ЗАЩИТНАЯ ЗАГЛУШКА Российский патент 2012 года по МПК F16L55/10 

Предлагаемое изобретение относится к защитным заглушкам трубопровода, которые служат для защиты внутренней полости трубопроводов от воздействия внешних факторов, таких как взрыв.

Известно защитное устройство трубопровода, содержащее заглушку, выполненную в виде стакана и установленную на срезе трубопровода, между внутренней поверхностью днища заглушки и торцом среза трубопровода установлена прокладка, наружный диаметр которой равен диаметру цилиндрической наружной поверхности среза трубопровода, а внутренний диаметр прокладки выполнен не более внутреннего диаметра среза трубопровода, при этом элемент крепления выполнен в виде клеевого шва, а прокладка выполнена из антиадгезионного материала (патент №2120578, РФ, 1998, кл. 6 F16L 57/00).

Недостаток такой конструкции состоит в том, трудно рассчитать давление вскрытия заглушки, т.к. она установлена при помощи клеевого шва, а клеевой шов зависит от многих факторов, таких как прочностные свойства клея, температура окружающей среды и т.д.

Известна конструкция сопла, содержащая защитную заглушку, установленную с помощью клеевого шва на срезе сопла, выполненную в виде цилиндрического стакана с утонением и закрепленную на внешней стороне сопла посредством клеевого шва, причем между торцевой поверхностью защитной заглушки и торцевой поверхностью среза сопла установлена прокладка из антиадгезионного материала, преимущественно фторопласта, защитная заглушка выполнена из материала, обладающего более низкими прочностными характеристиками, чем материал сопла, а внутри сопла установлена герметизирующая заглушка, при этом толщина защитной заглушки в месте утонения выполнена вполне определенной толщины (заявка №2008126420, РФ, 2008, МПК F02K 9/97).

Недостаток конструкции заключается в том, что поскольку заглушка выполнена из материала менее прочного, чем материал сопла, она сильнее подвержена разрушению под воздействием взрыва или лазера, т.е. силового или теплового нагружения.

Целью изобретения является повышение надежности работы защитной заглушки при воздействии с наружной стороны трубопровода взрыва или тепла.

Указанная цель достигается тем, что в защитной заглушке, установленной с помощью клеевого шва на срезе трубопровода, изготовленном из эрозионно стойкого пресс-материала, выполненной в виде цилиндрического стакана, в днище которого имеется радиальная проточка, перекрывающая срез трубопровода, с установленной в ней прокладкой из антиадгезионного материала, причем защитная заглушка выполнена из материала, обладающего более низкими прочностными характеристиками, чем материал трубопровода, а защитная заглушка с наружной стороны покрыта теплозащитным материалом, в котором с наружной стороны заглушки в зоне радиальной проточки установлена по посадке кольцевая втулка из антиадгезионного материала, ширина которой в зоне контакта с защитной заглушкой превышает ширину радиальной проточки, а ее высота, как минимум, равна толщине слоя теплозащитного материала, при этом в поперечном сечении кольцевая втулка выполнена в форме сужающегося профиля от оси заглушки к периферии.

На приведенном чертеже изображена конструкция защитной заглушки.

