СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ГЕРМЕТИКОМ ПРОХОДНЫХ ЗАЗОРОВ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТЯМИ СОПРЯГАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2024 года по МПК B05C7/04 B29C45/14 

Изобретение относится к областям изготовления или ремонта транспортных средств, преимущественно летательных аппаратов или плавучих средств, а также может быть использовано при изготовлении или ремонте герметичных емкостей - кессонов топливных баков, масляных баков и т.п.

Для эксплуатации транспортного средства необходимо обеспечить герметичность конструкции корпуса, предотвращающую проникновение внешней среды внутрь транспортного средства, а так же герметичность емкостей для топлив, масел и других жидкостей, предотвращающую утечку рабочей жидкости.

Герметизации подлежат, в основном, проходные (сквозные) зазоры между поверхностями сопрягаемых элементов: стыков соединения конструктивных элементов, контуров отверстий под крепежные элементы и этими элементами - болтами, заклепками и т.п., дающие возможность внешней среде или технологическим жидкостям проходить по привалочным поверхностям, прямым или сложным путем, через корпусные элементы с одной стороны на другую, образуя разгерметизацию между внутренней и внешней поверхностями.

Герметизация производится посредством заполнения проходных зазоров герметиком. При проведении герметизации в транспортных средствах, выполняемой заполнением проходных зазоров герметиком, необходимо обеспечить максимально полное их заполнение, что предотвратит разгерметизацию при допустимых перемещениях элементов транспортного средства при его движении в различных условиях.

Известен способ устранения негерметичности кессон-баков с применением анаэробного герметика при одностороннем подходе, при котором при заполнении герметиком проходного зазора, герметик наносят кистью на внешнюю поверхность конструкции и создание в этой зоне давление с использованием шланга от воздушной заводской системы или от баллона сжатого воздуха через редуктор в течение 30 с. (патент RU №2203918; МПК: C09K 3/10, B64F 5/00; опубликовано 10.05.2003). Недостатком способа является возможность выдувания герметика из зазора при создании давления в рабочей зоне, а также его неравномерное распределение.

Известны способы заполнения герметиком проходных зазоров способом зашприцовки - нагнетания под давлением, с использованием пистолетов для герметика (Заявка РСТ WO 2020187852 (А1); МПК В05С 17/005, В05С 17/01; опубликовано 24.09.2020). При зашприцовке герметика не всегда возможно «пробить» внутреннюю полость зазора, кроме того не очевидно, что зашприцовываемый герметик попадает в зону течи. В результате необходимо повторять операцию герметизации.

Известен способ нанесения герметика на стыковой шов с отбортовкой кромок с помощью аппликатора. Аппликатор содержит форсунку для подачи покрывающего средства на заднюю сторону конструктивного элемента и продолговатый, изогнутый держатель форсунки для осуществляемого с передней стороны предназначенного для нанесения покрытия конструктивного элемента позиционирования форсунки на задней стороне предназначенного для нанесения покрытия конструктивного элемента, причем держатель форсунки многократно изогнут и выполнен из упругого, обладающего памятью формы материала (патент DE 102008027994 (В3); МПК В05В 12/00, В05В 15/60, В05В 15/65, опубликовано 01.04.2010). Недостатком способа является не обеспечение проникновения герметика внутрь проходного зазора, что может привести к потере герметичности конструкции в случае ее деформации.

Известен способ герметизации на деталях самолетов путем введения гелеобразного герметика в сквозные отверстия при помощи распыления по поверхности или нанесения кистью или зашприцовкой, с последующим затвердеванием (патентный документ US 2021395564 (А1); МПК: В05В 11/00, В05В 7/24, В05В 7/26; опубликовано 23.12.2021). Недостатком способа является большая трудоемкость процесса.

