СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ОДНОГО ДИАМЕТРА Российский патент 2007 года по МПК F16D1/02 F16B7/04 F16L25/10 F16B2/20 H01R4/01 

Описание патента на изобретение RU2300027C1

Изобретение относится к области общего машиностроения, вакуумной технике и может быть использовано для герметичного соединения цилиндрических деталей, работающих под давлением, в частности к производству тонкостенных сосудов давления.

В настоящее время известно герметичное соединение, которое осуществляется с помощью двух приваренных фланцев, стягиваемых болтами, а наличие уплотняющего устройства гарантирует герметичность (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.3. 6-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1982. 576 с., ил.). Недостатком такого соединения является значительная масса фланцев и крепежных элементов, что может значительно увеличивать общий вес конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является изобретение, предназначенное для герметичного соединения цилиндрических деталей, а именно металлических деталей с керамическими в вакуумных магистралях, а также в магистралях с избыточным давлением (Патент №2232312, F16D 1/00. Соединение цилиндрических деталей, Попов Н.Н., Ларькин В.Ф., Севрюгин И.В., Кудрявцев А.В.). Соединение цилиндрических деталей, установленных соосно и выполненных из материалов с различными механическими свойствами, например керамики и стали, включает соединительный элемент, выполненный из материала, обладающего эффектом памяти формы (ЭПФ). Соединяемую деталь с более высоким значением модуля Юнга выполняют с меньшим диаметром по отношению к другой соединяемой детали и на нее устанавливают прокладку из пластичного металла с наружным диаметром, соответствующим наружному диаметру другой соединяемой детали, при этом соединительный элемент выполнен в виде муфты с уплотняющими поясками на внутренней поверхности. Недостаток этого устройства состоит в том, что соединяемая деталь должна иметь меньший диаметр и более высокий модуль Юнга, что не позволяет соединять детали одного диаметра и использовать для них одинаковый материал.

Задачей изобретения является создание герметичного соединения цилиндрических деталей одного диаметра из материалов как с разными, так и с одинаковыми механическими свойствами и выполнение соединительного элемента из материала с ЭПФ в виде покрытия, что существенно снижает расход дорогостоящего материала без снижения характеристик прочности и герметичности соединения.

Техническая задача решается предлагаемым соединением цилиндрических деталей, установленных соосно, включающим соединительный элемент из материала с ЭПФ. На соединяемом конце одной детали закреплено кольцо с пазом в стенке выступающей части кольца. На соединяемом конце другой детали закреплено второе кольцо с выступом для соединения с первым кольцом через паз. Соединительный элемент из материала с ЭПФ выполнен в виде покрытия, нанесенного на обе поверхности выступа второго кольца. Толщина выступа второго кольца меньше ширины впадины первого кольца на толщину покрытия с учетом величины восстанавливаемой материалом с ЭПФ деформации. Оба кольца на соединяемых концах цилиндрических деталей могут быть закреплены электродуговой сваркой.

На фиг.1 изображено соединение, состоящее из двух половинок соединяемых цилиндрических деталей, обозначенных на чертеже цифрами - 1 и 2 соответственно; кольца - 3 с пазом - 4 в стенке выступающей части кольца; кольца - 5 с выступом - 6; покрытия - 7 из материала с ЭПФ на обеих поверхностях выступа; сварных швов - 8 для крепления колец к цилиндрическим деталям.

Соединение работает следующим образом. В качестве соединяемых цилиндрических деталей 1 и 2 используются детали из сплава ХН78Т диаметром 100 мм и толщиной стенки 4 мм. Толщина выступа 6 составляет 2 мм, ширина паза 4 - 4 мм. При помощи электродуговой сварки на выступ 6 кольца 5 с обеих сторон наносится покрытие из материала с ЭПФ, например сплава ТН1к, с температурами превращений As=-39°C, Af=-26°C, Ms=-45°C, Mf=-63°C и восстанавливаемой деформацией 6% (Материалы с эффектом памяти формы: Справ. изд. / Под ред. Лихачева В.А. - Т.2. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. - 374 с.). Толщина покрытия должна составлять разницу между шириной паза и толщиной выступа, равную 2 мм, плюс восстанавливаемая сплавом ТН1к деформация, равная 6%, или в абсолютном значении 0,12 мм. Таким образом, рассчитываемая толщина покрытия 7 составит 2,12 мм. Далее производится приварка центрирующих колец 3 и 5 к цилиндрическим деталям при помощи, например, электродуговой сварки. После этого производится охлаждение выступа 6 с покрытием 7 парами жидкого азота до температур ниже Mf=-63°C и прокатка роликом до получения размеров, соответствующих ширине паза 4, равной 4 мм. Заключительной операцией является совмещение выступа 6 с пазом 4 и нагрев до температур выше Af=-26°C. Покрытие 7 полностью восстановит свою начальную толщину, равную 2,12 мм, создав при этом прочное и герметичное соединение. При необходимости разборки соединения достаточно его охладить до температур ниже Mf=-63°C.

