ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК B29C73/30 B29C73/32 

Изобретение относится к ремонту полимерных материалов склеиванием и, преимущественно, может быть использовано при ремонте авиационных и судовых полимерных композиционных материалов.

Известно переносное устройство для ремонта полимерных изделий, содержащее этажно-расположенную рабочую камеру и шкаф-основание с электронагревателем, датчиками и регулятором температуры [1]
Это устройство не обеспечивает установку и автоматическое выполнение необходимого режима термообработки ремонтируемого полимерного соединения, без чего прочность последнего резко снижается.

Известно переносное устройство для ремонта полимерных материалов, содержащее этажно-расположенные рабочую камеру и шкаф-основание, в котором размещен электронный блок системы терморегулирования, систему подогрева воздуха во внутреннем объеме рабочей камеры, электронагреватель, датчики и регулятор температуры, вакуумный насос, а также выдвижные отсеки для хранения рабочих материалов. Рабочая камера выполнена в виде съемного герметичного теплоизолированного шкафа со стеклянной крышкой и отверстиями для рук на передней стенке, устанавливаемого при работе на шкаф-основание [2]
Указанное устройство имеет ряд существенных недостатков. Конструкция рабочих камер, а также жесткая конструктивная увязка рабочих камер и шкафа-основания, обусловленная общей системой подогрева воздуха, делает невозможным использование рабочих камер непосредственно на изделии: компановка прототипа не позволяет использовать рабочие камеры для ремонта длинномерных агрегатов (3 12 м), демонтированных с изделия.

Примененный в этом устройстве метод нагрева воздуха в рабочей камере не позволяет использовать при ремонте высокотехнологические пленочные клеи, отверждающиеся при температуре более 120^oC, поскольку нагрев полимерных клееных конструкция без давления до температуры, превышающей 60^oC категорически запрещен разработчиками полимерных материалов и клеев, так как может привести к возникновению скрытых дефектов (расслоений) в полимерных материалах или клеевых соединениях.

Датчик температуры, расположенный вблизи стенки рабочей камеры, вне возможности прямого контакта с ремонтируемой деталью, обеспечивает в этой зоне только контроль температуры воздуха, которая при конвективном нагреве значительно выше температуры поверхности ремонтируемой детали, поскольку при этом виде нагрева основная часть энергии тратится на разогрев воздуха в заданном объеме и этот метод нагрева поверхности при ремонте является наименее эффективным по сравнению с другими (контактным, радиационным и т.п.).

Указанные недостатки устранены в другом известном переносном устройстве для ремонта полимерных изделий, которое является ближайшим к описываемому и содержит вакуумные присоски, опрессовочный мешок с краном сброса давления, связанный с источником сжатого воздуха и регулятором давления, датчик температуры, регулятор температуры, электронагреватель и вакуумный насос [3]
Однако в известном устройстве не предусмотрен контроль оператором величины вакуумного давления при ремонте на поврежденной технике, отсутствует автоматическая запись величины вакуумного давления на диаграммную ленту и какая-либо сигнализация при недостаточной величине давления, поэтому практически величина вакуумного давления при работе с прототипом зависит от добросовестности и квалификации исполнителя, а недостаточное давление резко отрицательно сказывается на прочности, герметичности и надежности соединений.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности аварийного ремонта в полевых условиях полимерных изделий приклеиванием или формованием заплат с гарантированно высоким качеством при любых климатических условиях непосредственно на месте стоянки или аварии, повышение эффективности, ресурса конструкций и снижение стоимости работ.

