Устройство термокомпенсации цилиндрических оболочек и способ установки термокомпенсирующих элементов

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в устройствах термокомпенсации цилиндрических оболочек. Согласно заявленному способу установка термокомпенсирующих элементов между цилиндрическими оболочками, имеющими различные коэффициенты линейных расширений, заключается в установке упругих элементов. Компенсирующие элементы предварительно растягивают, уменьшая их исходную толщину. После установки элементов в радиальные зазоры оболочек и последующего обжатия элементов элементы сжимаются до толщины, соответствующей величине зазора между оболочками, создавая при этом заданное усилие на оболочки. Устройство термокомпенсации оболочек цилиндрической формы, с различными коэффициентами линейного расширения содержит симметрично по окружности расположенные в зазоре между оболочками компенсирующие элементы. Компенсирующие элементы выполнены в виде ленты из упругого материала с чередующимися на поверхности выступами, расположенными вдоль элемента, элементы расположены по всей длине оболочек. Технический результат: уменьшение радиальных размеров компенсирующего элемента, уменьшение зазоров между оболочками, повышение компактности сборки оболочек при работе на перегрузки в боковом направлении, снижение удельных давлений на цилиндрические оболочки, стабильность суммарного усилия обжатия оболочек при заданных температурах эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в устройствах термокомпенсации цилиндрических оболочек.

Устройство термокомпенсации может быть применено в узлах крепления изделий цилиндрической формы, требующих обеспечения заданной радиальной плотности собранных оболочек в диапазоне температур эксплуатации от -50°С до +50°С, в которых цилиндрические оболочки выполнены из материалов, имеющих значительно (в несколько раз) отличающиеся коэффициенты линейных расширений.

Известно устройство (авторское свидетельство СССР №636681, МПК G 12 B 7/00, опубликовано 5.12.78 г., БИ №45 от 1978 г.) для термокомпенсации изделий цилиндрической формы преимущественно оптических изделий, содержащее компенсирующий элемент, расположенный между корпусом и оптическим изделием.

Недостатки этого устройства - сложность использования в оболочках большой длины и большие радиальные размеры компенсирующего элемента.

Способ установки термокомпенсирующих элементов между цилиндрическими оболочками известен из авторского свидетельства СССР №672210, МПК G 12 B 7/00, опубликованного 05.07.79 г., БИ №25 от 1979 г., в котором компенсатор температурных линейных деформаций навивается на цилиндрический элемент, а торцы закрепляются на компенсируемом устройстве.

Задача изобретения - уменьшение радиальных размеров компенсирующего элемента, уменьшение зазоров между оболочками, повышение компактности сборки оболочек при работе на перегрузки в боковом направлении, снижение удельных давлений на цилиндрические оболочки, стабильность суммарного усилия обжатия оболочек при заданных температурах эксплуатации.

Задача решается за счет того, что устройство термокомпенсации оболочек цилиндрической формы с различными коэффициентами линейного расширения, содержащее симметрично по окружности расположенные в зазоре между оболочками компенсирующие элементы, компенсирующие элементы выполнены в виде ленты из упругого материала с чередующимися на поверхности выступами, расположенными вдоль элемента, элементы расположены по всей длине оболочек, при этом размеры элемента выбираются из соотношений:

Б=А...1,5А,

Г=А...2А,

L≤1000A,

Е=0,1...0,4 мм,

где А - толщина компенсирующего элемента (определяется расчетом),

Б - ширина выступа компенсирующего элемента,

Г - ширина впадины компенсирующего элемента,

L - длина компенсирующего элемента (зависит от длины оболочек),

Е - толщина перемычки компенсирующего элемента,

зазор между оболочками меньше толщины установленного компенсатора на величину требуемого натяга, введены прокладки, закрепленные на оболочке с наружной и внутренней сторон.