Описанное соединение цилиндрических деталей является прочным и герметичным при температурах от -20 до 120°С. Контроль герметичности производился методом обдува гелием прибором ПТИ-7А с чувствительностью 10-6 атм см3/с. Контроль прочности проводился методом избыточного давления масла при давлении 6 МПа.

Похожие патенты RU2300027C1

название год авторы номер документа
СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ 2002
  • Попов Н.Н.
  • Ларькин В.Ф.
  • Севрюгин И.В.
  • Кудрявцев А.В.
RU2232312C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 2007
  • Бледнова Жесфина Михайловна
  • Мышевский Игорь Сергеевич
RU2342232C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2008
  • Виноградов Александр Васильевич
  • Хасьянов Усман
  • Хасьянова Динара Усмановна
  • Виноградова Марина Александровна
RU2380583C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ 2000
  • Попов Н.Н.
  • Кудрявцев А.В.
  • Севрюгин И.В.
  • Ларькин В.Ф.
RU2202062C2
СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 1999
  • Матющенко А.В.
  • Мишустин А.Т.
  • Морозов В.Н.
RU2167346C2
Соединение законцовок труб из композиционных волокнистых материалов с металлическими деталями и способ его реализации 2017
  • Кобелева Валентина Григорьевна
  • Логачева Алла Игоревна
  • Синельников Сергей Иванович
RU2669114C1
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ 2007
  • Антонов Владимир Сергеевич
  • Иванов Анатолий Васильевич
RU2350822C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ МАТЕРИАЛА С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ 2011
  • Русинов Петр Олегович
  • Бледнова Жесфина Михайловна
RU2475567C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ 2011
  • Попов Николай Николаевич
RU2478928C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ 2003
  • Бледнова Ж.М.
  • Махутов Н.А.
  • Чаевский М.И.
RU2256108C1

Реферат патента 2007 года СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ОДНОГО ДИАМЕТРА

Изобретение относится к области общего машиностроения, вакуумной технике и может быть использовано для герметичного соединения цилиндрических деталей, работающих под давлением, в частности к производству тонкостенных сосудов давления. Соединение цилиндрических деталей одного диаметра, установленных соосно, включает соединительный элемент из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ). На соединяемом конце одной детали закреплено кольцо с пазом в стенке выступающей части кольца. На соединяемом конце другой детали закреплено второе кольцо с выступом для соединения с первым кольцом через паз. Соединительный элемент из материала с ЭПФ выполнен в виде покрытия, нанесенного на обе поверхности выступа второго кольца. Толщина покрытия зависит от величины восстанавливаемой материалом с ЭПФ деформации и выбирается расчетным путем таким образом, чтобы после низкотемпературной обработки и обкатки толщина выступа с покрытием соответствовала ширине паза, а после нагрева покрытие полностью смогло восстановить свою первоначальную форму. Оба кольца на соединяемых концах цилиндрических деталей могут быть закреплены электродуговой сваркой. Технический результат заключается в возможности соединять детали одного диаметра из материалов как с разными, так и с одинаковыми механическими свойствами, в снижении расхода дорогостоящего материала с ЭПФ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 300 027 C1

1. Соединение цилиндрических деталей одного диаметра, установленных соосно, включающее соединительный элемент из материала с эффектом памяти формы, отличающееся тем, что на соединяемом конце одной детали закреплено кольцо с пазом в стенке выступающей части кольца, на соединяемом конце другой детали закреплено второе кольцо с выступом для соединения с первым кольцом через паз, а соединительный элемент из материала с эффектом памяти формы выполнен в виде покрытия, нанесенного на обе поверхности выступа второго кольца, причем толщина выступа второго кольца меньше ширины впадины первого кольца на толщину покрытия с учетом величины восстанавливаемой материалом с эффектом памяти формы деформации.2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что оба кольца на соединяемых концах цилиндрических деталей закреплены электродуговой сваркой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2300027C1

СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ 2002
  • Попов Н.Н.
  • Ларькин В.Ф.
  • Севрюгин И.В.
  • Кудрявцев А.В.
RU2232312C2
Способ соединения трубопроводов и устройство для его осуществления 1991
  • Сухочев Юрий Николаевич
  • Стрижаков Василий Максимович
SU1808064A3
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК ПЦР С ПОВТОРНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ КОНТУРНЫМИ НАГРЕВАТЕЛЯМИ И УСТРОЙСТВО ПЦР, СОДЕРЖАЩЕЕ ЕГО 2014
  • Ким Сунг-Воо
  • Ли Дзунг-Хван
  • Ким Дук-Дзоонг
RU2618859C2
Центробежный водоотделитель 1928
  • Вейсбрут Н.Г.
SU12471A1
ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР—всЕСОюан»1д 0
  • Н. Я. Цесарук, Э. М. Среданович, М. Г. Цкин М. И. Перченко
SU310369A1

RU 2 300 027 C1

Авторы

Бледнова Жесфина Михайловна

Чаевский Михаил Иосифович

Мышевский Игорь Сергеевич

Даты

2007-05-27Публикация

2006-02-26Подача