Соединительное устройство

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для соединения нескольких элементов какойлибо констру сции, в частности к уст-- ройствам, обеспечивающим аварийное разъединение соединяемых элементов или запланированное командным сигналом . Цель - улучшение эксплуатационных характеристик за счет сниже-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК

А1 (19) (и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4222038/27-21 (22) 02.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. № 40 (72) А.T.Гудов, Л.P.Äèàìåíò,P.Â.Камаев, Ф.P.Карелин, Ю.К.Ковнеристый, Л.А.Матлахова, В.С.Паньшин и С.Г.Федотов (53) 621.88.085 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 570751, кл. Г 16 К 17/14, 1973.

Патент США № 3449996, кл. 85-1, 1969. (д1) 4 G 01 N 1/22, В 64 G 1/22 (54) COF4tmmESrbVOE УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для соединения нескольких элементов какойлибо конструкции, в частности к уст-. ройствам, обеспечивающим аварийное разъединение соединяемых элементов или запланированное командным сигналом. Цель — улучшение эксплуатационных характеристик sa счет сниже1434314

:; ния взрыво- и пожароопасности, обес| печения многоразовости использования, и контроля работоспособности. Устройство содержит корпус 1 с полостью

2, в которой размещен термочувствнтельный элемент (ТЭ) 3. 3а одно целое с корпусом выполнен соединитель,ный элемент (СЭ) 4. Между корпусом и СЭ 4 выполнена проточка 5, формирующая зону ослабленного сечения.

СЭ 4 может быть выполнен в виде резь,бового стержня, шпильки и т.п., ТЭ, 3 — в виде полого стержня с опорным, ôëàHöåì 9. В полости ТЭ 3 размещен нагревательный элемент 8. Фланец 9

ТЭ 3 жестко зафиксирован в осевом направлении между элементами корпуса. ТЭ 3 выполнен из материала, об! Изобретение относится к машино, строению и может быть использовано .в устройствах, предназначенных для

1 соединения нескольких элементов ка кой-либо конструкции, в частности, к устройствам, обеспечивающим ава, рийное разьединение соединительных !, элементов или запланированное ко мандным сигналом. 10

Целью изобретения является улуч шение эксплуатационных характеристик за счет снижения взрыво- и пожароопасности, обеспечения многоразовости использования контроля работоспособности.

На чертеже изображено устройство, разрез.

Соединительное устройство содержит корпус 1 с полостью 2, в которой размещен термочувствительный элемент

3. За одно целое с корпусом 1 выполнен соединительный элемент 4. Между корпусом 1 и соединительным элементом25

4 выполнена проточка 5, формирующая зону ослабленного сечения. Соединительный элемент 4 может быть выполнен резьбовым в виде штифта, шпильки и т,п. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены лыски 6 для закрепле- . ния резьбового соединительного элеладающего эффектом памяти формы (ЭПФ)..

Специальная комплексная термомеханическая обработка материала ТЭ 3 обеспечивает проявление многоразового обратимого ЭПФ и одноразового прямого ЭПФ. Для повышения эффективности устройства между торцом 11 ТЭ 3 и поверхностью полости 2 корпуса 1 (т.е. в зоне проточки 5) размещен упругий выпуклый элемент 12 с заостренными кромками, способными подрезать корпус 1 в зоне проточки 5 при деформации элемента 12 под воздействием ТЭ 3. Целесообразно выполнятьэлемент 12 из материала с ЭПФ. Контролируемое термическое воздействие на ТЭ 3 позволяет решить поставленную задачу. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.,1 табл„ мента 4 на объекте. Термочувствительный элемент 3 выполнен в виде. стержня с осесимметричной полостью 7, в которой размещен нагревательный элемент 8. На внешней поверхности элемента 3 выполнен фланец 9. На корпусе 1 с противоположной от соедини-тельного элемента 4 стороны установлена крышка 10, которая закрепляет на корпусе 1 фланец 9 элемента 3, выполненного из материала, обладающего эффектом памяти формы (ЭПФ), например, из сплава на основе никелида титана. Специальная комплексная термомеханическая обработка и деформация материала может обеспечить проявление им многоразового обратимого (ОЭПФ) и одноразового прямого (ПЭПФ). Отличие ОЭПФ от ПЭПФ заключается в том, что в первом случае при изменении температуры изделия его конфигурация может претерпевать многократные изменения, а во втором— только одно формоизменение при нагреве. При этом надо учитывать различные термомеханические характеристики изделия с ЭПФ в случае проявления ОЭПФ и ПЭПФ, которые приведены в таблице.

ОЭПФ. формируется следующим образом.

1434314

Элемент 3 отжигают при температуо ре .Т„ (порядка 800 С) с охлаждением на воздухе или в воде до нормальной температуры — Тц (около 20 С), нагревают до температуры Т (порядка 500 С) и охлаждают до Тя. После этого элемент 3 деформируют сжатием на 10-14Х при температуре ниже превРащения (при Т ). При первом нагреве часть задаваемой деформации восстанавливается в виде ПЭПФ, а часть деформации при этом сохраняется в материале, вызывая при термоциклировании ОЭПФ. При повторных нагревах элемента 3 до температуры превращения 90-120 С его длина увеличивается, а при охлаждении до Тн — уменьшается. Диапазон изменения длины ТЭ 3—

1-27., развиваемое при нагреве (р порядка 100-200 KIa.

ПЭПФ формируется следующим образом.

