SU1434314A1 - Joining device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных дл  соединени  нескольких элементов какой- либо констру сции, в частности к уст-- ройствам, обеспечивающим аварийное разъединение соедин емых элементов или запланированное командным сигналом . Цель - улучшение эксплуатационных характеристик за счет сниже-The invention relates to mechanical engineering and can be used in devices designed to connect several elements of a construction, in particular, devices providing emergency disconnection of connected elements or planned by a command signal. The goal is to improve performance by reducing

Description

// //  // //

с (gwith (g

(Л(L

:с:with

НИН взрыве- и пожароопасности, обеспечени  многоразовости использовани  и контрол  работоспособности. Устройство содержит корпус 1 с полостью 2, в которой размещен термочувствительный элемент (ТЭ) 3. За одно целое с корпусом выполнен соединитель- ньй элемент (СЭ) 4. Между корпусом и СЭ 4 вьтолнена проточка 5, формирующа  зону ослабленного сечени . СЭ 4 может быть вьтолнен в виде резьбового стержн , шпильки и т.п., ТЭ 3 - в виде полого стержи  с опорным фланцем 9. В полости ТЭ 3 размещен нагревательньй элемент 8. Фланец 9 ТЭ 3 жестко зафиксирован в ос.евом направлении между элементами корпу са. ТЭ 3 выполнен из материала, обладающего эффектом пам ти формы (ЭПФ Специальна  комплексна  термомеханическа  обработка материала ТЭ 3 обеспечивает про вление многоразового обратимого ЭПФ и одноразового пр мого ЭПФ. Дл  повышени  эффективности устройства между торцом 11 ТЭ 3 и поверхностью полости 2 корпуса 1 (т.е. в зоне проточки 5) размещен упругий выпукльй элемент 12 с заостренными кромками, способными подрезать корпус 1 в зоне проточки 5 при деформации элемента 12 под воздействием ТЭ Зо Целесообразно выполн ть элемент 12 из материала с ЭПФ. Контролируемое термическое воздействие на ТЭ 3 позвол ет решить поставленную задачу, 4 з.п, ф-лы, 1 Ш1.,1 таблNIN explosion and fire hazard, ensure reusability and performance monitoring. The device comprises a housing 1 with a cavity 2 in which a temperature-sensitive element (FC) 3 is placed. A connecting element (AEL) 4 is integral with the housing. Between the housing and the FE 4, a groove 5 is formed, forming a zone of weakened section. SE 4 can be made in the form of a threaded rod, studs, etc., TE 3 - in the form of a hollow rod with a supporting flange 9. A heating element 8 is placed in the cavity of the TE 3. The flange 9 of the TE 3 is rigidly fixed in the axial direction between elements of the body. TE 3 is made of a material that has a shape memory effect (EPP Special complex thermomechanical processing of material TE 3 provides for the development of reusable reversible EPF and one-time direct EPF. To increase the efficiency of the device between the end 11 of the TE 3 and the surface of the cavity 2 of housing 1 (t i. in the groove zone 5) there is an elastic convex element 12 with pointed edges capable of cutting the body 1 in the groove zone 5 when the element 12 is deformed under the influence of the heat absorber. . Controlled thermal exposure of the TE 3 allows to solve the problem, zp 4, f-ly 1 GW1., Table 1

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных дл  соединени  нескольких элементов ка- кой-либо конструкции, в частности, к устройствам, обеспечиваклцим аварийное разъединение соединительных элементов или запланированное командным сигналом.The invention relates to mechanical engineering and can be used in devices designed to connect several elements of a structure, in particular, to devices that provide emergency disconnection of connecting elements or a planned command signal.

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных характеристик за счет снижени  взрьшо- и пожароопасности , обеспечени  многоразовости использовани  контрол  работо- способности.The aim of the invention is to improve the performance by reducing explosion and fire hazards, ensuring reusability of the use of performance monitoring.

На чертеже изображено устройство, разрез.The drawing shows the device section.

