Способ подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой

Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов (КМ), таких как оболочки для силовых конструкций, например деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе. Способ предназначен для проведения отверждения КМ, включающий проверку на герметичность эластичной диафрагмы, которую закрепляют в корпусе гидроклава и размещают в эластичной диафрагме оправку с композиционным материалом. Эластичную диафрагму герметично скрепляют с фланцем корпуса гидроклава. Создают давление в полости между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой. После выворачивания эластичной диафрагмы в верхнее положение проверяют ее на герметичность. Затем снимают избыточное давление и после возвращения эластичной диафрагмы в первоначальное положение вакуумируют полость между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой. После этого размещают в эластичной диафрагме оправку с композиционным материалом и устанавливают крышку гидроклава. Предлагаемая технология проста для применения, позволяет снизить трудоемкость и стоимость процесса подготовки гидроклава с эластичной диафрагмой к работе. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов (КМ), а именно оболочек для силовых конструкций, преимущественно деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

При изготовлении деталей из (КМ) отверждают пропитанный связующим исходный материал, например углеродную ткань, в гидроклаве.

Известен способ подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, предназначенного для проведения отверждения композиционных материалов (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей "Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов". М., Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.146-148) - прототип.

Эластичная диафрагма должна обеспечивать плотный контакт с материалом в процессе отверждения и исключить возможность попадания на исходный материал рабочей жидкости, нагнетаемой в гидроклав для создания давления на поверхности композиционного материала при отверждении. При попадании рабочей жидкости на исходный материал деталь бракуется.

Поэтому проверка эластичной диафрагмы на герметичность является важной операцией при подготовке гидроклава к работе.

В известном способе проверка эластичной диафрагмы на герметичность проводится до установки в гидроклав электроискровым методом или методом обмыливания после наддува диафрагмы.

Однако применение электроискрового метода требует разработки и изготовления специальной оправки для размещения эластичной диафрагмы, а проверка на герметичность методом обмыливания после наддува должна проводиться в отдельном приспособлении.

Это приводит к усложнению, повышению трудоемкости и стоимости способа подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой.

Кроме того, при опробовании известного способа имелись случаи касания оправкой стенок эластичной диафрагмы при размещении в ней оправки с композиционным материалом, что связано с малым внутренним объемом диафрагмы и невозможностью ее полного распрямления.

Это может привести к нарушению целостности диафрагмы, что не допустимо.

Технической задачей данного изобретения является упрощение, снижение трудоемкости и стоимости способа подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, предназначенного для проведения отверждения композиционных материалов.

Технический результат достигается тем, что в способе подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, включающем проверку на герметичность эластичной диафрагмы, закрепление эластичной диафрагмы в корпусе гидроклава и размещение в эластичной диафрагме оправки с композиционным материалом, герметично скрепляют эластичную диафрагму с фланцем корпуса гидроклава, создают давление в полости между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой и после выворачивания эластичной диафрагмы в верхнее положение проверяют ее на герметичность.

Снимают избыточное давление в полости между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой, после возвращения эластичной диафрагмы в первоначальное положение вакуумируют полость между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой.

После чего размещают в эластичной диафрагме оправку с композиционным материалом и устанавливают крышку гидроклава.

Проверка на герметичность эластичной диафрагмы после ее размещения в гидроклаве и герметичного скрепления с фланцем корпуса гидроклава позволяет исключить необходимость дополнительного оборудования для осуществления данной проверки, что упрощает способ подготовки гидроклава к работе и снижает трудоемкость и стоимость технологического процесса.

При этом одновременно проверяется герметичность соединения эластичной диафрагмы с фланцем корпуса гидроклава и подтверждается отсутствие нарушений целостности эластичной диафрагмы при ее установке в корпус гидроклава, что позволяет исключить необходимость проведения дополнительных операций.

Вакуумирование полости между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой позволяет увеличить внутренний объем диафрагмы за счет ее растяжения, что исключает возможность касания стенок диафрагмы при размещении в ней оправки с композиционным материалом и тем самым предотвращает возможность повреждения эластичной диафрагмы.

На фиг.1 показан корпус гидроклава с эластичной диафрагмой, подготовленной для проверки на герметичность.

На фиг.2 показан гидроклав с размещенной в эластичной диафрагме оправкой с композиционным материалом.

На фиг.3 показан гидроклав, подготовленный к проведению отверждения композиционного материала на оправке.

Способ подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, предназначенного для проведения отверждения композиционных материалов, заключается в следующем.

Герметично скрепляют эластичную диафрагму 1, выполненную в виде резиновой оболочки, с фланцем 2 корпуса 3 гидроклава, при этом эластичная диафрагма 1 располагается внутри корпуса 3.

При помощи насоса нагнетают воздух в полость 4 между внутренней стенкой корпуса 3 гидроклава и эластичной диафрагмой 1, создавая давление Р₁, необходимое для проверки на герметичность эластичной диафрагмы 1.

Под действием сил давления эластичная диафрагма 1 выворачивается в верхнее положение, в котором проверяют эластичную диафрагму 1 на герметичность методом обмыливания.

Отключают насос, снимая избыточное давление в полости 4 между внутренней стенкой корпуса 3 гидроклава и эластичной диафрагмой 1, при этом под действием сил тяжести эластичная диафрагма 1 возвращается в первоначальное положение.

Затем при помощи вакуумного насоса откачивают воздух из полости 4 между внутренней стенкой корпуса 3 гидроклава и эластичной диафрагмой 1, создавая вакуум в полости 4, при этом эластичная диафрагма 1 будет прилегать к стенкам корпуса 3.

После чего размещают в эластичной диафрагме 1 оправку 5 с композиционным материалом 6 (углеродная ткань марки УРАЛ-Т-22Р, пропитанная связующим, марки СФ-010) и герметично устанавливают крышку 7 гидроклава.

Отключают вакуумный насос, создавая нормальное давление воздуха в полости 4 между внутренней стенкой корпуса 3 гидроклава и эластичной диафрагмой 1.

Гидроклав подготовлен к проведению отверждения композиционных материалов.

Отверждение композиционного материала, нанесенного на оправку 5, производят под воздействием давления Р₂, передаваемого поверхности материала 6 через эластичную диафрагму 1, и температуры. При этом давление создают, закачивая при помощи насоса высокого давления в полость 4 между внутренней стенкой корпуса 3 гидроклава и эластичной диафрагмой 1 рабочую среду (глицерин), а нагрев осуществляют при помощи нагревательных элементов, установленных на корпусе 3 (на фиг. не показаны).

Предлагаемый способ прост для применения, позволяет снизить трудоемкость и стоимость процесса подготовки гидроклава к работе.

Практическое применение изобретения подтвердило высокую технологичность предлагаемого способа подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, предназначенного для проведения отверждения композиционных материалов.

Способ подготовки к работе гидроклава с эластичной диафрагмой, предназначенного для проведения отверждения композиционных материалов, включающий проверку на герметичность эластичной диафрагмы, закрепление эластичной диафрагмы в корпусе гидроклава и размещение в эластичной диафрагме оправки с композиционным материалом, отличающийся тем, что герметично скрепляют эластичную диафрагму с фланцем корпуса гидроклава, создают давление в полости между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой, после выворачивания эластичной диафрагмы в верхнее положение проверяют ее на герметичность, затем снимают избыточное давление и после возвращения эластичной диафрагмы в первоначальное положение вакуумируют полость между внутренней стенкой корпуса гидроклава и эластичной диафрагмой, после чего размещают в эластичной диафрагме оправку с композиционным материалом и устанавливают крышку гидроклава.