Прототипом изобретения является способ устранения негерметичности кессон-баков с применением анаэробного герметика и ваккумирования баков, где заполнение герметиком проходных зазоров достигается подсосом при создании внутри кессон-баков разряжения при помощи бытового или промышленного пылесоса, заборный шланг которого подсоединяется к одному из двух выходов дренажа топливной системы самолета, а второй выход используют для подсоединения к мановакуумметру (патент RU №2256893; МПК: G01M 3/00, опубликовано 20.07.2005). Недостатком данного способа является то, что он применим только для герметизации замкнутых пространств и для работы нужно изолировать полностью весь агрегат, кроме того, возможен полный проход герметика через герметизирующий зазор, что не будет обеспечивать требуемую герметичность конструкции, а также невозможность визуального контроля процесса заполнения зазора герметиком.

Изобретение создано при решении технической задачи разработки способа заполнения герметиком проходных зазоров между поверхностями сопрягаемых элементов для герметизации транспортных средств, обеспечивающего равномерное заполнение герметизируемого зазора по всему объему, не требующего больших трудозатрат и с возможностью визуального контроля процесса заполнения.

Решением задачи является техническое решение, представляющее собой сущность изобретения: способ заполнения герметиком проходных зазоров между поверхностями сопрягаемых элементов транспортного средства с применением ваккумирования, при выполнении способа подготавливают полость проходного зазора к заполнению, на поверхность одной из сторон по проходному зазору - первую поверхность, закрепляют заплату, выполненную из воздухонепроницаемого материала, охватывающую контур зазора, с возможностью ввода герметика в пространство между заплатой и первой поверхностью, после чего вводят герметик в это пространство и окончательно закрепляют заплату, предотвращая проход воздуха по ее контуру, фиксируют ваккуумирующую насадку, выполненную из прозрачного материала, охватывающую контур зазора, на поверхности другой из сторон по проходному зазору - второй поверхности, создают разряжение внутри ваккумирующей насадки и всасывают герметик внутрь полости проходного зазора, визуально фиксируют появление герметика по контуру зазора на второй поверхности, выдерживают разрежение в течение жизнеспособности герметика, контролируя количество проявившегося герметика на второй поверхности. В случае если герметик появился намного раньше окончания жизнеспособности и продолжает активно всасываться, давление повышают до величины, позволяющей уменьшить усилие всасывания герметика до значения меньшего, чем силы адгезии герметика к контуру проходного зазора, что позволяет стабилизировать герметик внутри зазора. Величина давления при этом определяется при технологической проработке выполнения способа заполнения герметиком проходных зазоров. По окончании жизнеспособности герметика, отсоединяют насадку, снимают заплату и зачищают первую и вторую поверхности от остатков герметика. Выдерживают узел до полного отверждения герметика.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является обеспечение равномерного заполнения герметизируемого зазора по всему объему, не требующего больших трудозатрат и с возможностью визуального контроля процесса заполнения.

В частном случае реализации способа для наилучшего заполнения и адгезии герметика к контуру проходного зазора, в качестве герметика используют герметизирующую пасту на основе натурального или синтетического каучука со специализированными химическими агентами, доведенного до жидкотекучей консистенции органическими растворителями типа циклогексанон, метилэтилкетон.

Для раскрытия изобретения используются следующие графические материалы:

Фиг. 1 Вид первой поверхности по проходу зазора с закрепленной заплатой, с возможностью ввода герметика в пространство между заплатой и первой поверхностью;

Фиг. 2 Вид первой поверхности по проходу зазора с закрепленной заплатой, после ввода герметика;

Фиг. 3 Разрез А-А Фиг. 2 при осуществлении способа, перед началом втягивания герметика внутрь полости проходного зазора.

Описание позиций:

1 - первая поверхность по проходному зазору

2 - заплата

3 - зазор на первой поверхности

4 - закрепленный контур заплаты

5 - незакрепленный контур заплаты

6 - герметик

7 - вакуумирующая насадка

8 - вентиль

9 - система вакуумирования

10 - вакуумный насос

11 - вакууметр

12 - проходной зазор

13 - вторая поверхность по проходному зазору

14 -объем, где создается разряжение

15 - эластичная прокладка

16 - проходной зазор между сопрягаемыми поверхностями стыков

17, 18 - панели фюзеляжа

19 - лонжерон

Изобретение реализуется следующим образом.

