Соединительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G01N1/22 B64G1/22 

// //

с (g

(Л

:с

НИН взрыве- и пожароопасности, обеспечения многоразовости использования и контроля работоспособности. Устройство содержит корпус 1 с полостью 2, в которой размещен термочувствительный элемент (ТЭ) 3. За одно целое с корпусом выполнен соединитель- ньй элемент (СЭ) 4. Между корпусом и СЭ 4 вьтолнена проточка 5, формирующая зону ослабленного сечения. СЭ 4 может быть вьтолнен в виде резьбового стержня, шпильки и т.п., ТЭ 3 - в виде полого стержия с опорным фланцем 9. В полости ТЭ 3 размещен нагревательньй элемент 8. Фланец 9 ТЭ 3 жестко зафиксирован в ос.евом направлении между элементами корпу са. ТЭ 3 выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы (ЭПФ Специальная комплексная термомеханическая обработка материала ТЭ 3 обеспечивает проявление многоразового обратимого ЭПФ и одноразового прямого ЭПФ. Для повышения эффективности устройства между торцом 11 ТЭ 3 и поверхностью полости 2 корпуса 1 (т.е. в зоне проточки 5) размещен упругий выпукльй элемент 12 с заостренными кромками, способными подрезать корпус 1 в зоне проточки 5 при деформации элемента 12 под воздействием ТЭ Зо Целесообразно выполнять элемент 12 из материала с ЭПФ. Контролируемое термическое воздействие на ТЭ 3 позволяет решить поставленную задачу, 4 з.п, ф-лы, 1 Ш1.,1 табл

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для соединения нескольких элементов какой- либо констру сции, в частности к уст-- ройствам, обеспечивающим аварийное разъединение соединяемых элементов или запланированное командным сигналом. Цель - улучшение эксплуатационных характеристик за счет сниже-

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для соединения нескольких элементов ка- кой-либо конструкции, в частности, к устройствам, обеспечиваклцим аварийное разъединение соединительных элементов или запланированное командным сигналом.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет снижения взрьшо- и пожароопасности, обеспечения многоразовости использования контроля работо- способности.

На чертеже изображено устройство, разрез.

Соединительное устройство содер- жит корпус 1 с полостью 2, в которой размещен термочувствительньй элемент 3. За одно целое с корпусом 1 вьшол- нен соединительный элемент 4. Между корпусом 1 и соединительным элементо 4 вьтолнена проточка 5, формирующая зону ослабленного сечения. Соедини- тельньй элемент 4 может быть вьшол- нен резьбовым в виде штифта, шпильки и т.п. На внешней поверхности корпу- са 1 вьшолнены лыски 6 для закрепле- ния резьбового соединительного элемента 4 на объекте. Термочувствитель ньй элемент 3 выполнен в виде стержня с осесимметричной полостью 7, в которой размещен нагревательный элемент 8. На внешней поверхности элемента 3 вьшолнен фланец 9. На корпусе 1 с противоположной от соединительного элбмента 4 стороны установлена крьшгка 10, которая закрепляет на корпусе 1 фланец 9 элемента 3, вьшолненного из материала, обладающего эффектом памяти формы (ЭПФ), например, из сплава на основе нике- лида титана. Специальная комплексная термомеханическая обработка и деформация материала может обеспечить проявление им многоразового обратимого (ОЭПФ) и одноразового прямого (ПЭПФ). Отличие ОЭПФ от ПЭПФ заключается в том, что в первом случае при изменении температуры изделия его конфигурация может претерпевать многократные изменения, а во втором только одно формоизменение при нагреве. При этом надо учитывать различные термомеханические характеристики изделия с ЭПФ случае проявления ОЭПФ и ПЭПФ, которые приведены в таблице.

ОЭПФ, формируется следуюшдм образом.

Элемент 3 отжигают при температуре -Т (порядка 800 С) с охлаждением на воздухе или в воде |Цо нормальной температуры - Тц (около 20 С), нагревают до температуры Т (порядка 500°С) и охлаждают до Тц. После этого элемент 3 деформируют сжатием на 10-14% при температуре ниже превращения (при Тц). При первом нагре- ве часть задаваемой деформащи восстанавливается в виде ПЭПФ, а часть деформации при этом сохраняется в материале, вызывая при термоциклиро- вании ОЭПФ. При повторных нагревах

3

9О-120°С его длина увеличиваетэлемента J до температуры превращенияся, а при охлаждении до T - уменьшается. Диапазон изменения длины ТЭ 3 1-2%, развиваемое при нагреве (г порядка 100-200 МПа,

ПЭПФ формируется следующим образом.