Способ установки термокомпенсирующих элементов между цилиндрическими оболочками, имеющими различные коэффициенты линейных расширений, заключается в установке упругих элементов, при этом компенсирующие элементы предварительно растягивают, уменьшая их исходную толщину, после установки элементов в радиальные зазоры оболочек и последующего обжатия элементов, элементы сжимаются до толщины соответствующей величине зазора между оболочками, создавая при этом заданное усилие на оболочки. Во избежание повторного обжатия компенсаторов, в зазоры между ранее собранными оболочками устанавливают технологические прокладки, которые после сборки вынимают.

На фиг.1 и фиг.2 изображены соответственно поперечный и продольный разрез цилиндрических оболочек с устройством термокомпенсации, на фиг.3 показана установка компенсирующих элементов на оболочку с фиксацией положения технологическими зажимами, на фиг.4 изображен поперечный разрез и вид сверху компенсирующего элемента.

Оболочки 3 и 4 имеют одинаковые коэффициенты линейных расширений. Оболочка 5 имеет коэффициент линейного расширения, в несколько раз больший.

Устройство термокомпенсации содержит компенсирующие элементы 1 и 2, расположенные вдоль оси оболочек симметрично по окружности между оболочками 3, 4 и 5, выполненные в виде ленты из упругого материала с чередующимися на поверхности выступами, расположенными вдоль ленты. Зазоры между оболочками и размеры толщины А элемента определяются расчетом на основании данных по оболочкам (габаритов, материалов) и температурному диапазону условий эксплуатации оболочек.

При этом толщина А компенсирующего элемента в свободном состоянии больше, чем зазор между собираемыми оболочками, на величину требуемого натяга.

Соотношение толщин компенсирующих элементов и зазоров при граничных температурах эксплуатации обеспечивает наличие минимального гарантированного натяга во всех элементах одного из зазоров оболочек и максимальное сжатие элементов до своих предельных значений в другом зазоре при крайних значениях температуры эксплуатации.

Принцип работы устройства термокомпенсации следующий.

При изменении температуры в пределах заданного диапазона элементы компенсируют изменения размеров разнородных материалов оболочек посредством сжатия или расслабления элементов. При максимальных температурах диапазона преобладающая нагрузка приходится на элементы 1, расположенные с наружной стороны оболочки 5. При минимальной температуре диапазона преобладающая нагрузка приходится на элементы 2, расположенные с внутренней стороны оболочки 5. При средней температуре диапазона нагрузка со стороны элементов на наружную и внутреннюю стороны оболочки 5 уравновешивается, и напряжения в оболочке 5 становятся минимальными.

Для уменьшения действия боковых перегрузок в зазоры между оболочками и элементами 1 и 2 симметрично по окружности устанавливаются прокладки 6 и 7, способные ограничить перемещение оболочки 5 и снизить ударные нагрузки при крайних значениях температуры эксплуатации.

При действии перегрузок устройство термокомпенсации работает следующим образом.

Действие боковых перегрузок приводит к перемещению оболочки 5 относительно оболочек 3 и 4. Наличие прокладок 6 и 7 позволяет сократить перемещение оболочки 5, а также ограничить степень сжатия и расслабления компенсирующих элементов 1 и 2 при этом. Толщина прокладок 6 и 7 соответствует минимальным значениям радиальных зазоров между оболочками 3,4 и 5 при крайних значениях температур эксплуатации.

Способ установки термокомпенсирующих элементов осуществляется следующим образом.

Элементы 1 устанавливают на оболочку 5. Для установки компенсирующие элементы предварительно растягивают и фиксируют положение технологическими зажимами 8, как показано на фиг.3. При этом толщина h растянутого компенсатора становится меньше, чем зазор между соединяемыми оболочками. Производится установка оболочки 5 с элементами внутрь наружной оболочки 3. Снимаются фиксаторы 8 и элементы равномерно заполняют зазор между оболочками.

Для придания сборке заданной плотности (степени сжатия элементов) производят обжатие элементов, при этом происходит попеременное увеличение радиальных зазоров и одновременное восстановление исходной толщины элементов. После обжатия всех элементов сборка приобретает заданную плотность.

По аналогии с изложенной последовательностью производят установку следующей оболочки 4 и элементов 2, при этом для отсутствия повторного обжатия элементов 1 в зазоры между ранее собранными оболочками устанавливаются технологические прокладки (не показаны), которые после сборки вынимаются.

