Способ изготовления влагозащищённого контейнера из полимерных композиционных материалов и влагозащищённый контейнер из полимерных композиционных материалов

Группа изобретений относится к области машиностроения, к оболочкам из слоистых полимерных композиционных материалов герметичного исполнения, предназначенных для хранения артиллерийских выстрелов, ракет и других боеприпасов.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка высоконадежной и высокотехнологичной конструкции контейнера.

Способ изготовления влагозащищенного контейнера 1 из полимерных композиционных материалов, при котором на цилиндрическую оправку с предварительно нанесенным разделительным масляным слоем методом тканевой намотки наматывают внутреннюю оболочку, укладывают пенопластовый слой и наматывают наружную оболочку, одновременно с внутренней оболочкой наматывают расположенные между оболочками торцевые 5 и промежуточные кольца 6, кольца усиливают шпангоутами 7, намотанными на наружную оболочку, после термообработки, заготовку контейнера 1 снимают с оправки, прикладывая к ней осевое съемное усилие с опорой на торцевое кольцо 5, отслаивают от наружной оболочки слои материала, разрезают заготовку по продольной горизонтальной плоскости симметрии 8, оформляя корпус основания 9 и корпус крышки 10 контейнера 1, отслаивают от внутренней оболочки слои материала, обеспечивая оптимальную шероховатость поверхности внутренней оболочки и оптимальную ее толщину, причем в местах нахлестов материала отслаивают на один-два слоя больше, затем на полушпангоутах 6 основания 9 и крышки 10 закрепляют соответственно опорные 13 и строповочные элементы 14, а также специальные элементы, на торцевых полукольцах 5 - торцевые крышки 15, на кромках - элементы герметизации 16, снаружи на кольцах 6 и шпангоутах 7 - замки, а на внутренней оболочке корпуса основания 9 с помощью клеевых и резьбовых 19 соединений закрепляют ложементы 20 изделия 21.

Влагозащищенный контейнер 1 из полимерных композиционных материалов, включающий выполненные методом тканевой намотки за единый технологический процесс корпус основания 9 и корпус крышки 10, состоящие из внутренней оболочки, пенопластового слоя и наружной оболочки, с шероховатостью наружных поверхностей оболочек и толщиной, полученных отслоением материала оболочек, с плоскостью разъема 8 по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, причем корпуса снабжены расположенными между оболочками торцевыми 5 и промежуточными 6 полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку полушпангоутами 7, на которых на основании 9 закреплены опоры 13 контейнера 1, а на крышке 10 - строповочные элементы 14, при этом на внутренней оболочке основания 9 закреплены с помощью клеевых и болтовых 19 соединений ложементы 20 изделия 21. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Группа изобретений относится к области машиностроения, к оболочкам из слоистых полимерных композиционных материалов герметичного исполнения, предназначенных для хранения артиллерийских выстрелов, ракет и других боеприпасов.

Известен контейнер по патенту RU 2369831 от 23.07.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по патенту RU 2365871 от 29.08.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен способ изготовления контейнера и контейнер по патенту US 4055247 A от 25.10.1977, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по заявке RU 2007144253/02, 28.11.2007, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен контейнер по патенту RU 2011149 от 05.11.91, МКП⁷ F42B 39/00.

Известен способ изготовления контейнера и контейнер по патенту RU 2237861 от 02.10.2002 МКП⁷ F42B 39/00.

В общем известном уровне техники наиболее технологичными являются контейнеры из слоистых полимерных композиционных материалов, изготовленные методом тканевой намотки на цилиндрической оправке, трехслойный корпус которых выполнен из наружной и внутренней стеклопластиковых оболочек и расположенного между ними пенопластового наполнителя. С целью повышения прочности и жесткости конструкции, корпус снабжен намотанными заодно с внутренней оболочкой кольцами, разделяющими пенопластовый наполнитель на секции. Кольца могут быть усилены наружными стеклопластиковыми шпангоутами. К шпангоутам, как правило, крепятся опорные и такелажные элементы. По торцам контейнер снабжен торцевыми крышками аналогичной трехслойной структуры.

