Конструкционный узел многофункционального покрытия

 

Конструкционный узел многофункционального покрытия предназначен для звуко- и теплоизоляции в условиях больших статических и динамических нагрузок, действующих на покрытие. Конструкционный узел многофункционального покрытия. Изобретение относится к акустике, теплофизике и смежным вопросам. Может быть использовано в промышленности, на транспорте и в других областях для звуко- и теплоизоляции в условиях больших статических и динамических нагрузок, действующих на покрытие. Конструкционный узел обеспечивает необходимую прочность при использовании только полимерных материалов и имеет, по крайней мере, два соседних с экранируемой пластиной слоя резиноподобного материала с полостями, обладающими осевой симметрией, полости прилегающего к экранируемой пластине слоя расположены коаксиально с полостями удаленного от экранируемой пластины слоя и заполнены адгезивом полностью, а полости удаленного от экранируемой пластины слоя заполнены частично, при этом объем адгезии в воздушных полостях составляет не менее 0,05 объема воздушных полостей, но не более 0,2 этого объема, а диаметр полостей, заполненных адгезивом полностью, составляет не менее 0,3 толщины этого слоя, но не более 0,8 диаметра соответствующих коаксиальных воздушных полостей. 1 ил.

Изобретение относится к акустике, теплофизике и смежным вопросам. Оно может быть использовано в промышленности, на транспорте и в других областях для звуко- и теплоизоляции в условиях больших статических и динамических нагрузок, действующих на покрытие.

Наиболее простым акустическим и теплоизоляционным средством является покрытая резина, как это описано, например, в патенте США N 3094636 (Gauld, D Underwater Transducer). Ряд термоакустических конструкций описаны в книге И. И. Боголепова "Промышленная звукоизоляция" (Л-д. Судостроение, 1986, стр. 299-304).

Основным недостатком такого рода устройств (аналогов) является недостаточная прочность их крепления к экранируемым конструкциям.

Известно акустическое покрытие [1], представляющее собой слой резиноподобного материала с цилиндрическим полостями, закрытый с торцов резиновыми или металлическими герметизирующими слоями, которое принято авторами за прототип. В покрытии - прототипе по сравнению с аналогами увеличена прочность крепления, поскольку герметизирующие слои, особенно если они выполнены металлическими, обеспечивают значительную прочность крепления при помощи адгезива к экранируемой поверхности. Однако, в ряде случаев прочность крепления этого покрытия, определяемая свойствами адгезива, является недостаточной, а применение металлического герметизирующего слоя нежелательно.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкционного узла многофункционального покрытия, обеспечивающего необходимую прочность при использовании только полимерных материалов.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой конструкции полости слоя, прилегающего к экранирующей поверхности, заполнены полимерным адгезивом полностью, а воздушные полости соседнего слоя - частично. При этом заполнение воздушных полостей составляет от 0,05 до 0,2 их объема, причем полости в рассматриваемых двух слоях расположены коаксиально.

Диаметр полостей, заполненных полимерным адгезивом, составляет не менее 0,3 толщины этого слоя, но не более 0,8 диаметра соответствующих коаксиальных воздушных полостей. Такое выполнение конструкционного узла многофункционального покрытия позволяет обеспечить необходимую прочность конструкции при действии статических и динамических нагрузок при использовании только полимерных материалов и сохранении высокой эффективности предложения по назначению.

Такое новое техническое решение, обусловленное всей новой совокупностью отличительных признаков, позволяет увеличить прочность крепления многофункционального покрытия из резиноподобных материалов без увеличения его массы благодаря тому, что полимерный адгезив заполняет полости прилегающего к экранируемой пластине слоя полностью, а соседнего слоя - частично, в необходимых пределах, чего не наблюдается в известных аналогичных устройствах.

В патентах и научно-технической информации авторы не обнаружили предлагаемую совокупность существенных отличительных признаков. Неизвестно им также применение отдельных признаков в другой совокупности признаков. Поэтому предлагаемое техническое решение моно считать новым.

Предлагаемое техническое решение можно признать соответствующим изобретательскому уровню, так как оно не следует из известного уровня техники очевидным образом.

Промышленная применимость настоящего изобретения доказана материалами заявки, в частности, пояснительным чертежом. Поэтому данное изобретение по мнению авторов патентоспособно.

На чертеже показан предлагаемый конструкционный узел многофункционального покрытия.