Соединительное устройство содер- жит корпус 1 с полостью 2, в которой размещен термочувствительньй элемент 3. За одно целое с корпусом 1 вьшол- нен соединительный элемент 4. Между корпусом 1 и соединительным элементо 4 вьтолнена проточка 5, формирующа  зону ослабленного сечени . Соедини- тельньй элемент 4 может быть вьшол- нен резьбовым в виде штифта, шпильки и т.п. На внешней поверхности корпу- са 1 вьшолнены лыски 6 дл  закрепле- ни  резьбового соединительного элемента 4 на объекте. Термочувствитель ньй элемент 3 выполнен в виде стержн  с осесимметричной полостью 7, в которой размещен нагревательный элемент 8. На внешней поверхности элемента 3 вьшолнен фланец 9. На корпусе 1 с противоположной от соединительного элбмента 4 стороны установлена крьшгка 10, котора  закрепл ет на корпусе 1 фланец 9 элемента 3, вьшолненного из материала, обладающего эффектом пам ти формы (ЭПФ), например, из сплава на основе нике- лида титана. Специальна  комплексна  термомеханическа  обработка и деформаци  материала может обеспечить про вление им многоразового обратимого (ОЭПФ) и одноразового пр мого (ПЭПФ). Отличие ОЭПФ от ПЭПФ заключаетс  в том, что в первом случае при изменении температуры издели  его конфигураци  может претерпевать многократные изменени , а во втором только одно формоизменение при нагреве . При этом надо учитывать различные термомеханические характеристики издели  с ЭПФ случае про влени  ОЭПФ и ПЭПФ, которые приведены в таблице.The connecting device contains a housing 1 with a cavity 2 in which a temperature-sensitive element 3 is placed. In one piece with the housing 1 is a connecting element 4. A groove 5 is formed between the housing 1 and the connecting element 4 forming a zone of weakened section. The coupling element 4 may be threaded in the form of a pin, a pin, or the like. On the outer surface of the housing 1, flats 6 are made to secure the threaded connecting element 4 to the object. The thermosensitive element 3 is made in the form of a rod with an axisymmetric cavity 7, in which the heating element 8 is placed. 9 of element 3, made from a material with a shape memory effect (SME), for example, from an alloy based on titanium nickel. Special complex thermomechanical processing and deformation of the material can provide them with reusable reversible (OEPP) and disposable direct (PEPP). The difference between OEPP and PEPP lies in the fact that in the first case, when the product temperature changes, its configuration can undergo multiple changes, and in the second case, only one change in shape when heated. In this case, it is necessary to take into account the various thermomechanical characteristics of the product with EPP in the case of OEPP and PEPP, which are listed in the table.

ОЭПФ, формируетс  следуюшдм образом .OEPP is formed in the following way.

Элемент 3 отжигают при температуре -Т (пор дка 800 С) с охлаждением на воздухе или в воде |Цо нормальной температуры - Тц (около 20 С), нагревают до температуры Т (пор дка 500°С) и охлаждают до Тц. После этого элемент 3 деформируют сжатием на 10-14% при температуре ниже превращени  (при Тц). При первом нагре- ве часть задаваемой деформащи восстанавливаетс  в виде ПЭПФ, а часть деформации при этом сохран етс  в материале, вызыва  при термоциклиро- вании ОЭПФ. При повторных нагревахElement 3 is annealed at a temperature of -T (on the order of 800 ° C) with cooling in air or in water | Zo at a normal temperature — TC (about 20 ° C), heated to a temperature T (on the order of 500 ° C) and cooled to TC. After that, the element 3 is deformed by compression by 10-14% at a temperature below the transformation (at TC). During the first heating, a part of the specified deformer is restored in the form of PEFP, while some of the deformation is retained in the material, causing OEPP during thermal cycling. With repeated heating

33

9О-120°С его длина увеличиваетэлемента J до температуры превращени  с , а при охлаждении до T - уменьшаетс . Диапазон изменени  длины ТЭ 3 1-2%, развиваемое при нагреве (г пор дка 100-200 МПа,9O-120 ° C, its length increases the element J to the temperature of conversion c, and when cooled to T, it decreases. The range of change in the length of TE 3 1-2% developed by heating (g about 100-200 MPa,

ПЭПФ формируетс  следующим образом .PETP is formed as follows.

Элемент 3 отжигают по аналогичному режиму и деформируют сжатием на 6-7% при температуре Тц, При нагреве элемента 3 до температуры превращени  100-200°С.деформаци  ЭПФ восстанавливаетс  и его длина увеличиваетс  на 4-5%, При этом развиваемые G - пор дка 500-600 МПа,Element 3 is annealed in a similar mode and deformed by compression by 6-7% at a temperature TC,. When element 3 is heated to a transformation temperature of 100-200 ° C, the EPP deformation is restored and its length is increased by 4-5%. dca 500-600 MPa,

Элемент 3, выполненньм из материала с ЭПФ.отличаетс  тем, что при Т.. его длина равна глубине полости 7 Element 3, made from material with EPF.differently because at T .. its length is equal to the depth of the cavity 7

3535

в корпусе 1, а после нагрева она увеличиваетс  до размера, предварительно заданного ЭПФ, Удлинение элемента 3 сопровождаетс  значительным усилием, завис щим от Gf и площади поперечного сечени  элемента 3,in the housing 1, and after heating it increases to the size predetermined by the SME, the elongation of the element 3 is accompanied by a considerable force, depending on Gf and the cross-sectional area of the element 3,

Дл  повышени  эффективности устройства между торцом 11 элемента 3, расположенным внутри полости 2 и корпусом 1, т.е, в зоне проточки 5, раз , ri4 i - WJrjL j 1 un jf To increase the efficiency of the device between the end 11 of the element 3, located inside the cavity 2 and the housing 1, i.e., in the groove zone 5, times, ri4 i - WJrjL j 1 un jf

