СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ МЕМБРАНЫ Российский патент 2016 года по МПК G01N3/313 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при экспериментальной отработке объектов, содержащих разрушаемую мембрану.

Известны различные разрушаемые крышки пусковой трубы, например, патенты на изобретения №2460960, 2461787, МПК F41F 3/077.

Известно также предохранительное устройство с разрушаемой мембраной SU А.с. 1213300, кл. F16K 17/16.

Известна установка для испытаний мембранных узлов на воздействие внешнего избыточного давления, в которой мембранный узел устанавливают в корпус, нагружают мембрану внешним избыточным давлением и измеряют величину ее прогиба (СССР, А.с. №206121, МКИ F41F 25|00, 1984).

Известен также способ определения работоспособности мембраны в составе экспериментальной сборки 12к232. 600 на установке 32к123, корпус с установленной в нем мембраной, в котором мембрану подвергают динамическому воздействию воздухом и жидкостью, а затем производят проверки ее герметичности и величину давления, при котором прорывается мембрана (Отчет по испытаниям 32-230-78. ГОНТИ - 11, 1978).

За прототип принят способ определения характеристик разрушения мембраны в составе объекта, реализованном на стенде, представляющем собой цилиндрическую емкость внутренним диаметром 3 м, высотой 10 м и объемом 75 м³ и предназначенном для проверки работоспособности систем ракеты при воздействии на них внешнего давления на испытуемый узел до 15 атмосфер. Испытания по определению характеристик разрушения мембраны внутренним избыточным давлением от работающего порохового аккумулятора давления (ПАД), размещенного внутри объекта, производят в следующей последовательности: испытуемый объект устанавливают в стенде, стенд заполняют водой, затем производят задействование ПАДа и регистрируют параметры, характеризующие разрушение мембраны (СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», М.: «Военный парад» - ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», 2007, стр. 187 и технический отчет №033/044-060-04, ГОНТИ-11, 2004).

Недостатком прототипа является сложность и недостаточная точность определения параметров, характеризующих разрушение мембраны (давления и визуального контроля), а также повышенная стоимость экспериментальных работ, обусловленная необходимостью использования ПАДа.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается тем, что при исследовании характеристик разрушения мембраны используется способ, включающий помещение испытуемого объекта, содержащего мембрану с замкнутой подмембранной полостью, в емкость, частичное заполнение емкости водой, герметизацию емкости, создание в ней гидростатического давления, обеспечение заданного закона изменения перепада давления между емкостью и подмембранной полостью, вызывающего разрушение мембраны, и регистрацию параметров разрушения мембраны, в котором заполнение емкости водой производят до уровня, обеспечивающего расчетный объем воздушной подушки, а заданный закон изменения перепада давления организуют путем сброса давления из воздушной подушки емкости по законам адиабатического дренажа в атмосферу.

Совокупность отличительных признаков предложения обеспечивает решение поставленной задачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана конструктивная схема стенда для определения характеристик разрушения мембраны с составе объекта, содержащего замкнутый объем, предлагаемым способом.

Предназначенный для этого стенд представляет собой цилиндрическую емкость 1, в которую помещают испытуемый объект 2, включающий разрушаемую мембрану 3 с замкнутой подмембранной полостью 4.

Стенд снабжен системами:

- заправки 5 и слива 6 воды;

- наддува 7 и сброса 8 давления воздуха;

- измерения, включающей датчик уровня 9 и датчик давления 10.

На емкости 1 установлен предохранительный клапан 11. Слив воды из стенда производится в сливной трап 12.

На испытуемом объекте 2 установлена система наддува 13, датчик давления 14 и предохранительный клапан 15.

Последовательность проведения испытания.

Предварительно рассчитывают величины гидростатического давления, давления наддува емкости 1, объем воздушной подушки 16, диаметр дренажного отверстия в системе сброса давления (дренажа) 8 и градиент изменения давления в емкости 1 при сбросе воздуха в атмосферу. Затем производят заполнение емкости 1 водой 17 до уровня, обеспечивающего расчетный объем воздушной подушки 16. Контроль уровня воды в емкости 1 обеспечивается датчиком уровня 9. Одновременно с нагружением емкости 1 гидростатическим давлением производят наддув подмембранной полости 4 компенсирующим давлением воздуха. После этого производят дополнительный наддув емкости 1 и подмембранной полости 4 до достижения расчетной величины, обеспечивающей получение заданного графика изменения давления, имитирующего штатные условия работы испытуемого объекта 2. Затем производят сброс воздуха из емкости 1 с заданным градиентом изменения давления (обеспечивается установкой в систему сброса 8 шайбы соответствующего диаметра, на чертеже шайба не показана) и регистрируют характер разрушения мембраны 3. Измерение перепада давления, вызывающего разрушение мембраны 3, осуществляют датчиками давления 10 и 14. По окончании испытания производят слив воды 17 из емкости 1 и дефектацию материальной части.

Предложенный способ позволяет повысить точность определения характеристик разрушения мембраны в составе отсека ракеты и сократить расходы на проведение экспериментальных работ.

Предложение рекомендовано к внедрению.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при экспериментальной отработке объектов, в состав которых входит разрушаемая мембрана. Перед погружением объекта, содержащего разрушаемую мембрану, в стенд рассчитывают величину гидростатического давления, давления наддува стенда, объем его газовой подушки, диаметр дренажного отверстия и градиент изменения давления в стенде при сбросе его в атмосферу. Затем нагружают стенд гидростатическим давлением и одновременно производят наддув внутренней полости отсека с мембраной компенсирующим давлением воздуха. После этого производят дополнительный наддув стенда и внутренней полости давлением заданной величины, а затем производят сброс давления воздуха из стенда с заданным градиентом изменения давления и регистрируют характер разрушения мембраны и величину избыточного давления, разрушающего ее. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик разрушения мембраны и снижение стоимости экспериментальных работ. 1 ил.

Способ разрушения мембраны, включающий помещение испытуемого объекта, содержащего мембрану с замкнутой подмембранной полостью, в емкость, частичное заполнение емкости водой, герметизацию емкости, создание в ней гидростатического давления, обеспечение заданного закона изменения перепада давления между емкостью и подмембранной полостью, вызывающего разрушение мембраны, и регистрацию параметров разрушения мембраны, отличающийся тем, что заполнение емкости водой производят до уровня, обеспечивающего расчетный объем воздушной подушки, а заданный закон изменения перепада давления организуют путем сброса давления из воздушной подушки емкости по законам адиабатического дренажа в атмосферу.