ВОЛНОВОДНОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к волноводной технике, и может быть использована для соединения прямоугольных волноводов с уголковыми поворотами при конструировании волноводных трактов и других волноводных устройств, размещаемых в аппаратуре с ограниченным объемом.
Известно устройство для соединения волноводов (Авторское свидетельство №1140191, МПК: Н01Р 1/04), содержащее волноводы, фланцы, элементы крепления фланцев к волноводам, установочные штифты, контактную прокладку, расположенную между торцами волноводов, уплотнительные прокладки, снабженные буртиком и охватывающие волноводы, прижимные крышки, охватывающие уплотнительные прокладки, и элементы крепления, которыми фланцы соединены между собой. Каждый фланец выполнен цельным и охватывает наружную поверхность волновода с зазором по всему контуру. Элементы крепления фланцев к волноводам выполнены в виде резьбовых шпилек, продольная ось которых расположена в зазоре между фланцем и волноводом, и каждая из которых ввинчена частично во фланец, частично в волновод, и имеет наружный продольный паз, размещенный со стороны фланца, и продольную несквозную прорезь, ось симметрии которых расположена в диаметральной плоскости сечения резьбовой шпильки. Причем в наружный продольный паз запрессован разжимающий штифт, при этом установочные штифты расположены во фланцах, а буртик каждой уплотнительной прокладки прижат к тыльной стороне фланца прижимной крышкой. Кроме того, с целью улучшения герметизации между фланцами установлена дополнительная герметизирующая прокладка.
К недостаткам данного устройства относятся конструктивно-технологическая сложность технического решения, а также значительные массогабаритные размеры волноводного узла.
Известно волноводное фланцевое устройство (A.M. Чернушенко, Н.Е. Меланченко, Л.Г. Малорацкий, Б.В. Петров "Конструкция СВЧ устройств и экранов" Учебное пособие для вузов, М.: Радио и связь, 1983 г., стр. 103, Рис. 6.27), содержащее волновод с радиусным изгибом в плоскости электрического поля (изгиб в плоскости Е) с волноводными фланцами, на торцевых поверхностях которых выполнены кольцевые канавки под уплотнительные прокладки.
Недостатками данного устройства являются:
- необходимость обеспечения постоянства геометрических размеров внутреннего сечения волновода и высокой чистоты токонесущих поверхностей по всей длине изгиба для уменьшения нерегулярности, вносимой радиусным изгибом, влияющей на отражение и затухание волн;
- наличие специального оборудования для гибки волновода и его контроля;
- значительные массогабаритные размеры волноводных узлов из-за радиусного изгиба.
В качестве прототипа для заявляемого технического решения выбрано волноводное фланцевое соединение (ВОЛНОВОДЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ЛАТУННЫЕ. СОЕДИНЕНИЯ ФЛАНЦЕВЫЕ КОНТАКТНЫЕ. Основные параметры. Конструкция и размеры. Элементы конструкции. ОСТ4 ГО.206013, стр. 13, 1983 г.), содержащее два соединяемых волновода с фланцами, контактную прокладку, размещенную между контактными поверхностями фланцев, и крепежные элементы в виде болтов с гайками для стягивания и фиксации фланцев. При этом каждый из фланцев имеет центральное окно, выполненное с возможностью фиксации в нем волновода.
Недостатками данного устройства являются сложность размещения волноводных трактов в аппаратуре с ограниченным объемом и недостаточная механическая жесткость из-за торцевого соединения волновода с фланцем.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в уменьшении массогабаритных размеров волноводных трактов для обеспечения их размещения в аппаратуре с ограниченным объемом, а также в повышении жесткости конструкции.
Технический результат достигается тем, что волноводное фланцевое соединение содержит два соединяемых волновода с фланцами, при этом каждый из фланцев имеет центральное окно, выполненное с возможностью фиксации в нем волновода. По крайней мере, один из волноводов выполнен с прямоугольным уголковым изгибом, причем одна его часть размещена и зафиксирована в центральном окне взаимодействующего с ним фланца, а другая перпендикулярная ей часть волновода размещена и зафиксирована в пазу, выполненном во внешней торцевой поверхности этого фланца и сопряженным с одной из его боковых граней. При этом центральное окно взаимодействующего с волноводом фланца выполнено выходящим в паз.
Сущность заявляемого волноводного фланцевого соединения поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - общий вид волноводного фланцевого соединения;
Фиг. 2 - вид А фиг. 1;
Фиг. 3 - общий вид волновода с прямоугольным уголковым изгибом, размещенного во фланце с пазом (в разрезе);
Фиг. 4 - общий вид волновода с прямоугольным уголковым изгибом;
Фиг. 5 - общий вид фланца с пазом (без отверстий под крепежные элементы).