Для проверки собираемости устройства термокомпенсации цилиндрических оболочек и способа установки термокомпенсирующих элементов был изготовлен макет устройства термокомпенсации.

Устройство представляло собой цилиндрическую сборку из пяти оболочек, в которой три оболочки изготовлены из алюминия марки АМг6 ГОСТ 4784-97, между которыми располагались две оболочки из пенопласта ПС-1-350 ТУ 6-05-1178-87. В каждом зазоре между собранными оболочками размещалось по три элемента, изготовленных из смеси резиновой ИРП-1338НТА ТУ 005 1166-87. Всего в сборке в трех зазорах было установлено 9 элементов. Основные размеры составных частей макета составляли:

- внутренний диаметр оболочки максимального диаметра - 140 мм,

- наружный диаметр оболочки минимального диаметра - 104 мм,

- толщина каждой из трех алюминиевых оболочек - 2 мм,

- толщина двух оболочек из пенопласта большего диаметра 4,9 мм, меньшего диаметра - 7,9 мм,

- длина оболочек - 160 мм,

- три зазора между оболочками, каждый по 0,8 мм.

Размеры элементов составляли: А=1,1±0,15 мм, Б=1,1±0,15 мм, Г=1±0,15 мм, , L=326 мм. Число выступов на элементе составляло 6 шт.

Степень сжатия установленных в зазорах элементов в устройстве составила 27,3%.

Проверка устройства на собираемость показала работоспособность предложенного способа.

Экспериментально получено значение максимальной сжимаемости элементов до 40%, что отвечает требованию работоспособности в устройстве термокомпенсации.

1. Устройство термокомпенсации оболочек цилиндрической формы с различными коэффициентами линейного расширения, содержащее симметрично по окружности расположенные в зазоре между оболочками компенсирующие элементы, отличающееся тем, что компенсирующие элементы выполнены в виде ленты из упругого материала с чередующимися на поверхности выступами, расположенными вдоль элемента, элементы расположены по всей длине оболочек, при этом размеры элемента выбираются из соотношений:

Б=А÷1,5А,

Г=А÷2А,

Е=0,1÷0,4 мм,

L≤1000А,

где А - толщина компенсирующего элемента,

Б - ширина выступа компенсирующего элемента,

Г - ширина впадины компенсирующего элемента,

L - длина компенсирующего элемента,

Е - толщина перемычки компенсирующего элемента,

зазор между оболочками меньше толщины установленного компенсатора на величину требуемого натяга, введены прокладки, закрепленные на оболочке с наружной и внутренней сторон.

2. Способ установки термокомпенсирующих элементов между цилиндрическими оболочками, имеющими различные коэффициенты линейных расширений, заключается в установке упругих элементов, при этом компенсирующие элементы предварительно растягивают, уменьшая их исходную толщину, после установки элементов в радиальные зазоры оболочек и последующего обжатия элементов элементы сжимаются до толщины, соответствующей величине зазора между оболочками, создавая при этом заданное усилие на оболочки.

3. Способ установки по п.2, отличающийся тем, что во избежание повторного обжатия компенсаторов в зазоры между ранее собранными оболочками устанавливают технологические прокладки, которые после сборки вынимают.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре и является ее составной системой. .

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться для преобразования тока в частоту в устройствах с высокими требованиями к надежности и точности преобразования.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для обеспечения вакуумной теплоизоляции в параметрическом термостате, используемом для стабилизации частоты опорного кварцевого генератора электрических импульсов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для управления мощностью передаваемого потока излучения, а более конкретно в устройствах: оптический модулятор, светоделитель с управляемым коэффициентом отражения\пропускания, оптический переключатель.

Изобретение относится к приборостроению , а более конкретно к компенсации температурных деформаций в приборах, и может найти применение в машиностроении , химической промышленности, где к термонагружениым конструкциям предъявляются жесткие требования по размерной стабильности.