Элемент 3 отжигают по аналогичному режиму и деформируют сжатием на 6-7% при температуре Тц, При нагреве элемента 3 до температуры превращения 100-200°С.деформация ЭПФ восстанавливается и его длина увеличивается на 4-5%, При этом развиваемые G - порядка 500-600 МПа,

Элемент 3, выполненньм из материала с ЭПФ.отличается тем, что при Т.. его длина равна глубине полости 7

35

в корпусе 1, а после нагрева она увеличивается до размера, предварительно заданного ЭПФ, Удлинение элемента 3 сопровождается значительным усилием, зависящим от Gf и площади поперечного сечения элемента 3,

Для повышения эффективности устройства между торцом 11 элемента 3, расположенным внутри полости 2 и корпусом 1, т.е, в зоне проточки 5, раз, ri4 i - WJrjL j 1 un jf

мещен упругий выпуклый элемент 12 с 45 службы устройства за счет создания

Элемент 12

будет суммироваться с формоиз нением элемента 3, При изготовлени элемента 3 из материала с ОЭПФ воз можно многоразовое использование у ройства. Для этого в устройстве за няется корпус 1 с соединительным э ментом 4,

Предлагаемое соединительное ус ройство взрьшо- и пожаробезопасно, т,е, обеспечены требования техники безопасности при изготовлении, исп тании, эксплуатации и контрольных проверках, так как его срабатывани не сопровождается взрывом или элек роискрой. При этом увеличен срок

заостренными кромками имеет форму тарельчатой пружины, дно которой соприкасается с элементом 3, а острые края - с полостью 2 в зоне проточки 5, Для еще большего увеличения эффективности устройства целесообразно элемент 12 вьшолнить из материала, обладающего ЭПФ, а полость 7 заполнить теплопроводным материалом 13, например пастой КТ-1, Герметизация нагревательного элемента 8 осуществляется одной или несколькими прокладками 14, установленными между ним и корпусом 1. Для крепления уст-

50

конструкции, использующей материалы не подвергающиеся быстрому старению исключена опасность повреждения кон струкций объекта продуктами разруше ния устройства; повышена экономичность за счет обеспечения многоразо вости использования устройства; обе печено отсутствие паразитных высок частотных колебаний при работе уст- 55 ройства,

Формула изобретен и 1, Соединительное устройство, со держащее полый корпус, зона совмеройства на объекте на корпусе 1 предусмотрен резьбовой участок 15,

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 своим резьбовым участком 15 крепится в резьбовом отверстии одного элемента конструкции объекта, а соединительный элемент 4 закреплен на другом элементе конструкции объекта, которьй должен быть скреплен

с первым, В аварийной ситуации или по команде, заранее запланированной программой работы, на нагревательный

-элемент 8 подается сигнал, которьй его нагревает, что вызьшает прогрев элемента 3, Эффективность тепловыделения нагревателя 8 увеличивается теплопроводным материалом 13, В результате нагрева элемент 3 удлиняется и разрьгеает корпус 1 в зоне ослабленного сечения, т,е, проточки 5, отрьшая от нее соединительньш элемент 4, Вьшукльш элемент 12, врезаясь

в корпус 1 в зоне проточки 5, усиливает эффект paзpyшeни корпуса 1, . Усиление эффекта разрушения бу- :дет большим в случае изготовления элемента 12 из материала с ЭПФ, формоизменение которого при температуре

, ri4 i - WJrjL j 1 un jf

службы устройства за счет создания

будет суммироваться с формоизменением элемента 3, При изготовлении элемента 3 из материала с ОЭПФ возможно многоразовое использование устройства. Для этого в устройстве заменяется корпус 1 с соединительным элементом 4,

Предлагаемое соединительное устройство взрьшо- и пожаробезопасно, т,е, обеспечены требования техники безопасности при изготовлении, испытании, эксплуатации и контрольных проверках, так как его срабатывание не сопровождается взрывом или электроискрой. При этом увеличен срок

50

конструкции, использующей материалы, не подвергающиеся быстрому старению; исключена опасность повреждения конструкций объекта продуктами разрушения устройства; повышена экономичность за счет обеспечения многоразо- вости использования устройства; обеспечено отсутствие паразитных высокочастотных колебаний при работе уст- 55 ройства,

Формула изобретен и я 1, Соединительное устройство, содержащее полый корпус, зона совмещения которого с соединительным элементом вьпюлнена ослабленного сечения, а в полости корпуса размещен термочувствительный элемент, отличающееся тем, что, с целью улуч- . шения эксплуатационных характеристик за счет снижения взрыво- и пожаро- опасности, обеспечения многоразовости использования и контроля работоспособ- о ности, термочувствительньй элемент выполнен в виде полого стержня из материала, обладающего эффектом памяти формы, в полости стержня размещен нагреватель, а корпус устройства вьшол- 15 нен из Д1вух жестко связанных между собой в осевом направлении частей. 2. Устройство по п. 1, отличающееся

тем, что в полости

корпуса в зоне ослабленного сечения 2о размещен упругий вьтукльй элемент с

ратура .второй, ступени отжига, Cv „„ - температура пре-. вращения (формоизменения) при нагреве, °С , 6 - напряже ние возврата материала с ЭПФ при нагреве, МПа; - задаваемая после отжига при Т и Т деформация для проявления ЭПФ, %; IP/IO восстанавливаемая (возвращаемая) при нагреве деформация, %.

VСоставитель В.Сяплин

Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 5548/45

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

заостренными кромками, контактирующи указанными кромками с боковой поверхностью полости, а вьтуклым торцом - с термочувствительным элементом..

.материала, обладающего эффектом памяти формы.

Подписное