 1960г., стр. 10-31, 39-96), содержащее волноводы с плоскими фланцами, причём один фланец имеет паз, в который помещаются герметизирующая резиновая прокладка. Контактная прокладка имеет форму коробочки, дно которой имеет прямоугольное окно, соответствующее каналу волновода и пружинящие контактные лепестки, разведённые в разные стороны. Фиксирующие бортики контактной прокладки помещаются в прямоугольный паз и дополнительно фиксируются в нём герметизирующей прокладкой. Надёжная фиксация прокладок в пазе фланца волновода обеспечивается соотношением глубины к ширине паза примерно равным единице. Конструкция прокладок и способ их фиксации не зависит от формы фланца волновода, количества каналов и крепёжных элементов. Форма паза, имеющая прямые углы без радиуса по внутреннему контуру, обеспечивается простой траекторией движения режущего инструмента в форме прямоугольника, что позволяет выполнять разделку фланца на универсальном оборудовании.
К недостаткам данного устройства относятся необходимость установки болтов, шайб и гаек с применением инструмента соответственно для четырёх крепёжных отверстий, что увеличивает время монтажа, демонтажа и обуславливает возможную потерю и повреждение крепёжных деталей.
Также известно фланцевое соединение волноводов, описанное в патенте РФ №2562755, содержащее волноводы с плоскими фланцами, между которыми установлена контактная прокладка с прямоугольным окном, по контуру которого выполнены прорези. Контактная прокладка выполнена с возможностью осуществления стыковки волноводов с различной конфигурацией фланцев, посредством установки и фиксации её на внутренней боковой поверхности паза, выполненного в центральной части контактирующей поверхности одного из фланцев. Фиксацию контактной прокладки осуществляют при помощи фиксирующих элементов, выполненных с внешней стороны контактной прокладки и являющихся продолжением рёбер её основания, направленных в одну сторону и выполненных с некоторым внутренним уклоном к основанию, а также дополнительным фиксированием герметизирующей прокладкой, размещённой внутри данного паза.
К недостаткам известного изобретения относятся ненадёжная фиксация контактной и герметизирующей прокладок в пазе фланца по причине сравнительно малой глубины паза относительно ширины, сравнительно низкая технологичность выполнения паза, имеющего радиусную форму углов траектории внутреннего контура, требующую движения режущего инструмента одновременно по двум координатам. Для сборки данного соединения требуется установка болтов, шайб и гаек соответственно для четырёх крепёжных отверстий, что увеличивает время монтажа, демонтажа и обуславливает возможную потерю и повреждение крепёжных деталей.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является фланцевое соединение волноводов, описанное в авторском свидетельстве СССР № 1352558, содержащее первый и второй фланцы, закреплённые на концах волноводных труб, штифты и отверстия под них, расположенные на рабочих поверхностях первого и второго фланцев, муфту, расположенную на цилиндрической поверхности первого фланца и имеющую на внутренней поверхности спиральные пазы под стяжные элементы, расположенные на цилиндрической поверхности второго фланца, запорное кольцо и пружину сжатия. Запорное кольцо закреплено на цилиндрической поверхности первого фланца и размещено внутри муфты с возможностью перемещения в направлении оси волноводных труб, пружина сжатия выполнена в виде плоской кольцевой пружины и установлена внутри муфты между её торцом, обращённым ко второму фланцу, и запорным кольцом, при этом продольный размер плоской кольцевой пружины меньше шага спиральных пазов.
К недостаткам известного устройства относится повышенные требования к плоскостности рабочих поверхностей фланцев, при отсутствии в составе соединения контактной прокладки, либо дроссельной канавки. Стопорение соединения основано на использования сил трения между кольцевой пружиной и муфтой, что недостаточно надёжно при работе в условиях механических воздействий, следовательно, работа требует повышенных усилий для монтажа и демонтажа соединения. Также, в качестве недостатка следует отметитьразмещение направляющих штифтов на рабочей поверхности, что при многократных переборках приводит к повреждению штифтами рабочей поверхности ответного фланца с последующим снижением коррозионной стойкости защитного покрытия, повреждённых участков, и ухудшением радиотехнических характеристик.
В свою очередь, заявленное быстроразъёмное соединение волноводов направленно на снижение износа и вероятности повреждений контактных поверхностей при многочисленных переборках направляющими элементами.
Техническим результатом является сокращение длительности операций развёртывания/свёртывания, повышение производительности и надёжности оборудования в целом.