Предлагаемый конструкционный узел многофункционального покрытия состоит из экранируемой пластины 1, неоднородного слоя полимерного адгезива 2 и слоистого многофункционального покрытия, имеющего по крайней мере два соседних с экранируемой пластиной 1 слоя 3, 4 резиноподобного материала, причем удаленный от экранируемой поверхности слой 4 содержит воздушные полости 5 диаметром D₂, а полости слоя 3 диаметром D₁ и толщиной h. Полости слоя 3 заполнены адгезивом 2 целиком, в том время как полости слоя 4 - частично. Полости 5, 6 в слоях 3, 4 выполнены коаксиально, причем объем адгезива 2 в воздушных полостях 5 лежит в пределах от 0,05 до 0,2 объема воздушных полостей 5, а диаметр D₁ полостей, заполненных полимерным адгезивом полностью, составляет не менее 0,3 толщины этого слоя h, но не более 0,8 диаметра D₂ соответствующих воздушных полостей слоя 4.

Повышенная прочность крепления многофункционального покрытия экранируемой пластины измеряется допустимыми отрывными напряжениями [σ] объясняется следующим: рассматриваемая прочность определяется не только полимерным адгезивом, находящимся между плоскими поверхностями экранируемой пластины 1 и прилегающим слоем многофункционального покрытия 3, как в прототипе, но и полимерным адгезивом, находящимся в полостях 6 за счет сцепления полимерного адгезива с боковой поверхностью полостей 6, а также "эффектом заклепки", образуемой полимерным адгезивом в воздушных полостях 5.

Как показывают проработки, увеличение допустимого напряжения [σ] за счет указанных факторов может достигать 2...3 раз. При этом часть полимерного адгезива, находящегося в слоях многофункционального покрытия, не вызывает увеличения массы узла крепления по сравнению с прототипом, поскольку прочность узла - прототипа достигается при применении герметизирующих слоев, выполненных из металла, имеющего существенно более высокую плотность, чем полимерные материалы в предлагаемом конструктивном узле.

Выбор пределов измерения отношения диаметров полостей D₁/D₂ объясняется следующим: уменьшение отношения D₁/D₂ против указанного приводит к недопустимому затруднению прохождения полимерного адгезива через отверстия в слое 3 при формовании конструкции, в то время как увеличение этого отношения выше названного - к потере "эффекта заклепки" - заключающемся в затруднении формирования головки "заклепки", что отрицательно сказывается на прочности узла. Выбор пределов диапазона заполнения воздушных полостей полимерным адгезивом объясняется следующим: с увеличением объема заполнения против названного недопустимо падает эффективность предложения по назначению, как это следует из оценок, основанных на методе расчета, изложенного в книге В. Е. Глазанова "Экранировка гидроакустических антенн", Л-д. Судостроение, 1986 г., стр. 73-86. Уменьшение объема по отношению к названному приводит к потере "эффекта заклепки" поскольку затрудняется ее формирование.

Изготовление предлагаемого узла крепления не вызывает затруднений, поскольку заключается во вдавливании многофункционального покрытия в предварительно нанесенный на экранируемую пластину слой полимерного адгезива необходимой толщины.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого конструкционного узла многофункционального покрытия в промышленности и на транспорте по сравнению с известной конструкцией, взятой в качестве прототипа, заключается в создании устройства с повышенной, как показывают оценки, в 2...3 раза прочностью крепления конструкции из полимерного материала с сохранением массы и упрощением технологии монтажа.

Формула изобретения

Конструкционный узел многофункционального покрытия, состоящий из экранируемой пластины, слоя полимерного адгезива и слистого многофункционального покрытия, имеющего, по крайней мере, два соседних с экранируемой пластиной слоя резиноподобного материала с полостями, обладающими осевой симметрией, отличающийся тем, что полости прилегающего к экранируемой пластине слоя расположены коаксиально с полостями удаленного от экранируемой пластины слоя и заполнены адгезивом полностью, а полости удаленного от экранируемой пластины слоя заполнены частично, так что объем адгезина в воздушных полостях составляет не менее 0,05 объема воздушных полостей, но не более 0,2 этого объема, причем диаметр полостей, заполненных адгезивом полностью, составляет не менее 0,3 толщины этого слоя, но не более 0,8 диаметра соответствующих коаксиальных воздушных полостей.

РИСУНКИ

Рисунок 1