Для достижения указанного технического результата в переносном устройстве для ремонта полимерных изделий, содержащем вакуумные присоски, опрессовочный мешок с краном сброса давления, связанный с источником сжатого воздуха и регулятором давления, датчик температуры, регулятор температуры, электронагреватель и вакуумный насос, регулятор давления выполнен в виде воздушного фильтра, соединенного через кран подачи сжатого воздуха с вакуумным насосом, всасывающий патрубок которого через заглушку подключен к вакуумным присоскам, через внемовакуумный кран к воздушному мешку и крану сброса давления, а через кран подачи сжатого воздуха соединен с выходом воздушного редуктора, вход которого соединен с выходом воздушного фильтра.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - устройство при ремонте полимерных материалов без демонтажа поврежденного изделия, общий вид; на фиг. 3 устройство при ремонте полимерных материалов на объекте, демонтированном с поврежденного изделия, общий вид.

Переносное устройство для ремонта полимерных изделий содержит шкаф-основание 1 с регулятором 2 давления и регулятором 3 температуры, который проводами 4 соединен с термопарой 5, усилителем 6 сигнала термопары и электронагревателем 7. Регулятор 2 давления шлангами 8 для подачи избыточного давления и шлангами 9 для подачи вакуума соединен с воздушным мешком 10 и вакуумными присосками 11 соответственно. Регулятор давления 2 подключен также к источнику сжатого воздуха 12 и содержит воздушный фильтр 13, трубопроводами 14 соединенный через краны 15 подачи рабочего тела с вакуумным насосом 16, всасывающий патрубок 17 которого через заглушку 18 подключен к вакуумному шлангу 9, направленному в зону ремонта 19 для подключения вакуумных присосок 11. Через пневмовакуумный кран 20 всасывающий патрубок 17 вакуумного насоса 16 соединен с мановакууметром 21 и через шланг 8 с воздушным мешком 10, также расположенным в зоне 19 ремонта. Через кран 22 подачи сжатого воздуха патрубок 17 насоса 16 соединен с выходом воздушного редуктора 23, подключенного к фильтру 13. К шлангу 8 подключен кран 24 сброса давления. Устройство может иметь несколько идентичных рабочих зон 19 и соответствующее им количество каналов регулирования (см. фиг. 1).

При ремонте полимерных материалов непосредственно на поврежденном изделии (фиг. 2) воздушный мешок 10, обеспечивающий избыточное давление, крепится в коробок 25 и устанавливается в зоне 19 ремонта с помощью вакуумных присосок 11, установленных на кронштейнах 26. Наличие между присосками 11 и коробом 25 пустот, стыков агрегатов и т. п. значения не имеет.

При ремонте полимерных материалов, демонтированных с поврежденного изделия (фиг. 3) воздушные мешки 10 крепятся в коробах 25, которые устанавливаются на направляющих 32, вдоль которых мешки 10 могут перемещаться. Ремонтируемый объект 27 фиксируется по носовой и хвостовой части специальными упорами 28 и 29. Силовую схему устройства замыкает откидной болт 30, перемещаемый вдоль направляющих с помощью пластины 31. Устройство устанавливается поперек ремонтируемого объекта 27, длина которого значения не имеет.

Устройство работает следующим образом.

При установке его непосредственно на ремонтируемом изделии размечается зона ремонта 19, в которой устанавливаются воздушные мешки 10 и вакуумные присоски 11. Включается источник сжатого воздуха 12 и через фильтр 13, трубопровод 14 и кран 15 сжатый воздух подается в вакуумный насос 16. Всасывающий патрубок 17 насоса 16 через шланг 9 соединен с вакуумной присоской 11. Заглушка 18 и кран 15 при этом открыты, а краны 20, 22 и 23 перекрыты. Все эти краны и заглушки могут быть выполнены как с ручным управлением, так и с дистанционным, например электромагнитным. Таким образом, присоски 11 обеспечивают крепление устройства на зоне 19 ремонта, где собирается и фиксируется технологический пакет (включающий клей, заплату, антиадгезионную пленку, теплоизолятор не показаны), датчики 5 температуры и электронагреватель 7. Поверх пакета устанавливается и фиксируется короб 25 с воздушным мешком 10, соединенный с присосками 11 кронштейнами 26. После сборки воздушный мешок 10 подключается шлангом 8 к регулятору 2 давления, после чего перекрывается кран 20, открываются краны 15, 22 и заглушка 18. Сжатый воздух через фильтр 13, редуктор 23 и кран 22 подается в мановакууметр 21 и воздушный мешок 10, а вакуум через патрубок 17 создается в присоске 11. Включается электронагреватель 7 и при помощи датчика 5 температуры, усилителя 6 сигнала термопары, подключенных к шкафу-основанию 1 проводами 4, осуществляется нагрев по заданной программе до полного отерждения материала.

