Иллюминатор высокого давления в форме полусферического стеклоколпака

 

Использование: изобретение относится к судостроению и касается конструирования глубоководных иллюминаторов высокого давления. Сущность: иллюминатор высокого давления, содержащий полусферический стеклоколпак, выполненный из стекла и установленный в обойме с помощью крышки и винтов, имеет установленную между боковой поверхностью стеклоколпака и конической боковой поверхностью обоймы коническую шайбу, которая имеет возможность осевого смещения, при этом максимальное осевое смещение шайбы ограничено кольцевым выступом на обойме, расположенным выше контактной поверхности стеклоколпака и обоймы. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования иллюминаторов высокого давления, используемых на подводных глубоководных транспортных средствах и имеющих стеклоколпаки из органического и неорганического стекла.

Известен иллюминатор высокого давления, содержащий полусферический стеклоколпак, выполненный из стекла, установленный в обойме с помощью крышки и винтов [1].

Однако известный иллюминатор высокого давления не обладает достаточной надежностью в процессе его эксплуатации.

Технический результат от реализации изобретения заключается в повышении надежности иллюминатора высокого давления в процессе его эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что иллюминатор высокого давления, содержащий полусферический стеклоколпак, выполненный из стекла, установленный в обойме с помощью крышки и винтов, имеет установленную между боковой поверхностью стеклоколпака и конической боковой поверхностью обоймы коническую шайбу, которая имеет возможность осевого смещения, при этом максимальное осевое смещение шайбы ограничено кольцевым выступом на обойме, расположенным выше контактной поверхности стеклоколпака и обоймы.

На чертеже показан разрез описываемого иллюминатора по его оси, с обрывами.

Стеклоколпак 1 описываемого иллюминатора установлен в обойме 2 в кольцевой канавке с конической наружной боковой поверхностью, причем он центрируется и герметизируется в диапазоне рабочих давлений шайбой 3, имеющей в сечении форму трапеции и выполненной из материала с модулем упругости на порядок меньше модуля упругости стеклоколпака. Герметизация при малых давлениях обеспечивается либо уплотнительными кольцами 4, поджимаемыми к шайбе 3 крышкой 5 и винтами 6, либо нанесением слоя упругого уплотнения между боковыми поверхностями шайбы и канавкой корпуса с одной стороны и стеклоколпака с другой. При этом для стеклоколпака из неорганического стекла исключается возможность использования резиноподобных материалов.

Иллюминатор высокого давления эксплуатируется следующим образом.

При подъеме гидростатического давления шайба 3 проскальзывает в коническую полость, образованную внешней конической поверхностью канавки корпуса иллюминатора и боковой поверхностью стеклоколпака 1, и создает на боковой поверхности стеклоколпака радиальное давление, которое помогает радиальному проскальзыванию торца стеклоколпака 1 по поверхности обоймы 2. В результате этого уменьшаются радиальные касательные напряжения на торце, уменьшается изгиб стеклоколпака 1 вблизи торца, увеличиваются сжимающие окружные напряжения и поэтому напряженное состояние вблизи торца становится ближе к наиболее благоприятному состоянию равномерного всестороннего сжатия. Геометричность соединения обеспечивается плотным прилеганием шайбы к боковой поверхности стеклоколпака 1 и конической поверхности обоймы 2.

Вследствие определенного подбора геометрических размеров шайбы 3 и механических характеристик ее материала, высоты ограничивающего кольца на боковую поверхность стеклоколпака 1 передаются радиальные усилия, обеспечивающие напряженное состояние, близкое к безмоментному.

При сбросе гидростатического давления силы упругости, стремящиеся вернуть шайбу 3 в исходное положение, меньше сил трения, возникающих между боковой поверхностью шайбы 3 и стеклоколпака 1 с одной и обоймы 2 с другой стороны. В результате этого осевое перемещение шайбы 3 при заданном значении внешнего гидростатического давления P>0 при его сбросе меньше, чем при подъеме, что обеспечивает сжимающие напряжения в контактной зоне, ограниченную подвижность и герметичность соединения.

Формула изобретения

Иллюминатор высокого давления, содержащий полусферический стеклоколпак, выполненный из стекла, установленный в обойме с помощью крышки и винтов, отличающийся тем, что он имеет установленную между боковой поверхностью стеклоколпака и конической боковой поверхностью обоймы коническую шайбу, которая имеет возможность осевого смещения, при этом максимальное осевое смещение шайбы ограничено кольцевым выступом на обойме, расположенным выше контактной поверхности стеклоколпака и обоймы.

РИСУНКИ

Рисунок 1