С целью повышения удобства загрузки и укладки изделий на ложементы, которые, как правило, скреплены с внутренними кольцами, а также извлечения изделий, контейнер выполнен из основания и съемной части с горизонтальной плоскостью разъема по продольной плоскости симметрии цилиндра, при этом опорные элементы крепятся к полушпангоутам основания, а такелажные элементы - к полу шпангоутам съемной части.

Основание и съемная часть скрепляются рычажно-накидными замками.

Известные контейнеры определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемым решением устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатком общего известного уровня техники для способа является его низкая технологичности из-за низкой технологичности отслоения материала с внутренней поверхности при отсутствии явного начала места (края) отслоения и связанной с этим возможности повреждения рабочей поверхности при оформлении края отслоения, а также низкое качество устройства из-за низкой надежности клеевых соединений с поверхностью слоя, пропитанного разделительной смазкой, и наличия глянца на этой поверхности, кроме того, недостатком является высокая масса устройства, так как при съеме изделия с оправки к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим оболочки наматывают с повышенной толщиной, что значительно увеличивает массу изделия.

Недостатком общего известного уровня техники устройства является низкая технологичность конструкции и низкая надежность клеевых соединений с поверхностью приклейки, пропитанной разделительной смазкой, и с наличием глянца на этой поверхности, кроме того, недостатком является высокая масса устройства, так как при съеме изделия с оправки, к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим оболочки наматывают с повышенной толщиной, что значительно увеличивает массу изделия.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка высоконадежной и высокотехнологичной конструкции контейнера, исключающей указанные недостатки.

Технический результат способа, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении технологичности отслоения за счет наличия явного начала места (края) отслоения, за счет исключения возможности повреждения рабочей поверхности при оформлении края отслоения, а также в повышении качества устройства за счет повышения надежности клеевых соединений при удалении с поверхности приклейки слоя, пропитанного разделительной смазкой, и обеспечении оптимальной шероховатости поверхности, кроме того, технический результат заключается в снижении массы устройства, так как при съеме изделия с оправки, к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим до съема с оправки толщину оболочек увеличивают, а после съема - уменьшают отслоением со значительным снижением массы.

Технический результат устройства, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении надежности клеевых соединений при удалении с поверхности приклейки слоя, пропитанного разделительной смазкой, и обеспечении оптимальной шероховатости поверхности, кроме того, технический результат заключается в снижении массы устройства, так как при съеме изделия с оправки к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим до съема с оправки толщину оболочек увеличивают, а после съема - уменьшают отслоением со значительным снижением массы.

Поставленная задача с достижением технического результата дли способа решается тем, что способ изготовления влагозащищенного контейнера из полимерных композиционных материалов, при котором на цилиндрическую оправку с предварительно нанесенным разделительным масляным слоем методом тканевой намотки наматывают внутреннюю оболочку, укладывают пенопластовый слой и наматывают наружную оболочку, одновременно с внутренней оболочкой наматывают расположенные между оболочками торцевые и промежуточные кольца, кольца усиливают шпангоутами, намотанными на наружную оболочку, после термообработки заготовку контейнера снимают с оправки, прикладывая к пей осевое съемное усилие с опорой на торцевое кольцо, отслаивают от наружной оболочки слои материала, разрезают заготовку по продольной горизонтальной плоскости симметрии, оформляя корпус основания и корпус крышки контейнера, отслаивают от внутренней оболочки слои материала, обеспечивая оптимальную шероховатость поверхности внутренней оболочки и оптимальную ее толщину, причем в местах нахлестов материала отслаивают на один-два слоя больше, затем на полушпангоутах основания и крышки закрепляют соответственно опорные и строповочные элементы, а на внутренней оболочке корпуса основания с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют ложементы изделия.

На внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют специальные элементы, например электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем, на торцевых полукольцах - торцевые крышки, на кромках - элементы герметизации, снаружи на кольцах и шпангоутах - замки.

Опоры и ложементы закрепляют совместно с помощью радиальных болтов.

Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается тем, что влагозащищенный контейнер из полимерных композиционных материалов, включающий выполненные методом тканевой намотки за единый технологический процесс корпус основания и корпус крышки, состоящие из внутренней оболочки, пенопластового слоя и наружной оболочки, с шероховатостью наружных поверхностей оболочек и толщиной, полученных отслоением материала оболочек, с плоскостью разъема по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, причем корпуса снабжены расположенными между оболочками торцевыми и промежуточными полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку полушпангоутами, на которых на основании закреплены опоры контейнера, а на крышке - строповочные элементы, при этом на внутренней оболочке основания закреплены с помощью клеевых и болтовых соединений ложементы изделия.

На внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закреплены специальные элементы, например электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем, на торцевых полукольцах - торцевые крышки, на кромках - элементы герметизации, снаружи на кольцах и шпангоутах - замки.

Опоры и ложементы закреплены совместно с помощью радиальных болтов.

Отличительными признаками способа являются следующие признаки:

- отслаивают от внутренней оболочки слои материала, обеспечивая оптимальную шероховатость поверхности внутренней оболочки и оптимальную ее толщину, причем в местах нахлестов материала отслаивают на один-два слоя больше - признаки существенные предусматривают наличие новых операций, новую последовательность операций (после продольной разрезки) и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности отслоения за счет наличия явного начала места (края) отслоения, за счет исключения возможности повреждения рабочей поверхности при оформлении края отслоения, а также в повышении качества устройства за счет повышения надежности клеевых соединений при удалении с поверхности приклейки слоя, пропитанного разделительной смазкой, и обеспечении оптимальной шероховатости поверхности, кроме того, технический результат заключается в снижении массы устройства, так как при съеме изделия с оправки, к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим до съема с оправки толщину оболочек увеличивают, а после съема - уменьшают отслоением со значительным снижением массы;

- на внутренней оболочке корпуса основания с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют ложементы изделия - признаки существенные предусматривают наличие новых операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении качества устройства за счет повышения надежности крепления ложементов;

- на внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют специальные элементы, например электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем - признаки существенные предусматривают наличие новых операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении качества устройства за счет повышения надежности крепления специальных элементов;

- опоры и ложементы закрепляют совместно с помощью радиальных болтов - признаки существенные предусматривают наличие новых операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении качества устройства за счет повышения надежности крепления ложементов;

Отличительными признаками устройства являются следующие признаки:

- шероховатость наружных поверхностей оболочек и толщина получены отслоением материала оболочек - признаки существенные, предусматривают новое соотношение размеров и новое исполнение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности клеевых соединений при удалении с поверхности приклейки слоя, пропитанного разделительной смазкой, и обеспечении оптимальной шероховатости поверхности, кроме того технический результат заключается в снижении массы устройства, так как при съеме изделия с оправки, к его торцу прикладывают высокое усилие, под действием которого оболочки теряют устойчивость (возникают кольцевые гофры) и повреждаются вплоть до потери несущей способности, в связи с этим до съема с оправки толщину оболочек увеличивают, а после съема - уменьшают отслоением со значительным снижением массы;

- на внутренней оболочке основания закреплены с помощью клеевых и болтовых соединений ложементы изделия - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности крепления ложементов;

- на внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закреплены специальные элементы, например электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем, на торцевых полукольцах - торцевые крышки, на кромках - элементы герметизации, снаружи на кольцах и шпангоутах - замки - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и их повое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности крепления специальных элементов;

- опоры и ложементы закреплены совместно с помощью радиальных болтов - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и их новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности крепления ложементов;

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности и надежности работы влагозащищенных композитных контейнеров без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствию критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид контейнера, на фиг.2 - продольный разрез контейнера, на фиг.3 - узел крепления опор и ложементов, на фиг.4 - продольный разрез оболочек по промежуточному кольцу (полукольцу), на фиг.5 - поперечное сечение по элементам электросхемы и нагревателям, на фиг.6 - поперечное сечение оболочек по месту вклейки кронштейна проводов.

