Устройство и способ герметизации полости, выполненной в резиноподобном материале

 

Изобретение относится к машиностроению, судостроению и другим отраслям техники, где необходимо герметизировать полости, выполненные в резиноподобном материале в условиях работы в жидких средах при высоких значениях статических и динамических нагрузок. Устройство в виде заглушки, выполненной из жесткого полимерного материала, имеет фигурный профиль и образует с полостью в результате герметизации лабиринтное уплотнение. При этом корпус заглушки выполнен с углублением, открытым в сторону герметизируемой полости, а на наружной поверхности выполнен кольцевой паз. Способ позволяет обеспечить надежную герметизацию резиноподобного материала и полимерной заглушки. Способ включает в себя образование посадочного места, нанесение слоя адгезива на сопрягаемые поверхности, заполнение кольцевого паза, установку заглушки заподлицо с приложением к ней вдавливающего усилия до обеспечения фиксации заглушки в любом пространственном положении. Изобретение повышает надежность узла герметизации. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, судостроению и другим отраслям техники, конкретно - к конструкциям и способам герметизации полостей, выполненных в резиноподобных материалах, работающих преимущественно в жидких средах в условиях высоких статических и динамических нагрузок.

Одной из проблем является создание такого способа и такой конструкции узла герметизации, которые обеспечили бы надежную герметизацию указанных полостей, придавали бы дополнительную прочность конструкции, в которой выполнены полости, в условиях воздействия больших величин статических и динамических нагрузок надежно защищали бы данные конструкции от просачивания сред, в которых они работают (например, воды), и обеспечивали простоту монтажа узла герметизации.

Особая значимость этой проблемы объясняется тем фактом, что при воздействии на резиноподобный материал с полостями наружного статического или динамического давления больших величин происходит "затекание" в полости резины, что препятствует сохранению материалом объема, а конструкцией - необходимых прочностных и других физических характеристик.

Известен герметизирующий узел типа ниппеля ("Политехнический словарь", М. С. Энциклопедия, 1989 г., с. 333), элементами конструкции которого является грибовидная деталь, имеющая корпус и фланец. Герметизация осуществляется путем ее установки в верхнюю часть канала, перемещения ее в осевом направлении вдоль канала и закрепления при помощи резьбового соединения. Недостатком устройства типа ниппеля является то обстоятельство, что ниппель не работает в условиях значительных величин статических и динамических напряжений и не может быть использован для решения задачи, поставленной изобретением. Из известного и доступного уровня техники не удалось выявить решений, близких по технической сущности к заявляемому способу герметизации, таким образом способ не имеет ближайшего аналога (прототипа). Задачей изобретения является повышение надежности узла герметизации, другой задачей изобретения является создание объема в полости, не подверженного действию затекающей в полость резины при больших статических и динамических нагрузках для возможности помещения в полость функционально необходимых устройств.

Для достижения поставленной задачи в изобретении используется устройство типа заглушки грибовидной формы с корпусом и фланцем, которая имеет фигурный профиль, корпус заглушки выполнен с углублением, открытым в сторону герметизируемой полости, и содержит кольцевой паз на своей наружной поверхности.

В патентуемом способе герметизацию полости, выполненной в резиноподобном материале, осуществляют при помощи жесткого элемента типа заглушки, при этом последняя выполнена из полимерного материала.

Процесс ведут в следующей последовательности: в резиноподобном материале образуют посадочное место, профиль которого повторяет профиль заглушки, на посадочное место и сопрягаемые с корпусом заглушки стенки полости наносят слой адгезива по отношению к резиноподобному материалу, полностью заполняют наполненным адгезивом кольцевой паз, устанавливают заглушку внутрь посадочного отверстия заподлицо с резиноподобным материалом с приложением к ней вдавливащего усилия до обеспечения фиксации заглушки в любом пространственном положении.

Использование для герметизирующего элемента жесткого материала не позволяет заглушке прогибаться при приложении извне статической и динамической нагрузок большой величины (под заглушкой находится полость), а соседний мягкий материал не имеет под собой такой полости. Наличие слоя адгезива на поверхности резиноподобного материала и на наполненном адгезиве в кольцевом пазе корпуса заглушки обеспечивает адгезию пары "резиноподобный материал - полимерная заглушка" и более плотное прилегание резины и заглушки. Кроме того, в соединении образуется трехступенчатый переход с созданием эффекта лабиринта. Сочетание этих обстоятельств создает усиленный защитный эффект, обеспечивая надежную герметизацию соединения. При необходимости размещения в полости устройств их помещают в углубление заглушки, так что они оказываются защищенными от воздействия затекающего в полость резиноподобного материала, который затекает в полость вследствие больших величин статических и динамических нагрузок. Использование для заглушки жесткого материала дополнительно создает возможность упрочнения конструкции за счет армирования жестким герметизирующим элементом.

Изобретение представлено на фиг. 1, где показаны: 1 - резина, 2 - слой адгезива, 3 - грибовидная заглушка, 4 - фланец заглушки, 5 - корпус заглушки, 6 - кольцевой паз, 7 - наполненный адгезив, 8 - полость, 9 - углубление в корпусе заглушки.

Пример конкретного использования.

Для испытаний использовали образец, выполненный из резины на основе каучука СКН диаметром 150 мм с полостью диаметром 70 мм и длиной 80 мм, закрытый заглушкой из капролона, герметизированный с использованием уретанового герметика УГ-2Д, нанесенного на посадочное место и сопрягаемые с корпусом заглушки стенки полости, а также стеклоровингом РВМН-10-1680-80, пропитанным герметиком УГ-2Д и плотно намотанным в паз корпуса заглушки. Заглушка установлена в отверстие заподлицо с резиновой поверхностью образца с натягом (вдавливающее усилие - 15 кгс), которое обеспечивает фиксацию заглушки в любом пространственном положении. После отверждения в течение 15 суток при температуре 20^oC образец испытывали в автоклаве высокого давления на многоцикловую прочность. Количество циклов - 1000. В результате испытаний выявлена герметичность и неразрушаемость конструкции.

Использование изобретения позволяет обеспечить высокие показатели герметизации, повысить ее надежность. Простота процесса дает возможность обеспечить его механизацию и автоматизацию.

Формула изобретения

1. Устройство в виде заглушки грибовидной формы с корпусом и фланцем для герметизации полости, выполненной в резиноподобном материале, отличающееся тем, что заглушка имеет фигурный профиль, корпус заглушки выполнен с углублением, открытым в сторону герметизирующей полости, и содержит на своей наружной поверхности кольцевой паз.

2. Способ герметизации полости, выполненной в резиноподобном материале, отличающийся тем, что герметизацию осуществляют при помощи элемента типа заглушки из жесткого полимерного материала, при этом процесс ведут в следующей последовательности: в резиноподобном материале образуют посадочное место, профиль которого повторяет профиль заглушки, на посадочное место и сопрягаемые с корпусом заглушки стенки полости наносят слой адгезива по отношению к резиноподобному материалу, полностью заполняют наполненным адгезивом кольцевой паз, устанавливают заглушку внутрь посадочного отверстия заподлицо с резиноподобным материалом с приложением к ней вдавливающего усилия до обеспечения фиксации заглушки в любом пространственном положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1