Для осуществления изобретения используются герметики, обладающие при начале процесса высокой жидкотекучестью и проникающей способностью для заполняемости полного объема проходного зазора, что может быть обеспеченно с помощью растворителей, с последующим затвердеванием до эластической субстанции при условиях, близких к нормальным по ГОСТ 8.395-80 для обеспечения плотной консистенции, обеспечивающей герметичность, имеющий 2 периода агрегатного состояния:

- состояние в периоде «жизнеспособности», т.е. это период когда он обладает жидкотекучестью, липкостью и формуемостью для нанесения на поверхности и в зазоры Реализация заполнения проходного зазора герметиком проходит, в основном, в период жизнеспособности;

- состояние «отверждения», когда герметик теряет жидкотекучесть, липкость, формуемость, становится вязким и более плотным, после отверждения работы с нанесением герметика уже не возможны; в период отверждения в герметике происходит процесс вулканизации - переход в эластическое резиноподобное состояние, которое от него требуется.

В результате анализа существующих герметиков установлено, что наиболее предпочтительно использовать качестве герметика герметизирующую пасту на основе натурального или синтетического каучука со специализированными химическими агентами доведенного до жидкотекучей консистенции органическими растворителями типа циклогексанон, метилэтилкетон, например: Фторкаучуковый герметик 51-Г-9 ТУ381051068-2019 растворенный в циклогексаноне ГОСТ 24615-81 и метилэтилкетоне ТУ2633-084-44493179-02.

Перед началом заполнения герметиком подготавливают полость проходного зазора к заполнению.

Подготовка может включать в себя, отчистку (продувку) от механических частиц и, или нанесение по контуру зазора подслоя, для лучшей адгезии герметика, например: 5-ти процентный, с допуском плюс-минус 0,5 процентов, раствор АГМ-9 ТУ 6-02-724-77 в ацетоне ГОСТ 2603-79 для фторкаучуковых герметиков.

Подслой наносится кистью, обеспечив затекание внутрь проходного зазора. Для более точного контроля, возможно производить подачу подслоя из шприца.

После подготовки полость проходного зазора к заполнению на поверхность одной из сторон по проходному зазору - первую поверхность 1, закрепляют заплату 2, выполненную из воздухонепроницаемого материала, охватывающую контур зазора 3 на первой поверхности, с возможностью ввода герметика 6 в пространство между заплатой и первой поверхностью (Фиг. 1)

Первая поверхность 1, на которую будет наноситься заплата 2 выбирается при технологической проработке осуществления способа, с учетом возможности крепления заплаты по периметру зазора с запасом, например 5-10 мм.

Возможность ввода герметика может быть обеспеченна первоначальным закреплением заплаты по ее контуру 4 в виде «кармана», оставляя незакрепленный участок 5 на одной из ее сторон. При этом размеры заплаты выбираются с учетом охвата контура зазора по первой поверхности и возможностью наполнения заплаты жидкотекучим герметиком.

Заплата может быть выполнена, например: из пленки фторопластовой технологической ТУ 6-11-5754766-1-88 и закреплена на технологическую ленту типа «Герлен-УТ» ТУ 5772-016-051-08038-01, «Абрис-А» ТУ 2513-002-43-008408-98 и др.;

После закрепления заплаты 2 вводят герметик 6 в пространство между заплатой и первой поверхностью 1 таким образом, чтобы контур зазора 3 был полностью перекрыт герметиком и окончательно закрепляют заплату, предотвращая проход воздуха по ее контуру 4 (Фиг. 2).

Количество необходимого герметика рассчитывается при технологической подготовке выполнения способа, с учетом обеспечения заполнения герметиком всего объема проходного зазора.

Ввод герметика 6 в карман заплаты может быть проведен, например, шприцем.

Дальнейшее выполнение способа производится с использованием системы для ваккумирования. Как пример реализации, система для ваккумирования включает, в общем случае, ваккуумирующую насадку 7, вентиль для соединения с атмосферой 8, вентиль основной магистрали системы ваккумирования 9, вакуумный насос 10 и вакуумметр 11, соединенные воздухопроводами, как показано на Фиг. 3

Ваккумирующая насадка 7 выполняется из прозрачного материала, например: из оргстекла СО-120-А ГОСТ 10667-90.