Способ изготовления влагозащищенного контейнера 1 из полимерных композиционных материалов, при котором на цилиндрическую оправку с предварительно нанесенным разделительным масляным слоем методом тканевой намотки наматывают внутреннюю оболочку 2, укладывают пенопластовый слой 3 и наматывают наружную оболочку 4, одновременно с внутренней оболочкой 2 наматывают расположенные между оболочками торцевые 5 и промежуточные кольца 6, кольца усиливают шпангоутами 7, намотанными на наружную оболочку 4, после термообработки, заготовку контейнера 1 снимают с оправки, прикладывая к ней осевое съемное усилие с опорой на торцевое кольцо 5, отслаивают от наружной оболочки 4 слои материала, разрезают заготовку по продольной горизонтальной плоскости симметрии 8, оформляя корпус основания 9 и корпус крышки 10 контейнера 1, отслаивают 11 от внутренней оболочки 2 слои материала, обеспечивая оптимальную шероховатость поверхности 12 внутренней оболочки 2 и оптимальную ее толщину, причем в местах нахлестов материала отслаивают на один-два слоя больше, затем на полушпангоутах 6 основания 9 и крышки 10 закрепляют соответственно опорные 13 и строповочные элементы 14, а также специальные элементы, на торцевых полукольцах 5 - торцевые крышки 15, на кромках - элементы герметизации 16, снаружи на кольцах 6 и шпангоутах 7 - замки 17, а на внутренней оболочке 2 корпуса основания 9 с помощью клеевых 18 и резьбовых 19 соединений закрепляют ложементы 20 изделия 21.

На внутренней оболочке 2 корпусов основания 9 и крышки 10 с помощью клеевых 18 и резьбовых 22 соединений закрепляют специальные элементы, например электронагреватели 23, элементы 24 электросхемы, кронштейны 25 для проводов 26 электросхемы и мешков 27 с силикагелем, на торцевых полукольцах 5 - торцевые крышки 15, на кромках - элементы герметизации 16, снаружи на кольцах 5 и 6 и шпангоутах 7 - замки 17.

Опоры 13 и ложементы 20 закрепляют совместно с помощью радиальных болтов 28.

Влагозащищенный контейнер 1 из полимерных композиционных материалов, включающий выполненные методом тканевой намотки за единый технологический процесс корпус основания 9 и корпус крышки 10, состоящие из внутренней оболочки 2, пенопластового слоя 3 и наружной оболочки 4, с шероховатостью наружных поверхностей 12 оболочек и толщиной, полученных отслоением 11 материала оболочек 2 и 4, с плоскостью разъема 8 по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, причем корпуса снабжены расположенными между оболочками торцевыми 5 и промежуточными 6 полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку 4 полушпангоутами 7, на которых на основании 9 закреплены опоры 13 контейнера 1, а на крышке 10 - строповочные элементы 14, при этом на внутренней оболочке 2 основания 9 закреплены с помощью клеевых 18 и болтовых 19 соединений ложементы 20 изделия 21.

На внутренней оболочке 2 корпусов основания 9 и крышки 10 с помощью клеевых 18 и резьбовых 19 соединений закреплены специальные элементы, например электронагреватели 23, элементы электросхемы 24, кронштейны 25 для проводов 26 электросхемы и мешков 27 с силикагелем, на торцевых полукольцах 5 - торцевые крышки 15, на кромках - элементы герметизации 16, снаружи на кольцах 5 и 6 и шпангоутах 7 - замки 17.

Опоры 13 и ложементы 20 закреплены совместно с помощью радиальных болтов 28.

Пример конкретного исполнения способа заключается в том, что торцевые кольца 5 наматывают совместно с внутренней оболочкой 2, поэтому при съеме заготовки с оправки с упором на торцевое кольцо большая часть усилия съема воспринимается внутренней оболочкой 2, которая работает на сжатие и изгиб внутрь пенопластового слоя (возникает кольцевая гофра) с потерей устойчивости. С целью повышения жесткости внутренней оболочки 2 в момент съема заготовки с оправки наматывают балластные ужесточающие слои 28, которые отслаивают 11 с целью повышения технологичности отслаивания 11 с разрезанной заготовки, одновременно доводя толщину оболочки до оптимальной, а для повышения адгезии клеевых соединений 18 удаляют пропитанный разделительной смазкой слой, также обеспечивая оптимальную шероховатость 12 поверхности. На наружные поверхности наружной оболочки 4 также наматывают балластные обжимающие слои 29 с целью повышения ее жесткости при съеме с оправки, а также обеспечения оптимального контактного давления в основных слоях. При этом процесс отслоения 11 с наружной оболочки 4 наиболее технологичен с неразрезанной заготовки.

