Устройство для контроля скрытых дефектов резиновой диафрагмы в виде сильфона с закрытым торцем

 

Использование: для контроля скрытых дефектов резиновой диафрагмы в виде сильфона с закрытым торцем, применяемой в гидросистемах летательных аппаратов. Сущность изобретения: диафрагма установлена в герметичную камеру с внутренним корпусом, проницаемым для контрольной среды, с образованием воздушной и гидравлической полостей, гидравлическую полость вакуумируют с помощью вакуум-насоса при закрытой воздушной полости, а затем в нее скачком подают рабочее давление контрольной среды от источника давления через переключатель. Внутренний корпус закреплен с зазором относительно наружного корпуса концентрично сильфону. 2 ил.

Изобретение относится к области гидропривода, преимущественно, к элементам гидросистем летательных аппаратов и может быть использовано при определении герметичности и целостности эластичных разделителей, применяемых в компенсаторах температурных изменений объема рабочей жидкости.

Известно устройство для контроля скрытых дефектов резиновой диафрагмы в виде сильфона с закрытым торцем, содержащее наружный корпус для сбора утечек контрольной среды, охватывающий контролируемый сильфон, а также источник давления с манометром, подключенный к внутренней полости сильфона [1] Известное устройство обладает достаточной точностью лишь при контроле сильфонов, изготавливаемых из однородных металлических материалов.

Техническим недостатком известного устройства является низкая точность контроля в случае испытания сильфонов, изготавливаемых на основе резиновой смеси, например, из резины ИРП 2025; так как известное устройство не всегда позволяет определить скрытые дефекты и целостность указанных элементов.

Указанное объясняется тем, что при изготовлении сильфонов, например, методом горячего прессования, в них могут возникнуть отдельные скрытые дефекты в виде расслоений, пузырей и пр. увеличивающие неоднородность резинового массива. Такие дефекты не всегда могут быть обнаружены с помощью известного устройства, а обнаружение их на более поздних стадиях, например, в составе гидросистемы эксплуатируемого летательного аппарата, может привести к аварийным ситуациям.

С помощью известного устройства проводилась опытная проверка скрытых дефектов и целостности резинового сильфона в жестком корпусе на партии образцов в количестве 9 штук, при этом использовались сильфоны из резины 51-3065 ТУ 38С405 254-75, которые были предварительно проткнуты иглами диаметром 0,5; 1; 1,5 мм. Было поведено 81 испытание, при 44 из них негерметичность не обнаружена.

Технической задачей изобретения является повышение точности контроля.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для контроля для скрытых дефектов резиновой диафрагмы в виде сильфона с закрытым торцем, содержащее наружный корпус для сбора утечек контрольной среды, охватывающей контролируемый сильфон, а также источник давления с манометром, подключенный к внутренней полости сильфона, снабжено вакуум-насосом, переключателем и жестким внутренним корпусом, проницаемым для контрольной среды, закрепленным с зазором относительно наружного корпуса концентрично сильфону и выполненным с глубиной, равной длине последнего в крайнем растянутом состоянии, при этом источник давления и вакуум-насос через переключатель подключены к внутренней полости сильфона.

Технический результат, позволяющий решить указанную задачу состоит в том, что предварительное вакуумирование полости сильфона после ее установки в герметичную камеру обеспечивает деформированное состояние сильфона при одном его крайнем положении, а подача во внутреннюю (гидравлическую) полость максимального рабочего давления, например, со скоростью нарастания 1-2 кгс/см² в секунду, обеспечивает переход из одного крайнего положения в другое с определенной скоростью, что приводит к уменьшению упругих свойств материала разделителя и изменению знака деформации, что в совокупности вызывает концентрацию напряжений в местах, имеющих отклонения от плотности и сплошности материала. Указанное способствует выявлению скрытых дефектов в материале сильфона.

На фиг. 1 показана резиновая диафрагма в корпусе при контроле герметичности (без промежуточного корпуса), на фиг. 2 приведена принципиальная схема устройства для контроля скрытых дефектов резиновой диафрагмы.