Изобретение относится к приборостроению , а именно к термокомпенсации, и может найти применение в машиностроении, в химической промышленности, где ктермонагруженным конструкциям прдъявляются жесткие требования по размерной стабильности .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в приборах для снижения температурных деформаций . .

Изобретение относится к средствам защиты внутренних объемов, включающих оптические поверхности, и может быть использовано для защиты оптических поверхностей от образования инея

Изобретение относится к термокомпенсирующим устройствам многоразового использования, позволяющим гасить вибрационные воздействия на работающем изделии и имеющим определенную жесткость на неработающем изделии

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в строительстве, на транспорте, в промышленных производствах, в контрольно-измерительной аппаратуре. Предложен тензометрический преобразователь, включающий нагрузочный элемент, закрепляемый на контролируемом объекте, пьезооптический преобразователь, преобразующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом элементе, который закреплен в заведомо нагруженном состоянии, и блок обработки сигнала. Нагрузочный элемент представляет собой пластину с цилиндрическим отверстием, в котором фотоупругий элемент цилиндрической формы регулируемо зажат в направлении действия измеряемых деформаций с помощью двух стержней, изготовленных из материала с коэффициентом температурного расширения, большим, чем соответствующий коэффициент пластины. При этом длина стержней рассчитана таким образом, что обеспечивает неизменность величины исходного сжатия от изменения температуры. Технический результат - повышение точности измерений при одновременном упрощении конструкции устройства. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к корпусу, в частности, из пластмассы для приема по меньшей мере одного технического функционального блока. Технический результат - создание возможности выравнивания колебаний давления в отношении внутреннего пространства корпуса относительно окружающей среды без существенных конструктивных изменений и без дополнительных конструктивных элементов. Достигается тем, что корпус содержит по меньшей мере две части, герметично соединенные между собой в плоскости контакта вдоль уплотнительной поверхности. Первая часть (1) корпуса соединена со второй частью (8) корпуса посредством уплотнительного элемента (7) вдоль уплотнительной поверхности (3), к которой с внешней стороны примыкает поверхность прилегания, цельно соединенная с ней. Для выравнивания колебаний давления по меньшей мере одна часть (8) корпуса имеет упругодеформируемую область деформации, выполненную с возможностью деформироваться для освобождения отверстия для газообмена между внутренним пространством корпуса и окружающей средой. Благодаря этому часть (8) корпуса вместе с уплотнительным элементом (7) может перемещаться в плоскости контакта от уплотнительной поверхности (3) до поверхности прилегания, так что с помощью пазообразных выемок поверхности прилегания, обеспечивающих подтекание под уплотнительный элемент (7), происходит выравнивание давления. При этом уплотнительный элемент (7) по своей наружной периферии закрыт выступом (9) второй части (8) корпуса, поддерживающей возвращение уплотнительного элемента (7) после перемещения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры объекта. Представлены варианты системы инфракрасного (ИК) измерения температуры. Данное изобретение активно стабилизирует температуры объектов поблизости и на пути между инфракрасным (ИК) датчиком и целевым объектом. Для регулирования мощности, подаваемой на термопреобразователи сопротивления (RTD), используются измеритель и регулятор температуры, который регулирует силу тока, подаваемую на RTD. В результате температуры объектов, видимых в ИК-диапазоне, могут активно стабилизироваться при изменениях, например изменениях в температуре окружающей среды, что приводит к эффективным и точным показаниям температуры. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к космической навигации и может быть использовано для оперативного точного определения ориентации космического аппарата относительно инерциальной системы координат. Устройство для определения ориентации объекта по звездам содержит корпус, оптическую систему, бленду, матричный приемник излучения, вычислительное устройство, электронную память, содержащую бортовой каталог навигационных звезд. При этом используется колодезная компоновка датчика, в которой оптическая система и бленда объединены в центральный модуль, частично расположенный внутри корпуса датчика, при этом бленда является держателем оптической системы, а центральный модуль является крышкой корпуса. Вокруг центрального модуля размещена электронная единая плата, которая закреплена к боковым стенкам и основанию корпуса винтами. Плата включает гибкие участки, по которым плата изогнута таким образом, чтобы основные тепловыделяющие элементы были прижаты к боковым стенкам корпуса, а матричный приемник излучения к основанию корпуса. При этом сброс тепла со стенок и основания корпуса осуществляется кондуктивным теплообменом за счет теплопроводности через, по меньшей мере, три крепежные лапки основания корпуса и частично за счет лучистого теплообмена с внутренней поверхностью встроенной бленды. В вырез платы под нижней поверхностью матричного приемника излучения установлен термоэлектрический охладитель Пельтье, контактирующий с основанием корпуса через теплопроводящую пасту или прокладку. Технический результат - снижение массы и габаритов устройства, а также увеличение отвода тепла. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценивания температуры окружающей среды вокруг дисплейного устройства. Предложены дисплейное устройство, которое обеспечивает возможность точного оценивания температуры окружающей среды вокруг дисплейного устройства, носитель записи и способ оценивания температуры окружающей среды. Датчик 10 температуры панели и датчик 20 температуры платы переключений расположены в отличающихся местах дисплейного устройства 100. Управляющий блок 30 задает информацию о соотношении, указывающую на соотношение между первой разностью ΔТр температур между температурой Тр, измеренной датчиком 10 температуры панели, и температурой Те окружающей среды, и второй разностью ΔTs температур между температурой Ts, измеренной датчиком 20 температуры платы переключений, и температурой Те окружающей среды. Управляющий блок 30 оценивает температуру Те окружающей среды на основе заданной информации о соотношении и температур Тр и Ts, измеренных датчиком 10 температуры панели и датчиком 20 температуры платы переключений. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 4 н. и 2 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения давления на основе тензомостового интегрального преобразователя давления в широком диапазоне рабочих температур. Предложен способ измерения давления и калибровки, в котором калибровку аддитивной и мультипликативной температурной погрешностей проводят при непрерывном измерении напряжений с диагоналей тензомоста отдельно для минимального и максимального значения давления при изменении температуры от минимальной до максимальной рабочей температуры и обратно, а нелинейность преобразователя от давления оценивают при изменении давления в НУ и крайних точках рабочих температур. Давление вычисляют по коэффициентам, рассчитанным при калибровке, путем последовательной компенсации аддитивной и мультипликативной температурной погрешностей, а также нелинейности преобразователя от давления. Технический результат - повышение точности измерений за счет компенсации аддитивной, мультипликативной погрешностей и нелинейности тензомостового интегрального преобразователя давления во всем диапазоне изменения рабочих температур и давления при сокращении времени и трудоемкости калибровки. 4 ил.