Для достижения технического результата, быстроразъёмное соединение перового и второго волноводов, содержит соединительное устройство, контактную и герметизирующую прокладки, при этом соединительное устройство представляет собой храповой механизм из совмещённой с подвижным кольцом и размещаемой на выступе фланца второго волновода накидной гайки с трапециевидными пазами на её торцевой поверхности и, по меньшей мере, двух упругих собачек, закреплённых на фланце второго волновода, устанавливаемый посредством направляющих штифтов на корпусе второго волновода, входящих в прямые пазы в выступе фланца первого волновода, причём подвижное кольцо устанавливается посредством направляющих штифтов снаружи накидной гайки, входящих в косые пазы на поверхности накидной гайки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
Фиг.1 – соединение волноводов;
Фиг.2 – волновод 1;
Фиг.3 – волновод 2;
Фиг.4 – волновод 2 без накидной гайки;
Фиг.5 – установка контактной и герметизирующей прокладок.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
13
5
19
4
7
8
9
4
Соединение волноводов (Фиг.1) содержит первый волновод и второй волновод  (Фиг.2, 3, 4) с фланцами  и соответственно, накидную гайку , подвижное кольцо, стопорное кольцо , контактную прокладку , герметизирующую прокладку , упругие собачки , штифты  и направляющие штифты . Накидная гайка , на торце которой размещёнхраповик , выполненныйв виде трапециевидных пазов, закреплена на фланце  посредством разрезного стопорного кольца  из пружинного материала. Контактная прокладка  типа «коробочка» совместно с формованной герметизирующей прокладкой  (Фиг.5) имеют глубокую посадку во фланец , исключающую её самопроизвольное выпадение.
13
4
2
3
1
13
1
2
12
15
10
19
14
11
1
2
13
16
5
6
12
15
Направляющие штифты  запрессованы в отверстия, расположенные на образующей фланца второго волновода , что позволяет избежать повреждений контактной поверхности ответного фланца  первого волноводанаправляющими штифтами  при многократном соединении волноводов  и . Штифты  запрессованы в отверстия кольца, свободно перемещающиеся вместе с ним в пределах косых пазов . Собачки , размещённые неравномерно по угловому положению по отношению к шагу трапециевидных пазов храповика , выполнены в виде плоских пружин, закреплённые на фланце заклёпками  через планки . При стыковке волноводов  и  направляющие штифты  входят в прямые пазы . Затяжка накидной гайки  выполняется через сопряжённое с ней подвижное кольцо  посредством штифтов , перемещающихся в пределах косых пазов .
17
10
1
2
5
6
7
10
7
8
10
9
Кольцевой выступ  служит для защиты рук оператора от травмирования острыми кромками собачек . Трущиеся подвижные сопрягаемые поверхности волноводов  и , а также накидной гайки , подвижного кольца , стопорного кольца , собачек  покрываются консистентной смазкой, нейтральной к материалам и покрытиям смазываемых поверхностей деталей и сборочных единиц. Стопорное кольцо  и контактная прокладка  выполнена из пружинного материала, например, БрБ2,собачки  выполнены из пружинного материала, например, 60С2А, герметизирующая прокладка  выполнена из бессернистой резиновой смеси, например, ИРП-1267.
1
2
13
4
16
3
2
5
19
7
10
8
9
5
6
15
12
3
1
10
19
5
6
15
12
4
2
18
10
19
5
Быстроразъёмное соединение волноводов работает следующим образом. При стыковке волновода  с волноводом  направляющие штифты  фланца  входят в прямые пазы  фланца . Волновод  имеет накидную гайку с храповиком, свободно вращающуюся и удерживающуюся стопорным кольцом , а также пружинные собачки , контактную  и герметизирующую  прокладки с глубокой посадкой. При вращении накидной гайки  по часовой стрелке, подвижное кольцо  посредством косых пазов  и штифтов  перемещается в сторону фланца первого волновода , давая возможность собачкам скользить по храповику . При вращении вручную накидной гайки против часовой стрелки, кольцо  посредством косых пазов  и штифтов  перемещается в сторону фланца второго волновода, торцом  выводит из зацепления собачки  и храповик . При этом самопроизвольное вращение гайки накидной  против часовой стрелки вследствие внешних механических воздействий невозможно.
10
19
6
5
С целью демонтажа соединения, отключение самоконтрящего соединительного устройства обеспечивается отведением пружинных собачек от храповика путём перемещения подвижного кольца при вращении вручную накидной гайки против часовой стрелки.
Конструкция заявляемого быстроразъемного соединения не содержит локально выступающие элементы конструкции, острые кромки и потенциально защемляющие поверхности, что позволяет повысить быстродействие операций стыковки/расстыковки, а использование самоконтрящего соединительного устройства, исключающего самопроизвольное ослабление контакта в условиях механических воздействий и раскрытие стыка при радиальных монтажных и эксплуатационных усилиях, а также размещение направляющих элементов соединения на образующей фланцев, обеспечивает повышение производительности и надёжности оборудования в целом.
Таким образом, предлагаемая конструкция соединения волноводов обеспечивает оперативность монтажа и демонтажа без применения инструмента и без отделяемых составных частей, например, в стендовой аппаратуре при испытаниях на виброустойчивость или в аппаратуре мобильных радиоэлектронных средств для стыковки с выносными антенно-фидерными устройствами.