Волноводное фланцевое соединение (Фиг. 1, 2) содержит два соединяемых волновода 1, 2 с фланцами 3, 4, контактную прокладку 5, размещенную между контактными поверхностями фланцев 3, 4, и крепежные элементы 6 в виде болтов с гайками для стягивания и фиксации фланцев 3, 4 посредством отверстий 7.
По крайней мере, один из волноводов, например, волновод 1 (Фиг. 1-4), выполнен с прямоугольным уголковым изгибом (например, с изгибом по широкой стенке в плоскости электрического поля, Е-изгиб) и состоит из двух взаимно перпендикулярных частей 8, 9 (Фиг. 3, 4). Кроме этого волновод 1 выполнен со срезом 10 (Фиг. 4), который закрыт косынкой 11 (Фиг. 1-3).
Каждый из фланцев 3, 4 имеет прямоугольное центральное окно 12 (Фиг. 5), выполненное с возможностью фиксации в нем соответствующего волновода. При этом прямоугольное центральное окно 12 (Фиг. 5) взаимодействующего с волноводом 1 фланца 3 выходит в паз 13 (Фиг. 5) П-образной формы в плане, выполненный во внешней торцевой поверхности 14 (Фиг. 3, 5) и сопряженный с одной из боковых граней фланца 3 (Фиг. 5).
Одна часть 9 волновода 1 ступенчатым выступом 15 (Фиг. 4) размещена и жестко зафиксирована, например, пайкой, в центральном окне 12 фланца 3, а другая перпендикулярная ей часть 8 размещена в пазу 13 с дополнительной жесткой фиксацией, например, пайкой, контактирующей с ним внешней поверхности данной части волновода 1.
Толщина фланца 3 и его толщина в месте выполнения паза 13 (Фиг. 5) находятся в следующей зависимости:
S/S1≤3,где
S - толщина фланца;
S1 - толщина фланца в месте выполнения паза.
Приведенное выше соотношение определяет оптимальную толщину фланца 3 в месте выполнения паза 13 (глубину паза) в зависимости от размеров сечения трубы волновода 1.
Сборка волноводного фланцевого соединения осуществляется следующим образом.
Одну часть 9 волновода 1 ступенчатым выступом 15 (Фиг. 4) устанавливают в прямоугольное центральное окно 12 (Фиг. 5), а другую перпендикулярную ей часть 8 размещают в пазу 13 (Фиг. 5), выполненном во внешней торцевой поверхности 14 (Фиг. 3, 5) фланца 3. Обе части волновода 1 жестко фиксируют на фланце 3, например, пайкой. При этом волновод 2 в зависимости от его вида фиксируют, например, пайкой, на фланце 4 либо аналогично волноводу 1 (используя фланец с пазом для установки волновода с уголковым изгибом), либо по принципу торцевого соединения только в прямоугольном центральном окне 12 (в случае, если волновод прямой).
Состыкованные фланцы 3, 4 волноводов 1, 2 с предварительно размещенной между их контактными поверхностями контактной прокладкой 5 посредством отверстий 7 фиксируют и стягивают крепежными элементами 6 в виде болтов и гаек (Фиг.1).
Примером использования волноводного фланцевого соединения может служить устройство (Фиг. 1), в состав которого входят два волновода 1, 2 с сечением прямоугольной трубы 23×10, механически соединенные с ними фланцы 3, 4, контактная прокладка 5, размещенная между контактными поверхностями фланцев 3, 4, и крепежные элементы 6 в виде болтов и гаек, стягивающих фланцы соединяемых волноводов 1, 2. При этом размещение волновода 1 с прямоугольным уголковым изгибом в прямоугольном центральным окне 12 фланца 3 и в его пазу 13 П-образной формы в плане обеспечивает уменьшение массогабаритных размеров волноводного тракта, а также повышает жесткость конструкции за счет дополнительной жесткой фиксации соответствующей части волновода 1 в пазу 13, например, пайкой.
Таким образом, предлагаемая конструкция волноводного фланцевого соединения позволяет осуществлять стыковку прямоугольных волноводов с прямоугольными уголковыми изгибами, которые могут быть выполнены как по широкой стенке (изгиб в плоскости электрического поля - Е-изгиб), так и по узкой стенке (изгиб в плоскости магнитного поля - Н-изгиб), что в свою очередь позволяет уменьшить массогабаритные размеры волноводных трактов для обеспечения их размещения в аппаратуре с ограниченным объемом. При этом оптимальные размеры уголковых изгибов для прямоугольных волноводов выбираются в соответствии с существующими нормативами. Кроме этого данное техническое решение позволяет повысить жесткость конструкции в сравнении с торцевым соединением волновода с фланцем.