СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ
CONNECTING UNIT

Изобретение относится к областям техники, использующим емкости давления с присоединенными к ним техническими устройствами, и может быть применено при разработке ракетных двигателей и баллонов для хранения газа.
Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция соединительного узла фланца корпуса и расположенного внутри него фланца утопленной части сопла ракетного двигателя на твердом топливе (РДТТ) (Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе/ под общ. ред. Л.Н. Лаврова - М.: Машиностроение, 1993, с. 70, рис. 2.23 г). Конструкция имеет шпоночное соединение, воспринимающее осевую нагрузку, обусловленную давлением в корпусе РДТТ, и контактирующие бурты, препятствующие повороту фланцев относительно друг друга.
Данная конструкция соединительного узла имеет ряд недостатков.
В угловых точках оснований контактирующих буртов имеет место концентрация растягивающих напряжений, способствующая развитию трещин.
В инженерной практике известны случаи разрушения буртов по причине роста трещин из угловых точек.
Вследствие высоких напряжений в контактирующих буртах невозможно использовать для фланца корпуса и утопленной части сопла более легкие, но менее прочные материалы. Особенно это относится к получающим все большее распространение слоистым композиционным материалам.
Поверхности по общей границе фланца корпуса и фланца утопленной части сопла состоят из нескольких участков. Размеры каждого участка имеют жесткие поля допусков. Это делает производство соединительного узла более трудоемким и дорогим.
Техническая задача заключается в создании соединительного узла без концентраторов напряжений с фланцами из более легких, в том числе и слоистых композиционных материалов, с общей границей в виде одной цилиндрической поверхности, с элементами, препятствующими повороту фланцев относительно друг друга.
Технический результат достигается тем, что в соединительном узле, содержащем два фланца, расположенные один внутри другого, крепежные детали, воспринимающие осевую нагрузку, и элементы, препятствующие повороту фланцев относительно друг друга, элементы, препятствующие повороту фланцев относительно друг друга, выполнены в виде ряда распределенных по периметру фланцев резьбовых соединений, расположенных в радиальной плоскости.
Благодаря введению в известный соединительный узел в качестве элементов, препятствующих повороту фланцев относительно друг друга, ряда распределенных по периметру фланцев резьбовых соединений, расположенных в радиальной плоскости, и воспринимающих, вместо контактирующих буртов, усилия, препятствующие повороту фланцев относительно друг друга, из конструкции соединительного узла устраняются концентраторы напряжений.
Это позволяет изготавливать входящие в соединительный узел детали из более легких, но менее прочных материалов, в том числе и из слоистых пластиков.
Также появляется возможность сконструировать общую границу фланцев в виде одной только цилиндрической поверхности, что повысит технологичность соединительного узла.
На чертеже показано сечение соединительного узла плоскостью, проходящей через его ось и ось одного из распределенных по периметру фланцев резьбовых соединений, расположенных в радиальной плоскости.
Соединительный узел содержит фланец 1 корпуса емкости давления, фланец 2 технического устройства, расположенный внутри фланца 1, уплотнение 3, крепежные детали, воспринимающие осевую нагрузку, выполненные в виде шпоночного соединения 4 резьбовые соединения 5, расположенные в радиальной плоскости.
Также схематично показаны осевое усилие Т, обусловленное действием внутреннего давления в емкости, и реакция на это усилие F, обусловленная опиранием фланца емкости давления на пластиковое днище.
Соединительный узел работает следующим образом. Усилия Т и F поворачивают сечение соединительного узла.
При этом из-за различия в жесткостях сечение фланца 1 и сечение фланца 2 повернутся на разные углы, и стык раскроется, если не ввести элементы, препятствующие их повороту относительно друг друга.
Распределенные по периметру фланцев резьбовые соединения 5, расположенные в радиальной плоскости, препятствуют повороту фланцев относительно друг друга.
Данное техническое решение не приводит к возникновению концентраторов напряжений, что позволяет изготавливать входящие в соединительный узел детали из более легких, но менее прочных материалов, в том числе и из слоистых пластиков.
Также общая граница фланцев принимает наиболее простую форму в виде цилиндрической поверхности, что делает соединительный узел более технологичным.