Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ БАЛЛОНА ГАЗОМ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано в авиации и ракетостроении при производстве блоков высокого давления негорючего газа в одноразовых устройствах длительного хранения.

Известны баллоны, зарядка которых выполняется от пневматического стенда по известной технологии с герметизацией после зарядки посредством вентиля:

- баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа [1. ГОСТ 15860-84 Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа. Технические условия. - С. 4, черт. 1, тип 3, тип 4];

- баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²) [2. ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²). Технические условия. - С. 2, 6, 7, 13].

Недостаток указанных аналогов [1, 2] идентичен: вследствие релаксации напряжений по уплотнительным элементам вентилей и возможностью их возобновления только путем подтяжки уплотнения. Степень герметичности позволяет использовать подобные конструкции только в наземных условиях, где осуществляется постоянный надзор.

Известно также устройство для зарядки баллона газом и герметизации под давлением [3. Горловина для зарядки: Сборочный чертеж. САДИ.374583.001СБ / [Б.м.изд.], АО «ВПК «НПО машиностроения». - [2014]. Недостаток следующий: горловина для зарядки баллона обеспечивает длительное хранение без потери герметичности, но для подтверждения надежности при эксплуатации требует в производстве значительных затрат как по изготовлению, так и по автономным испытаниям, что нерентабельно для одноразовых устройств.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, являются устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек [4. ОСТ 1 11209-81 - ОСТ 1 11211-81 Устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек. Отраслевые стандарты]. Недостаток прототипа следующий: указанное устройство уплотнения отверстий предназначено для герметизации их на стадии изготовления деталей, и его при указанной технологии невозможно применить для герметизации системы под давлением.

Целью изобретения является создание устройства для зарядки баллона газом и герметизации технологического отверстия с применением конической заглушки под давлением рабочей среды. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для зарядки баллона газом и герметизации под давлением герметизация технологического отверстия для зарядки баллона обеспечивается посредством сварки конической заглушки по торцу зарядного штуцера под давлением рабочей среды. В предлагаемом техническом решении исключаются недостатки аналогов и прототипа.

Особенность предлагаемого устройства заключается в замене в одноразовых устройствах специальных вентилей, горловин для зарядки баллонов газом и герметизации под давлением негорючего газа на простое устройство герметизации технологического отверстия штуцера для зарядки баллона с применением конических завариваемых заглушек, устанавливаемых с помощью заявляемого устройства, одновременно обеспечивающего доступ для сварки и проверки на герметичность.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено устройство для зарядки баллона и герметизации под давлением в исходном состоянии перед зарядкой баллона газом, состоящее из цилиндра 1, установленного по резьбовому соединению на зарядный штуцер 2 баллона 3, фитинга 4, удерживаемого гайкой 5 при зарядке баллона 3. В цилиндре 1 установлен шток 6, содержащий цанговый держатель 7 конической заглушки 8 по упору 9 и приводную гайку 10, обеспечивающую поступательное движение штока 6 через грибковое соединение 11. Штуцер 2 содержит наконечник 12 с внутренним конусом под запрессовку конической заглушки 8.

На фиг. 2 показано положение устройства в состоянии запрессовки конической заглушки 8 в наконечник 12 при давлении зарядки баллона 3 и последующей проверки на герметичность.

На фиг. 3 показано положение устройства в состоянии герметизации зарядного штуцера 2 сваркой заглушки 8 по наконечнику 12 через окна 13 в цилиндре 1. Для последующей проверки на герметичность устройство возвращается в состояние, изображенное на фиг. 2.

На фиг. 4 показан вариант устройства для зарядки баллона газом и герметизации под давлением с применением конической резьбовой заглушки (резьба по ГОСТ 6111-52 [5. ГОСТ 6111-52 Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60°], и последующей сварки, где вместо штока 6, цангового держателя 7 упора 9 и приводной гайки 10 установлена отвертка 14, а вместо конической заглушки 8 - коническая резьбовая заглушка 15, удерживаемая на отвертке 14 разрезной пружинной втулкой 16; наконечник 12, соответственно, содержит коническую резьбу. Герметизация устройства обеспечивается уплотнениями 17, 18, 19. Остальное соответствует положениям, показанным на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.

Принцип действия устройства. В исходном положении, соответствующем фиг. 1, от универсального технологического стенда и по известной технологии через фитинг 4 и штуцер зарядный 2 выполняется зарядка баллона 3 газом, предпочтительно с долей пробного газа, например гелия (5-10%), для проверки на герметичность специальным течеискателем по известной технологии.

На фиг. 2 показано взаимодействие элементов устройства при запрессовке конической заглушки 8 в наконечник 12 штуцера 2: прессование выполняется от поступательного движения штока 6 при вращении гайки 10 (величина хода - по ОСТ 1 11209-81 [4]). В этом же состоянии устройства выполняется и проверка на герметичность по заглушке 8: после запрессовки заглушки 8 от технологического стенда выполняется дренаж полости фитинга 4 и через него же известным методом вакуумирования проводятся испытания на герметичность. При допустимом уровне герметичности по заглушке 8 проводится операция герметизации сваркой.

Герметизация по заглушке 8 сваркой проводится в состоянии устройства, показанном на фиг. 3, после чего фитинг 4 возвращается в исходное положение и удерживается гайкой 5. Далее выполняется проверка на герметичность, как изложено выше.

Устройство обеспечивает установку конической заглушки при давлении рабочей среды, сварку заглушки в поджатом состоянии и испытания на герметичность как после установки заглушки, так и после сварки.

Технический результат: повышена надежность объекта при длительном хранении и снижены производственные затраты.

Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники информации

1. ГОСТ 15860-84 Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа. Технические условия. - С. 4, черт. 1, тип 3, тип 4.

2. ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²). Технические условия. - С. 2, 6, 7, 13.

3. Горловина для зарядки: Сборочный чертеж. САДИ.374583.001СБ / [Б.м.изд.], АО «ВПК «НПО машиностроения». - [2014].

4. ОСТ 1 11209-81 - ОСТ 1 11211-81 Устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек. Отраслевые стандарты.

5. ГОСТ 6111-52 Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60°.

6. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. / В.И. Анурьев. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. - С. 489-494.