Устройство содержит наружный корпус 1, предназначенный для сбора утечек контрольной среды, с установленным в него жестким внутренним корпусом 2, проницаемым для контрольной среды, в котором расположена резиновая диафрагма в виде сильфона 3 с закрытым торцем (не обозначен). Внутренний корпус 2 закреплен с зазором относительно наружного корпуса 1 концентрично сильфону 3 и выполнен с глубиной, равной длине сильфона 3 в крайнем растянутом состоянии. Сильфон 3 делит корпус 1 на гидравлическую полость 4 (внутренняя полость) и воздушную полость 5 (наружная полость). Внутренняя полость 4 через переключатель 6 соединена с вакуум-насосом 7 с мановакуумметром 8, а также, через дроссель 9, с источником 10 давления с манометром 11.

При установке сильфона 3 штуцер 12 наружной полости 5 герметично перекрыт. Благодаря этому в полости 5 создается воздушная подушка, препятствующая возможному повреждению диафрагмы 3 при подаче скачком давления контрольной среды во внутреннюю полость 4. При этом, указанное на чертеже положение диафрагмы 3 соответствует ее рабочему положению при эксплуатации в составе гидросистемы.

Крайние (предельные) деформированные состояния сильфона 3 соответствуют минимальной и максимальной температуре эксплуатации при длительном хранении заполненной жидкостью гидросистемы с компенсатором температурного расширения, включающем рассматриваемую диафрагму и герметичную заглушку штуцера 12.

При уменьшении температуры хранения (до -40^oС) объем рабочей жидкости уменьшается, что приводит к перемещению диафрагмы в сторону штуцера внутренней полости 4 и уменьшения давления в полостях 4 и 5.

При увеличении температуры хранения до (+50^oC) объем рабочей жидкости увеличивается, вследствие чего сильфон перемещается в сторону штуцера 12, а давление в полостях 4 и 5 увеличивается.

Величины давлений и размеры корпуса 2 определяются предельными эксплуатационными деформациями резинового сильфона 3.

Корпус 2 может быть выполнен, например, в виде перфорированного стального цилиндра. Мановакуумметр 8 и манометр 11 выбирают в соответствии с ГОСТ 2405-80.

Устройство работает следующим образом.

Внутренняя полость 4 вакуумировалась до остаточного давления 0-5 мм рт. ст. с помощью вакуум-насоса 7. Контроль степени вакуумирования проводился по мановакуумметру 8. В этом случае сильфон 3 принимал свое крайнее деформированное состояние, соответствующее минимальной температуре эксплуатации.

Затем с помощью переключающего устройства 6 полость 4 подключалась через дроссель 9 к источнику 10 давления, обеспечивающему нарастание давления со скоростью 1-2 кгс/см² в секунду до величины 20 кгс/см². При этом сильфон 3 принимал свое другое крайнее деформированное состояние, соответствующее максимальной температуре эксплуатации. При этом сильфон 3 упирался в корпус 2, принимая выпуклую форму. В случае дефекта сильфона контрольная среда свободно проходит через корпус 2. Затем штуцер 12 открывают и проводят проверку герметичности сильфона 3 по наличию контрольной среды в корпусе 1.

Партия предварительно поврежденных сильфонов подверглась проверке с помощью заявленного устройства. Во всех случаях негерметичность сильфонов обнаружена.

Формула изобретения

Устройство для контроля скрытых дефектов резиновой диафрагмы в виде сильфона с закрытым торцом, содержащее наружный корпус для сбора утечек контрольной среды, охватывающей контролируемый сильфон, а также источник давления с манометром, подключенный к внутренней полости сильфона, отличающееся тем, что оно снабжено вакуум-насосом, переключателем и жестким внутренним корпусом, проницаемым для контрольной среды, закрепленным с зазором относительно наружного корпуса концентрично сильфону и выполненным с глубиной, равной длине последнего в крайнем растянутом состоянии, при этом источник давления и вакуум-насос через переключатель подключены к внутренней полости сильфона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2