Назначение насадки - изолирование контура проходного зазора 12, принадлежащего другой - второй поверхности 13 по проходу зазора и обеспечение создания разряжения в объеме 14 между поверхностью насадки и второй поверхностью.

Форма насадки выбирается при технологической проработке осуществления способа, в зависимости от рельефа второй поверхности 13 и контура проходного зазора 12.

Ваккумирующая насадка 7 может быть снабжена эластичной прокладкой 15, компенсирующей рельеф второй поверхности, по периметру ее установки, для обеспечения герметичности соединения

Пример осуществления способа проиллюстрирован для заполнения герметиком проходного зазора 16 между сопрягаемых поверхностями стыков панелей фюзеляжа 17, 18 и лонжерона 19 при изготовлении фюзеляжа летательного аппарата. Должно быть очевидно, что аналогично могут быть герметизированы проходные зазоры в других конструктивных узлах, а также негерметичные зазоры при ремонте различных емкостей (баков).

После окончательного закрепления заплаты 2 фиксируют ваккуумирующую насадку 7, выполненную из прозрачного материала, охватывающую контур зазора 12, на поверхности другой из сторон по проходному зазору - второй поверхности 13.

Ваккумирующая насадка 7, может закрепляется на второй поверхности 13 технологическим устройством, разработанными в процессе технологической проработки (струбцины, зажимы) или временно удерживается руками.

При этом в случае возможного применения системы ваккумирования по Фиг. 3, вентиль основной магистрали системы ваккумирования 9 и вентиль для соединения с атмосферой 8 открыты, чтобы сжимаемый воздух между насадкой и второй поверхностью не препятствуя установке.

После создают разряжение внутри ваккумирующей насадки 14 - при закрытом вентиль для соединения с атмосферой 8, при открытом вентиле основной магистрали системы ваккумирования 9, включаются вакуумный насос 10, и, отсасывая воздух из объема 14, ограниченного ваккумирующей насадкой 7 и второй поверхностью 13, создают в нем пониженное давление - разряжение.

Требуемое значение пониженного давления определяется при технологической проработке осуществления способа для каждого типа герметика, например не выше - 0,1 кгс/см².

По вакуумметру 11 отслеживается давление в пространстве 14 и при достижении им требуемого значения перекрывают вентиль основной магистрали системы ваккумирования 9.

При создании разряжения из проходного зазора высасывается воздух и всасвается герметик 6 внутрь полости проходного зазора.

Поступление дополнительного воздуха в полость проходного зазора предотвращается воздухонепроницаемой заплатой 2.

После визуальной фиксации появления герметика 6 по контуру зазора 12 на второй поверхности 13, выдерживают созданное разрежение до конца периода жизнеспособности герметика. В случае если герметик появился намного раньше окончания жизнеспособности и продолжает активно всасываться, давление повышают до величины, позволяющей уменьшить усилие всасывания герметика до значения меньшего, чем силы адгезии герметика к контуру проходного зазора, что позволяет стабилизировать герметик внутри зазора. Величина давления при этом определяется при технологической проработке выполнения способа заполнения герметиком проходных зазоров. Требуемое разряжение в области 14 следует выдерживать до конца жизнеспособности герметика во избежание вытекания герметика из зазора, под действием сил тяжести, если это будет, например, вертикальная поверхность и во избежание скапливания паров растворителей в зазоре.

Необходимое время выдержки жизнеспособности и отверждения герметика указано в документации на герметик в зависимости от типа использованного герметика и условий окружающей среды.

После окончания жизнеспособности герметика отсоединяют ваккуумирующую насадку.

Для отсоединения насадки 7 открывают вентиль основной магистрали системы ваккумирования 9 и вентиль для соединения с атмосферой 8, а также снимают удерживающие приспособления, в случае их предварительной установки.

После снятия ваккумирующей насадки 7 зачищают первую 1 и вторую 13 поверхности от остатков герметика. Зачистка поверхностей от остатков герметика может проводиться шпателями.

Выдерживают время до полного отверждения герметика.

После реализации способа, герметизированный узел испытывается на герметичность.

