ТОРЦЕВОЕ РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ОБОЛОЧЕК ПРОЧНОГО КОРПУСА ПОДВОДНОГО АППАРАТА
MECHANICAL DETACHABLE CONNECTION OF SHELLS OF SUBMARINE STRONG HULL

Изобретение относится к морской технике и касается конструирования соединений оболочек прочных корпусов подводных аппаратов и контейнеров.
Известен узел разъемного торцевого соединения частей водонепроницаемого корпуса подводного аппарата, содержащий смонтированные снаружи корпуса жесткие соединительные элементы и кольцевые утолщения корпуса, образующие паз для установки уплотнителя (Патент РФ №2244655, МПК В63В 3/13, опубл. 20.01.2005, бюл. №2).
В известном узле разъемного торцевого соединения частей водонепроницаемого корпуса подводного аппарата соединяемые части корпуса имеют кольцевые утолщения, выполненные в виде колец со скошенными поверхностями, к которым плотно прилегает конический кольцевой паз хомута, стягивающего соединяемые части корпуса.
Основным достоинством известного узла соединения частей водонепроницаемого корпуса является существенное сокращение соединительных элементов безфланцевого соединения, что упрощает узел соединения, повышая надежность обеспечения водонепроницаемости корпуса подводного аппарата.
Основным недостатком известного узла соединения частей водонепроницаемого корпуса является необходимость изготовления соединяемых частей прочного корпуса с наружными кольцевыми утолщениями, что усложняет технологический процесс изготовления оболочек прочного корпуса, требует дополнительного расхода дорогостоящего материала и увеличивает массу прочного корпуса подводного аппарата.
Известно также разъемное торцевое соединение оболочек прочного корпуса подводного аппарата (Патент РФ №2305046, МПК В63В 3/13, опубл. 27.08.2007, бюл. №24 - прототип).
В известном разъемном торцевом соединении оболочек прочного корпуса подводного аппарата, соединяемые оболочки выполнены без выступающих наружных деталей, а для соединения применен эластичный уплотнитель с пружинным хомутом, который удерживает соединяемые части корпуса от разъединения, плотно прижимая уплотнитель к их наружным поверхностям в течение всего времени опускания на глубину и подъема аппарата.
Основным недостатком этого известного разъемного торцевого соединения оболочек прочного корпуса подводного аппарата, принятого в качестве прототипа, является низкая надежность удержания соединяемых оболочек прочного корпуса от разъединения в надводном положении, которая обеспечивается только силами трения между оболочками и эластичным уплотнителем.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности удержания соединяемых оболочек прочного корпуса от разъединения в надводном положении без существенного снижения прочности узла соединения.
Поставленная задача решается тем, что торцевое разъемное соединение оболочек прочного корпуса подводного аппарата, содержащее наружное уплотнение, соединяющее сопрягаемые оболочки, выполненные без выступающих наружных деталей, с применением эластичного уплотнителя с хомутом, который удерживает соединяемые части корпуса от разъединения, плотно прижимая к их наружным поверхностям уплотнитель в течение всего времени нахождения на глубине, опускания на глубину и подъема аппарата, изготовлено таким образом, что на наружных поверхностях соединяемых оболочек под уплотнителем выполнены кольцевые углубления с плавными обводами на глубину, не превышающую десятую часть толщины соединяемых оболочек, в которые входят выступы хомута, смещенные к поверхности разъема оболочек на величину обжатия эластичного уплотнителя.
В заявленном техническом решении общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:
- торцевое разъемное соединение оболочек прочного корпуса подводного аппарата, содержит наружное уплотнение;
- соединяемые оболочки выполнены без выступающих наружных деталей;
- применен эластичный уплотнитель с хомутом, который удерживает соединяемые части корпуса от разъединения, плотно прижимая к их наружным поверхностям уплотнитель в течение всего времени нахождения на глубине, опускания на глубину и подъема аппарата.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого технического решения и прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие существенные отличительные признаки:
- на наружных поверхностях соединяемых оболочек под уплотнителем выполнены кольцевые углубления;
- с плавными обводами;
- на глубину, не превышающую десятую часть толщины соединяемых оболочек;
- в которые входят выступы хомута;
- смещенные к поверхности разъема оболочек на величину обжатия эластичного уплотнителя.
Существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают задачу, на решение которой направлено изобретение, а именно: повышает надежность удержания соединяемых оболочек прочного корпуса от разъединения в надводном положении без существенного снижения прочности узла соединения. Кольцевые углубления на наружных поверхностях соединяемых оболочек под уплотнителем, в которые входят выступы хомута, удерживают соединяемые оболочки от разъединения в надводном положении. Плавные обводы углублений снижают концентрацию напряжений в районе выреза углубления. Глубина углубления, не превышающая десятую часть толщины соединяемых оболочек, оставляет достаточную толщину соединяемой оболочки для обеспечения ее прочности. Смещение выступов на хомуте к поверхности разъема оболочек на величину обжатия эластичного уплотнителя притягивает в процессе сборки соединяемые оболочки друг к другу.