Защитная заглушка 1 установлена с помощью клеевого шва на срезе 2 трубопровода 3, который изготовлен из эрозионно стойкого пресс-материала. Защитная заглушка выполнена в виде цилиндрического стакана 4, в днище 5 которого имеется радиальная проточка 6, и закреплена на внешней стороне 7 трубопровода 3. Трубопровод 3 изготовлен из эрозионно стойкого пресс-материала (углепластика или стеклопластика). Между торцевой поверхностью 8 защитной заглушки и срезом 2 трубопровода 3 установлена прокладка 9 из антиадгезионного материала, преимущественно фторопласта. Защитная заглушка 1 выполнена из материала, обладающего более низкими прочностными характеристиками (пенопласт), чем материал трубопровода. Защитная заглушка с наружной стороны 10 покрыта теплозащитным материалом 11 и на нее в зоне радиальной проточки 6 установлена по посадке кольцевая втулка 12 из антиадгезионного материала, ширина «h» которой в зоне контакта с защитной заглушкой 1 превышает ширину «h₁» радиальной проточки 6 с обеих сторон, а высота «H» поперечного сечения кольцевой втулки 12, как минимум, равна толщине «δ» слоя теплозащитного материала. Кольцевая втулка в продольном сечении выполнена в форме сужающегося профиля от оси заглушки к периферии. На приведенной фигуре изображена кольцевая втулка 12, выполненная в виде тавра, продольная полка которого заканчивается симметричным остроугольным скосом. В идеале кольцевая втулка должна располагаться вровень с теплозащитным покрытием (т.е. H=δ).

Нанесение на наружную поверхность защитной заглушки теплозащитного покрытия обеспечивает при хранении и до вскрытия защитной заглушки, если будет на нее воздействие с наружной стороны от взрыва или нагрева, защиту от незапланированного вскрытия внутренней полости трубопровода. Благодаря тому, что кольцевая втулка 12 выполнена в форме сужающегося профиля, воздействие на нее от взрыва и нагрева минимально. Т.к. кольцевая втулка 12 перекрывает зону радиальной проточки 6, а ее высота выполнена не меньше толщины теплозащитного покрытия, то на величину давления разрушения защитной заглушки не оказывает влияние нанесение на ее наружную поверхность теплозащитного покрытия 11. При достижении определенного давления внутри трубопровода за счет поступления в него жидкости или газа защитная заглушка прорывается в месте радиальной проточки 6. Защитная заглушка может применяться в соплах ракетных двигателей.

Таким образом конструкция защитной заглушки увеличивает надежность ее работы под воздействием взрыва или кратковременного теплового воздействия, например, от лазера.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для испытаний регулируемых сопловых блоков летательных аппаратов. Защитная заглушка установлена с помощью клеевого шва на срезе трубопровода, изготовленного из эрозионно стойкого пресс-материала. Заглушка выполнена виде цилиндрического стакана, в днище которого имеется радиальная проточка, перекрывающая срез трубопровода, с установленной в ней прокладкой из антиадгезионного материала. Защитная заглушка выполнена из материала, обладающего более низкими прочностными характеристиками, чем материал трубопровода. Заглушка с наружной стороны покрыта теплозащитным материалом, в котором с наружной стороны заглушки в зоне радиальной проточки установлена по посадке кольцевая втулка. Ширина втулки в зоне контакта с защитной заглушкой превышает ширину радиальной проточки, а ее высота, как минимум, равна толщине слоя теплозащитного материала. В поперечном сечении кольцевая втулка выполнена в форме сужающегося профиля от оси заглушки к периферии. Использование изобретения повысит надежность работы защитной заглушки при воздействии с наружной стороны взрыва или тепла. 1 ил.

Защитная заглушка, установленная с помощью клеевого шва на срезе трубопровода, изготовленного из эрозионно стойкого пресс-материала, выполненная в виде цилиндрического стакана, в днище которого имеется радиальная проточка, перекрывающая срез трубопровода, с установленной в ней прокладкой из антиадгезионного материала, причем защитная заглушка выполнена из материала, обладающего более низкими прочностными характеристиками, чем материал трубопровода, отличающаяся тем, что защитная заглушка с наружной стороны покрыта теплозащитным материалом, в котором с наружной стороны заглушки в зоне радиальной проточки установлена по посадке кольцевая втулка из антиадгезионного материала, ширина которой в зоне контакта с защитной заглушкой превышает ширину радиальной проточки, а ее высота, как минимум, равна толщине слоя теплозащитного материала, при этом в поперечном сечении кольцевая втулка выполнена в форме сужающегося профиля от оси заглушки к периферии.