Поскольку при выполнении способа не требуется дополнительных трудозатрат, поскольку герметик поступает в полость проходного зазора только за счет разницы давления, обеспечивается заполнение всего зазора, подтверждаемое визуализацией через прозрачную ваккуумирующую насадку, достигается технический результат - равномерное заполнение герметизируемого зазора по всему объему, не требующего больших трудозатрат и с возможностью визуального контроля процесса заполнения, что обеспечивает герметизацию при допустимых деформациях элементов транспортного средства.

Изобретение относится к областям изготовления или ремонта транспортных средств, преимущественно летательных аппаратов или плавучих средств, в частности к способу заполнения герметиком проходных зазоров между поверхностями сопрягаемых элементов транспортного средства с применением ваккумирования, и может быть использовано при изготовлении или ремонте герметичных емкостей. Способ осуществляют путем подготовки полости проходного зазора (16) к заполнению. Затем на поверхность одной из сторон по проходному зазору - первую поверхность (1), закрепляют заплату (2), выполненную из воздухонепроницаемого материала и охватывающую контур зазора (3), с возможностью ввода герметика в пространство между заплатой и первой поверхностью. После чего вводят герметик (6) в это пространство и окончательно закрепляют заплату, предотвращая проход воздуха по ее контуру (4) и фиксируют ваккуумирующую насадку (7), выполненную из прозрачного материала и охватывающую контур зазора (12), на другой из сторон по проходному зазору - второй поверхности (13). Далее создают разряжение внутри ваккумирующей насадки (14) и всасывают герметик (6) внутрь полости проходного зазора (16), визуально фиксируют появление герметика по контуру зазора (12) на второй поверхности (13), выдерживают разрежение в течение жизнеспособности герметика. В случае, если герметик появился намного раньше окончания жизнеспособности и продолжает активно всасываться, давление повышают до величины, позволяющей уменьшить усилие всасывания герметика до значения меньшего, чем силы адгезии герметика к контуру проходного зазора, что позволяет стабилизировать герметик внутри зазора. Причем величина давления определяется при технологической проработке выполнения способа заполнения герметиком проходных зазоров. По окончанию жизнеспособности герметика, отсоединяют насадку (7), снимают заплату (2) и зачищают поверхности (1, 13) от остатков герметика. После чего, выдерживают время до полного отверждения герметика. Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении равномерного заполнения герметизируемого зазора по всему объему, не требующего больших трудозатрат и с возможностью визуального контроля процесса заполнения.1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ заполнения герметиком проходных зазоров между поверхностями сопрягаемых элементов транспортного средства с применением ваккумирования, отличающийся тем, что при выполнении способа подготавливают полость проходного зазора к заполнению, на поверхность одной из сторон по проходному зазору - первую поверхность, закрепляют заплату, выполненную из воздухонепроницаемого материала, охватывающую контур зазора, с возможностью ввода герметика в пространство между заплатой и первой поверхностью, после чего вводят герметик в это пространство и окончательно закрепляют заплату, предотвращая проход воздуха по ее контуру; фиксируют ваккуумирующую насадку, выполненную из прозрачного материала, охватывающую контур зазора, на поверхности другой из сторон по проходному зазору - второй поверхности, создают разряжение внутри ваккумирующей насадки и всасывают герметик внутрь полости проходного зазора, визуально фиксируют появление герметика по контуру зазора на второй поверхности, выдерживают разрежение в течение жизнеспособности герметика; в случае появления герметика намного раньше окончания жизнеспособности и продолжении его всасывания, давление повышают до величины, позволяющей уменьшить усилие всасывания герметика до значения меньшего, чем силы адгезии герметика к контуру проходного зазора, что позволяет стабилизировать герметик внутри зазора; при этом величина давления определяется при технологической проработке выполнения способа заполнения герметиком проходных зазоров; по окончанию времени жизнеспособности отсоединяют насадку, снимают заплату и зачищают первую и вторую поверхности от остатков герметика, выдерживают время до полного отверждения герметика.

2. Способ по п. 1, при котором в качестве герметика используют герметизирующую пасту на основе натурального или синтетического каучука со специализированными химическими агентами, доведенного до жидкотекучей консистенции органическими растворителями типа циклогексанон, метилэтилкетон.