Пример конкретного исполнения контейнера 1 заключается в том, что внутренняя оболочка 2 выполнена с шероховатостью наружной поверхности 12 и толщиной, полученных отслоением 11 материала оболочки 2 после разрезки в плоскости разъема 8.

Работает контейнер 1 следующим образом. При транспортировке контейнера 1 с изделием 21, на ложементы 20 основания 9 действуют осевые и вертикальные перегрузки. Благодаря надежным клеевым соединениям 18, а также совместным креплениям к полушпангоутам 7 основания ложементов 20 и опор 13, закрепленных, в свою очередь на транспортном средстве, контейнер сохраняет несущую способность без чрезмерных перекосов с нераскрытием герметизирующих элементов 16, сохранением герметизации болтовых соединений 28 за счет охвата их клеем 18 и обеспечением, таким образом, брызго-влагозащищенности.

Использование изобретения позволит создать высокотехнологичную конструкцию контейнера с повышенной надежностью работы, что подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний влагозащищенных контейнеров из полимерных композиционных материалов, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

1. Способ изготовления влагозащищенного контейнера из полимерных композиционных материалов, при котором на цилиндрическую оправку с предварительно нанесенным разделительным масляным слоем методом тканевой намотки наматывают внутреннюю оболочку, укладывают пенопластовый слой и наматывают наружную оболочку, одновременно с внутренней оболочкой наматывают расположенные между оболочками торцевые и промежуточные кольца, кольца усиливают шпангоутами, намотанными на наружную оболочку, после термообработки заготовку контейнера снимают с оправки, прикладывая к ней осевое съемное усилие с опорой на торцевое кольцо, отслаивают от наружной оболочки слои материала, разрезают заготовку по продольной горизонтальной плоскости симметрии, оформляя корпус основания и корпус крышки контейнера, отслаивают от внутренней оболочки слои материала, обеспечивая оптимальную шероховатость поверхности внутренней оболочки и оптимальную ее толщину, причем в местах нахлестов материала отслаивают на один-два слоя больше, затем на полушпангоутах основания и крышки закрепляют соответственно опорные и строповочные элементы, а на внутренней оболочке корпуса основания с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют ложементы изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закрепляют специальные элементы, например, электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем, на торцевых полукольцах - торцевые крышки, на кромках - элементы герметизации, снаружи на кольцах и шпангоутах - замки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что опоры и ложементы закрепляют совместно с помощью радиальных болтов.

4. Влагозащищенный контейнер из полимерных композиционных материалов, включающий выполненные методом тканевой намотки за единый технологический процесс способом, по п.1, корпус основания и корпус крышки, состоящие из внутренней оболочки, пенопластового слоя и наружной оболочки, с шероховатостью наружных поверхностей оболочек и толщиной, полученных отслоением материала оболочек, с плоскостью разъема по продольной горизонтальной плоскости симметрии контейнера, причем корпуса снабжены расположенными между оболочками торцевыми и промежуточными полукольцами, усиленными намотанными на наружную оболочку полушпангоутами, на которых на основании закреплены опоры контейнера, а на крышке - строповочные элементы, при этом на внутренней оболочке основания закреплены с помощью клеевых и болтовых соединений ложементы изделия.

5. Контейнер по п.4, отличающийся тем, что на внутренней оболочке корпусов основания и крышки с помощью клеевых и резьбовых соединений закреплены специальные элементы, например, электронагреватели, элементы электросхемы, кронштейны для проводов электросхемы и мешков с силикагелем, на торцевых полукольцах - торцевые крышки, на кромках - элементы герметизации, снаружи на кольцах и шпангоутах - замки.

6. Контейнер по п.4, отличающийся тем, что опоры и ложементы закреплены совместно с помощью радиальных болтов.