В случае необходимости можно обеспечить создание вакуума через шланг 8, если по условиям работы воздушный мешок 10 должен быть заменен вакуумным мешком (не показан). Для этого открываются краны 15 и 19, а заглушка 18 и кран 22 перекрываются. Сжатый воздух подается в вакуумный насос 16. При этом вакуум измеряется с помощью мановакууметра 21. На всех вышеперечисленных режимах кран 24 сброса давления перекрыт и открывается после окончания технологического процесса.

При ремонте объекта 27, снятого с изделия (фиг. 3), работа устройства заключается в следующем. Воздушные мешки 10 в коробах 25 устанавливаются на направляющих 32 по хорде объекта 27, собирается и фиксируется в зоне 19 ремонта технологический пакет (см. выше), электронагреватель 7, датчик 5 температуры, а объект 27 устанавливается таким образом, чтобы короб 25 оказался над зоной 19 ремонта. Откидной болт 30 слегка затягивается, шланг 8 подсоединяется к воздушному мешку 10 и регулятору 2 давления. Электронагреватель 7 и термопары 5 проводами 4 подсоединяются к регулятору 3 температуры и производится ремонт объекта 27.

Во время работы переносного устройства регулятор температуры подключается к источнику тока (50 Гц) напряжением 24 220 В, а регулятор давления подключается к источнику сжатого воздуха давлением 0,2 0,7 МПа. Для обеспечения избыточного давления может использоваться полимер, расширяющийся от нагрева, однако для обеспечения заданного фиксированного давления необходимо корректировать состав полимера при измерении тепловых отверждения клеев.

Предлагаемое выполнение переносного устройства позволяет производить более полный ремонт полимерных изделий непосредственно в районе повреждения или стоянки, без перебазирования на стационарные базы ремонта, что повышает эффективность и снижает стоимость ремонта.

Использование: ремонт авиационных и судовых полимерных композиционных материалов. Сущность изобретения: регулятор 2 давления подключен к источнику 12 сжатого воздуха и содержит воздушный фильтр 13, соединенный через кран 15 подачи сжатого воздуха с вакуумным насосом 16, всасывающий патрубок 17 каждого из которых через заглушку 18 подключен к вакуумной присоске 11 в зоне ремонта 19. Через пневмовакуумный кран 20 патрубок 17 соединен с опрессовочным воздушным мешком 10, расположенным в зоне ремонта 19. Через кран 22 подачи сжатого воздуха патрубок 17 соединен с выходом воздушного редуктора 23, подключенного к фильтру 13. Предлагаемое устройство позволяет производить качественный ремонт полимерных изделий в районе повреждения или стоянки. 3 ил.

Переносное устройство для ремонта полимерных изделий, содержащее вакуумные присоски, опрессовочный мешок с краном сброса давления, связанный с источником сжатого воздуха и регулятором давления, датчик температуры, регулятор температуры, электронагреватель и вакуумный насос, отличающееся тем, что регулятор давления выполнен в виде воздушного фильтра, соединенного через кран подачи сжатого воздуха с вакуумным насосом, всасывающий патрубок которого через заглушку подключен к вакуумным присоскам, через пневмовакуумный кран к воздушному мешку и крану сброса давления, а через кран подачи сжатого воздуха соединен с выходом воздушного редуктора, вход которого соединен с выходом воздушного фильтра.