Замковое соединение для контейнера с крышкой

 

Использование: неразъемное соединение элементов конструкции из полимерных материалов. Сущность изобретения: стержень из полимерного материала, обладающего эффектом термоусадки, вводится между сцепляющим элементом и ограничителем и нагревается до температуры, при которой происходит релаксация его формы. Восстанавливая свою первоначальную форму, стержень заклинивает сцепляющий элемент, обеспечивая неразъемность соединения. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к замковым соединениям, и может быть использовано для неразъемного соединения элементов конструкций из полимерных материалов. Его применение наиболее эффективно в случаях, когда предъявляются повышенные требования к надежности замкового соединения.

Известны замковые соединения типа заклепки, содержащие установленную в отверстиях соединяемых деталей заклепку в виде стержня с закладной и замыкающей головками на концах.

Известны запорные и запорно-пломбировочные устройства, содержащие цилиндрический корпус с заходным отверстием и кольцевой проточкой, запирающийся стержнем, и пломбирующий элемент в виде колпачка, охватывающего корпус.

Известны заклепочные соединения, основанные на применении сплавов, обладающих эффектом памяти формы.

Наиболее близким по техническом сущности является затвор-пломба для контейнеров насыпного типа с крышками, у которых кромка крышки и кромка контейнера имеют элементы зацепления, обеспечивающие закрытие и сцепление по форме и в силовом отношении, причем при открытии эти элементы разрушаются. Данное решение выбрано в качестве прототипа для предложенного технического решения как по совпадению технической сущности, так и по совпадению ряда основных конструктивных признаков.

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления сцепляющих элементов; недостаточная надежность соединения, разрушающегося при повреждении пломбы.

Цель изобретения обеспечение простоты изготовления сцепляющих элементов и повышение надежности их сцепления.

Указанная цель достигается за счет использования сцепляющих элементов в виде захвата и заклинивающих элементов, представляющих собой цилиндрические стержни из полимера, обладающего эффектом термоусадки.

Простота изготовления сцепляющих элементов очевидна. Что касается заклинивающих элементов, необходимо отметить следующее. Известно, что создание в полимере ориентированной структуры путем его деформирования в твердофазном состоянии наделяет полимер эффектом термоусадки. Нагрев изделия из такого полимера до температур, равных или превышающих температуру деформации, способствует частичному восстановлению его первоначальной формы. На этом эффекте основана работа предлагаемого устройства.

На фиг. 1 показано замковое соединение, которое представляет собой контейнер 1 с крышкой 2, у которых имеются элементы сцепления 3, обеспечивающие закрытие контейнера. Заклинивающий стержень 4 (до и после заклинивания) находится между элементом сцепления и ограничителем 5. Заклинивающий стержень до сборки представляет собой цилиндрический пруток, полученный путем твердофазной вытяжки цилиндрической полимерной заготовки большего диаметра.

На фиг.2-5 приведены другие возможные конструкции замковых соединений и примеры их использования. Варианты устройства, представленные на фиг.1-3, могут быть использованы для обеспечения неразъемности плоского контейнера. Варианты устройства, показанные на фиг.4, 5, могут применяться для неразъемного закрытия емкостей с узкой и широкой горловинами (на фиг.4 изображены круглая (а) и прямоугольная (б) горловины).

Рассмотрим работу замкового соединения на примере фиг.1. При сборке замкового соединения стержень вкладывают между элементом сцепления и ограничителем. При нагреве соединения до температуры, способствующей релаксации формы стержня, последний заклинивает пространство между 3 и 5 (позиция 4, справа), обеспечивая неразъемность замкового соединения, повышая его надежность при эксплуатации.

Материал для заклинивающего стержня выбирается в зависимости от материала соединяемых деталей и условий их эксплуатации.

Величиной разбухания стержня ϑ можно управлять, варьируя температуру деформации полимера Т_д, степень вытяжки λ температуру нагрева соединения Т_н. Это хорошо иллюстрируют результаты, приведен- ные в таблице. Здесь Ψ · 100 λ , где d_o диаметр полимерной заготовки, d₁ и d₂ соответственно диаметр стержня до и после нагрева.

Твердофазная вытяжка полимеров может быть реализована при волочении, плунжерной экструзии, гидроэкструзии на серийно выпускаемом и широко используемом оборудовании.

Конструкции предлагаемых замковых соединений исключают возможность несанкционированного вскрытия контейнеров с последующим восстановлением замковых соединений.

П р и м е р. Устройство использовано для обеспечения неразъемного соединения крышки и контейнера, предназначенных для магнитных лент. Материал контейнера и крышки ПС. Материал заклинивающего старения ПЭНП. Стержень получен методом гидроэкструзии с λ=3, Т_д=60^оС. Релаксация формы стержня осуществлялась нагревом сборки в термошкафу при 70^оС, 30 мин.

Предлагаемое устройство может найти применение в различных областях науки и техники, товарах народного потребления.

Формула изобретения

ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРА С КРЫШКОЙ, содержащее элементы сцепления, обеспечивающие закрытие контейнера, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическими стержнями, выполненными из полимерного материала, обладающего эффектом термоусадки, и ограничителями, при этом цилиндрические стержни размещены между элементами сцепления и ограничителями с возможностью заклинивания элементов сцепления между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6