Изобретение относится к способам коррекции собственной температурной зависимости кремниевых фотопреобразователей (ФЭП) и может быть использовано при тепловакуумных испытаниях (ТВИ) космического аппарата (КА) или его составных частей с использованием имитатора солнечного излучения. В предложенном способе коррекции собственной температурной зависимости кремниевых ФЭП нелинейная температурная зависимость конкретного ФЭП определяется непосредственно перед тепловакуумными испытаниями путем измерения показаний температуры и освещенности ФЭП на разных уровнях освещенности, построением и аппроксимацией графиков полученных данных, анализом угловых коэффициентов зависимостей с последующим построением и решением трансцендентного уравнения. Получены следующие результаты: коррекция собственной температурной зависимости кремниевых ФЭП осуществляется аналитическим способом, исключая при этом ввод в вакуумную камеру дополнительных термостабилизирующих устройств. При этом в процессе ТВИ корректируются отклонения в показаниях ФЭП от реально установленной освещенности в пределах ±12%. Технический результат - упрощение способа коррекции собственной температурной зависимости кремниевых ФЭП. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для температурной компенсации в устройстве CMUT. Устройства CMUT используют во многих применениях, например, ультразвукового формирования изображения и измерения давления. Эти устройства работают посредством считывания изменения электрической емкости, вызываемого отклонением мембраны (32), содержащей один из пары электродов в устройстве, из-за ультразвукового воздействия или давления, приложенного к мембране. Устройство CMUT может быть восприимчивым к воздействиям изменения температуры. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх