УЗЕЛ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СТЫКА РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
SEALING UNIT FOR DETACHABLE JOINT JUNCTION

Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для герметизации соединения составных частей устройств различного назначения, предпочтительнее стыка основания и крышки контейнера для транспортирования космических аппаратов.
Известно герметизирующее устройство для контейнера, контейнер и способ герметизации контейнера по патенту России RU, №2173292, которое принято за прототип. Герметизирующее устройство для контейнера включает лист, состоящий по меньшей мере из трех слоев, а именно сварного слоя, прижатого и приваренного с образованием шва к краю отверстия, наружного слоя, образующего барьер, и промежуточного клеящего слоя. Сварное соединение между швом сварного слоя и краем отверстия обладает прочностью на отрыв большей, чем сила адгезии между сварным слоем и клеящим слоем. При первом открывании отверстия приваренный шов остается на месте вокруг края отверстия и отделяется от остального сварного слоя и от клеящего слоя. За счет того, что клеящий слой открывается на участке шва, обеспечивается возможность повторного герметичного закрывания контейнера путем прижатия указанного открытого участка к шву.
Недостатками прототипа являются следующие:
- потеря качества герметизации при каждом открывании крышки конструкции в месте прижатия клеящего к сварному слою;
- не обеспечивается позиционирование и неподвижность соединения контейнера;
- необходимо дополнительное оборудование для образования сварного слоя, что влечет за собой увеличение трудоемкости работ.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков и расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения высокого уровня герметизации и простоты изготовления узла.
Цель достигается за счет того, что:
- узел содержит основание, крышку и уплотнитель, расположенный между ними по периметру плоскости стыка крышки с основанием;
- уплотнитель состоит из основного монолитного уплотнителя и дополнительного полого уплотнителя;
- каждый из уплотнителей установлен в свой паз;
- дополнительный уплотнитель в ненагруженном состоянии имеет размер от плоскости стыка основания, больший по сравнению с основным уплотнителем на величину не менее величины сжатия основного уплотнителя под заданной для него нагрузкой;
- крышка однозначно позиционируется относительно основания или, наоборот, посредством не менее двух позиционирующих элементов;
- основной уплотнитель установлен в паз, выполненный с наружной стороны стыка;
- оба уплотнителя закреплены в пазах посредством клеевого соединения;
- позиционирующие элементы закреплены на крышке или основании равномерно по периметру;
- в качестве позиционирующих элементов используются направляющие штыри-фиксаторы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - конструктивное исполнение уплотнителя в нерабочем состоянии;
на фиг.2 - конструктивное исполнение уплотнителя в рабочем состоянии;
на фиг.3 - конструктивное исполнение узла герметизации стыка разъемных соединений и его основные элементы (вид сверху);
на фиг.4 - конструктивное исполнение узла герметизации стыка разъемных соединений и его основные элементы (вид сбоку).
Узел герметизации стыка разъемных соединений состоит из трех элементов - уплотнителя, состоящего из основного монолитного уплотнителя 1, предпочтительнее изготавливаемого из резинового эластичного материала, и дополнительного полого, например, по типу трубки, уплотнителя 2, предпочтительнее изготавливаемого из материалов на основе силиконового каучука, основания 3 и крышки 4. Оба уплотнителя 1, 2 расположены между основанием 3 и крышкой 4 по периметру плоскости стыка крышки с основанием. В представленном варианте уплотнители расположены на поверхности основания. Каждый из уплотнителей 1, 2 установлен в свой паз, например, выполненный в основании 3 по периметру стыка крышки с основанием, с целью исключения смещения уплотнителей 1, 2 при воздействии на них «боковых» усилий. Основной уплотнитель 1 установлен в паз, выполненный с наружной стороны стыка, для возможности использования его в качестве основного герметизирующего элемента, а уплотнителя с внутренней полостью 2 - в качестве дополнительного герметизирующего элемента, что обеспечивает высокий уровень герметизации между прилегающими герметизируемыми поверхностями. Во избежание выхода уплотнителей 1, 2 из пазов основания 3 вследствие их взаимодействия с крышкой 4, например, при подъеме крышки 4 с основания 3, уплотнители 1, 2 закреплены в пазах основания 3 посредством клеевого соединения типа силиконового герметика.
Дополнительный уплотнитель 2 конструктивно выполнен со сквозной внутренней полостью по всей своей длине, и в ненагруженном состоянии имеет размер от плоскости стыка основания 3 больший по сравнению с основным уплотнителем 1 на величину, не менее величины сжатия основного уплотнителя 1 под заданной для него нагрузкой, с целью увеличения контактируемой поверхности дополнительного уплотнителя 2 с, например, крышкой 4 при опускании ее на него, что наглядно представлено на фиг.1, 2. Требуемый тип профиля уплотнителя выбирается по его физико-механическим свойствам, представленным в нормативно-технической документации на него, в частности, в межгосударственном стандарте ГОСТ 7338-90, в зависимости от конструктивного исполнения и особенности устройства, в котором он применяется.
Крышка 4 однозначно позиционируется относительно основания 3 или, наоборот, посредством не менее двух позиционирующих элементов, которые закреплены на крышке 4 или основании 3 равномерно по периметру. В рассматриваемом узле позиционирующие элементы закреплены в основании 3 и располагаются в отверстиях крышки 4, при ее установке на основании 3, что обеспечивает равномерность распределения массы крышки 4 на уплотнители 1, 2 и исключает горизонтальное смещение крышки 4 относительно основания 3. В качестве позиционирующих элементов используются направляющие штыри-фиксаторы 6, что не исключает использование конструктивно иных элементов. Также в крышке 4 выполнен паз под уплотнители 1,2 с учетом их распределения под заданной нагрузкой. Необходимые технические данные и рекомендации для выбора паза под уплотнитель представлены в нормативно-технической документации на него, в частности в межгосударственном стандарте ГОСТ 7338-90.
Рассмотрим практическое применение узла герметизации стыка разъемных соединений в транспортном контейнере, предназначенном для транспортирования космического аппарата. С целью восприятия заданной нагрузки в 3,25 тонны (масса крышки 4) в пазах, расположенных по периметру основания 3 протяженностью 22 метра, закреплены резиновый профиль 57-2 НИИРП (основной уплотнитель 1) и резиновый профиль 48 НИИРП (дополнительный уплотнитель 2), при этом в крышке 4 выполнен паз под уплотнители 1, 2 со следующими размерами: ширина 48 мм, высота 8 мм.
Рассмотрим практический принцип работы узла герметизации стыка разъемных соединений, используемого в конструкции контейнера для транспортирования космических аппаратов.
При установке крышки 4 на основании 3, совместив их при помощи штырей-фиксаторов 6, уплотнители 1, 2 принимают рабочее состояние под массой крышки 4, при этом в крышке 4 выполнен паз под уплотнители 1, 2. Затем производят скрепление крышки 4 с основанием 3 через предусмотренные места, расположенные с внешней стороны по периметру контейнера, при помощи крепежного соединения 5 (болтов, или осей, или других). В момент скрепления крышки 4 с основанием 3 с уплотнителями 1, 2 происходит следующее:
- монолитный уплотнитель 1 выполняет работу основного герметизирующего элемента и обеспечивает герметизацию стыка между основанием 3 и крышкой 4, но в случае действия неравномерно-распределенного усилия на монолитный уплотнитель 1, или неплоскостности прилегающих герметизируемых поверхностей, или другого, высокий уровень герметизации монолитным уплотнителем 1 не может быть обеспечен. В связи с этим в работу необходимо включение дополнительного герметизирующего элемента, процесс работы которого описан ниже;
- уплотнитель с внутренней полостью 2 выполняет работу дополнительного герметизирующего элемента и обеспечивает максимально возможную герметизацию стыка между основанием 3 и крышкой 4.
Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для герметизации соединения составных частей устройств различного назначения, предпочтительнее стыка основания и крышки контейнера для транспортирования космических аппаратов.
Техническим результатом изобретения является высокий уровень герметизации соединения составных частей конструкций различного назначения, обеспечение позиционирования и неподвижности крышки контейнера относительно основания, минимум используемого оборудования и уменьшение трудоемкости работ при его изготовлении.
Предложенное техническое решение является эффективным узлом герметизации стыка разъемных соединений, позволяющим использовать его в конструкциях, к которым предъявляются повышенные требования по герметичности. Также данный узел является простым и надежным в эксплуатации, что подтверждено комплексом испытаний контейнера с заявленным узлом герметизации стыка разъемных соединений на предприятии.