Таким образом, повышение надежности удержания соединяемых оболочек прочного корпуса от разъединения в надводном положении без существенного снижения прочности узла соединения достигается тем, что на наружных поверхностях соединяемых оболочек под уплотнителем выполнены кольцевые углубления с плавными обводами на глубину, не превышающую десятую часть толщины соединяемых оболочек, в которые входят выступы хомута, смещенные к поверхности разъема оболочек на величину обжатия эластичного уплотнителя.
На основании изложенного можно заключить, что существенные признаки заявленного изобретения имеют причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данному существенному признаку изобретения стало возможным решить поставленную задачу, а именно: повысить надежность удержания соединяемых оболочек прочного корпуса от разъединения в надводном положении без существенного снижения прочности узла соединения. Следовательно, заявленное изобретение является новым и обладает изобретательным уровнем, так как оно явным образом не следует из уровня техники и пригодно для практического применения.
а
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображен узел описанного соединения в разрезе с полусферическими углублениями: в сборе -  и его основные элементы - б. На чертеже обозначены: соединяемые оболочки 1 и 2 прочного корпуса, эластичный уплотнитель 3 и хомут 4.
Последовательность операций соединения оболочек прочного корпуса: на одну из соединяемых оболочек 1 или 2 надевают эластичный уплотнитель 3 так, чтобы не прикрывалась торцевая поверхность; прижимают соединяемые оболочки 1 и 2 друг к другу по поверхности разъема; натягивают на оболочки 1 и 2 эластичный уплотнитель 3 так, чтобы линия разъема оказалась посредине ширины уплотнителя 3; надевают на эластичный уплотнитель 3 хомут 4 так, чтобы выступы хомута 4 входили в кольцевые углубления соединяемых оболочек 1 и 2; прижимают уплотнитель 3 к наружным поверхностям соединяемых оболочек 1 и 2 хомутом 4.
В процессе сборки эластичный уплотнитель 3 с помощью хомута 4 входит в кольцевые углубления соединяемых оболочек 1 и 2. Выступы на хомуте 4, смещенные к поверхности разъема оболочек на величину обжатия эластичного уплотнителя Δh, притягивают соединяемые оболочки 1 и 2 друг к другу. В результате эластичный уплотнитель 3 плотно прижимается к наружным поверхностям и углублениям соединяемых оболочек 1 и 2, предотвращая разъединение оболочек в надводном положении, образуя при этом водонепроницаемое соединение.
Обеспечение надежности удержания соединяемых оболочек 1 и 2 прочного корпуса от разъединения в надводном положении достигается путем вхождения выступов в хомуте 4 в кольцевые углубления на наружных поверхностях соединяемых оболочек 1 и 2. Обеспечение надежности водонепроницаемого соединения сопрягаемых оболочек 1 и 2 в подводном положении аппарата обеспечивается плотным прилеганием эластичного уплотнителя 3 к наружным поверхностям оболочек.
При погружении на малую глубину герметизация соединения обеспечивается путем создаваемого при сборке первоначального обжатия эластичного уплотнителя 3 хомутом 4 и его плотного прилегания к наружным поверхностям соединяемых оболочек 1 и 2 прочного корпуса. Вследствие этого предотвращается возможность проникновения воды в плоскость разъема торцов соединяемых оболочек 1 и 2 прочного корпуса. С увеличением глубины погружения гидростатическое давление воды все с большей силой прижимает соединяемые оболочки 1 и 2 прочного корпуса друг к другу и все сильнее прижимают эластичный уплотнитель 3 к наружным поверхностям соединяемых оболочек 1 и 2, постоянно поддерживая водонепроницаемость описанного узла соединения оболочек. При этом выступы на хомуте 4, вошедшие в кольцевые углубления на наружных поверхностях соединяемых оболочек 1 и 2 прочного корпуса, предотвращают его перемещение относительно поверхности разъема соединяемых оболочек 1 и 2.
При подъеме подводного аппарата уменьшается гидростатическое давление на эластичный уплотнитель 3 и увеличиваются диаметры соединяемых оболочек 1 и 2, что уменьшает зазор между оболочками и хомутом 4, а следовательно, увеличивает силы прижатия эластичного уплотнителя 3 к оболочкам 1 и 2 прочного корпуса. Тем самым сохраняется водонепроницаемость торцевого соединения оболочек прочного корпуса при подъеме подводного аппарата на поверхность.
Таким образом, описанное торцевое разъемное соединение оболочек прочного корпуса подводного аппарата удерживает от разъединения соединяемые оболочки прочного корпуса подводного аппарата в надводном положении и обеспечивает водонепроницаемость прочного корпуса в течение всего времени нахождения подводного аппарат на глубине, опускания на глубину и подъема.