Элемент 3 отжигают по аналогичному режиму и деформируют сжатием на 25

6-7% при температуре Т . При нагреве элемента 3 до температуры превращения 100-200 Содеформация ЭПФ восстанавливается и его длина увеличивается на 4-5Х. При этом развиваемые

5> — порядка 500-600 ИПа.

Элемент 3, выполненный из материала с ЭПФ отличается тем, что при

Тц его длина равна глубине полости 7 в корпусе 1, а. после нагрева она уве35 личивается до размера, предварительно заданного ЭПФ. Удлинение элемента 3 сопровождается значительным усилием, зависящим от Gy и площади поперечного сечения элемента 3.

Для повышения эффективности устройства между торцом 11 элемента 3, расположенным внутри полости 2 и корпусом 1, т.е. в зоне проточки 5, размещен упругий выпуклый элемент 12 с 45 заостренными кромками. Элемент 12 имеет форму тарельчатой пружины, дно которой соприкасается с элементом 3, а острые края — с полостью 2 в зоне проточки 5. Для еще большего увели- бб чения эффективности устройства целесообразно элемент 12 выполнить из материала, обладающего ЭПФ, а полость

7 заполнить теплонроводным материалом 13, например пастой КТ-1. Герметизация нагревательного элемента 8 осуществляется одной или несколькими прокладками 14, установленными между ним и корпусом 1. рпя крепления усройства на объекте на корпусе 1 предусмотрен резьбовой участок 15.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 своим резьбовым участком

15 крепится в резьбовом отверстии одного элемента конструкции объекта, а соединительный элемент 4 закреплен на другом элементе конструкции объекта, который должен быть скреплен с первым. В аварийной ситуации или по команде, заранее запланированной программой работы, на нагревательный

-элемент 8 подается сигнал, который его нагревает, что вызывает прогрев элемента 3. Эффективность тепловыделения нагревателя Ы увеличивается теплопроводным материалом 13. В результате нагрева элемент 3 удлиняется и разрывает корпус 1 в зоне ос1 лабленного сечения, т.е. проточки 5, отрывая от нее соединительный элемент 4. Выпуклый элемент 12, врезаясь в корпус 1 в зоне проточки 5, усиливает эффект разрушение корпуса, Усиление эффекта разрушения будет большим в случае изготовления элемента 12 из материала с ЭПФ, формоизменение которого при температуре

Т„ будет суммироваться с формоизменейием элемента 3. При изготовлении элемента 3 из материала с ОЭПФ возможно многоразовое использование устройства. Для этого в устройстве заменяется корпус 1 с соединительным элементом 4.

Предлагаемое соединительное устройство взрыво- и пожаробезопасно, т.е. обеспечены требования техники безопасности при изготовлении, испытании, эксплуатации и контрольных проверках, так как его срабатывание не сопровождается взрывом или элект,роискрой. При этом увеличен срок службы устройства за счет создания конструкции, использующей материалы, не подвергающиеся быстрому старению; исключена опасность повреждения конструкций объекта продуктами разрушения устройства; повышена экономичность за счет обеспечения многоразовости использования устройства; обеспечено отсутствие паразитных высокочастотных колебаний при работе устройства.

Формула изобретения

1 ° Соединительное устройство, содержащее полый корпус, зона совмеf 434314 о

Т С превращения при нагреве (формовосст.. о

Т„, С

Задаваемая деформация, Д/ о

Возвращаемая деформация при нагреве, 1 Г/1о

Отжиг изделия при

Напряжение возврата при нагреве

МПа! Режим работ термочувст, вительного

С Т, С элемента

i 0-14 I

100-200

500-600

800 500 90-120

800 500 100-200

ОЭПФ

6-7

ПЭПФ

) о ,,П р и м е ч а н и е. Т, — температура первой ступени отжига, С Т вЂ” темпеD ратура второй ступени отжига, С;. Т„- температура пре— вращения (формоизменения) при нагреве, С, Gp - напряже" о ние возврата материала с ЭПФ при нагреве, МПа," Ь1д/1„— задаваемая после отжига при Т и Т деформация для проявления ЭПФ, %; 61„/1 — восстанавливаемая (возвращаемая) при нагреве деформация, %.

Составитель В. Сяплин

Редактор Е. Копча Техред М. Ходанич . Корректор О.Кравцова

Тираж 847

Заказ 5548/45

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щения которого с соединительным элементом выполнена ослабленного сечения, а в полости корпуса размещен термочувствительный элемент о т л и ч аЭ

5 ю щ е е с я тем, что, с целью улуч- . шения эксплуатационных характеристик за счет снижения взрыво- и пожароопасности, обеспечения многоразовости использования и контроля работоспособ-fð ности, термочувствительный элемент вы-! полнен в виде полого стержня из материала, обладающего эффектом памяти формы, в полости стержня размещен нагреватель, а корпус устройства выпол- 15 нен из двух жестко связанных между собой в осевом направлении частей.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в полости корпуса в зоне ослабленного сечения размещен упругий выпуклый элемент с заостренными кромками, контактирующий укаэанными кромками с боковой поверхностью полости, а выпуклым торцом— с термочувствительным элементом.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что полость стержня, в которой размещен нагреватель, заполнена теплопроводным материалом.

4. Устройство по пп. 1-3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что упругий выпуклый элемент выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы.

5. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что полый стержень выполнен с опорным фланцем, расположенным между жестко связанными в осевом направлении частями корпуса.