мещен упругий выпуклый элемент 12 с 45 службы устройства за счет создани Elastic protuberant element 12 is inserted with service device 45 by creating

Элемент 12Element 12

будет суммироватьс  с формоиз нением элемента 3, При изготовлени элемента 3 из материала с ОЭПФ воз можно многоразовое использование у ройства. Дл  этого в устройстве за н етс  корпус 1 с соединительным э ментом 4, will be summed up with the formation of the element 3. In the manufacture of the element 3 of a material with OEPP, it is possible to use the device several times. To do this, the device has a housing 1 with a connecting element 4,

Предлагаемое соединительное ус ройство взрьшо- и пожаробезопасно, т,е, обеспечены требовани  техники безопасности при изготовлении, исп тании, эксплуатации и контрольных проверках, так как его срабатывани не сопровождаетс  взрывом или элек роискрой. При этом увеличен срокThe proposed connecting device is explosion-proof and fire-safe, i.e., e, safety requirements for manufacturing, testing, operation, and control checks are met, since its operation is not accompanied by an explosion or electrical face. At the same time extended

заостренными кромками имеет форму тарельчатой пружины, дно которой соприкасаетс  с элементом 3, а острые кра  - с полостью 2 в зоне проточки 5, Дл  еще большего увеличени  эффективности устройства целесообразно элемент 12 вьшолнить из материала , обладающего ЭПФ, а полость 7 заполнить теплопроводным материалом 13, например пастой КТ-1, Герметизаци  нагревательного элемента 8 осуществл етс  одной или несколькими прокладками 14, установленными между ним и корпусом 1. Дл  креплени  уст-the pointed edges are in the form of a cup spring, the bottom of which contacts the element 3, and the sharp edges - with the cavity 2 in the area of the groove 5. To further increase the efficiency of the device, it is advisable to fill element 12 with an EPT material, and fill the cavity 7 with heat-conducting material 13, for example, CT-1 paste. Sealing of the heating element 8 is carried out by one or several gaskets 14 installed between it and the housing 1. For fastening the device

5050

конструкции, использующей материалы не подвергающиес  быстрому старению исключена опасность повреждени  кон струкций объекта продуктами разруше ни  устройства; повышена экономичность за счет обеспечени  многоразо вости использовани  устройства; обе печено отсутствие паразитных высок частотных колебаний при работе уст- 55 ройства,constructions using materials that do not undergo rapid aging; the danger of damage to the structures of an object by products of destruction of the device is excluded; increased efficiency due to the multiple use of the device; both liver lack of parasitic high frequency oscillations when the device is working, 55

Claims (5)

Формула изобретен и 1, Соединительное устройство, со держащее полый корпус, зона совмеройства на объекте на корпусе 1 предусмотрен резьбовой участок 15,The formula was invented and 1, a connecting device containing a hollow body, a joint area on the object on the body 1, a threaded section 15 is provided, Устройство работает следующим образом .The device works as follows. Корпус 1 своим резьбовым участком 15 крепитс  в резьбовом отверстии одного элемента конструкции объекта, а соединительный элемент 4 закреплен на другом элементе конструкции объекта , которьй должен быть скрепленThe housing 1 with its threaded section 15 is fastened in the threaded hole of a single structural element of the object, and the connecting element 4 is attached to another structural element of the object to be fastened с первым, В аварийной ситуации или по команде, заранее запланированной программой работы, на нагревательныйwith the first, In an emergency or on the team, in advance planned work program, on the heating -элемент 8 подаетс  сигнал, которьй его нагревает, что вызьшает прогрев элемента 3, Эффективность тепловыделени  нагревател  8 увеличиваетс  теплопроводным материалом 13, В результате нагрева элемент 3 удлин етс  и разрьгеает корпус 1 в зоне ослабленного сечени , т,е, проточки 5, отрьша  от нее соединительньш элемент 4, Вьшукльш элемент 12, вреза сьThe element 8 is given a signal that heats it, which causes the heating of element 3, the heat generation efficiency of heater 8 is increased by heat-conducting material 13. As a result of heating, element 3 lengthens and releases the body 1 in the zone of weakened section, t, e, groove 5, detached from her connective element 4, vshuklsh element 12, crashing into в корпус 1 в зоне проточки 5, усиливает эффект paзpyшeни корпуса 1, . Усиление эффекта разрушени  бу- :дет большим в случае изготовлени  элемента 12 из материала с ЭПФ, формоизменение которого при температуреin the housing 1 in the groove zone 5, enhances the effect of decomposing the housing 1,. Strengthening the effect of destruction will be large in the case of the manufacture of element 12 from a material with an EFT, which is modified at temperature , ri4 i - WJrjL j 1 un jf , ri4 i - WJrjL j 1 un jf службы устройства за счет создани device services by creating будет суммироватьс  с формоизменением элемента 3, При изготовлении элемента 3 из материала с ОЭПФ возможно многоразовое использование устройства . Дл  этого в устройстве замен етс  корпус 1 с соединительным элементом 4, will be summed up with the modification of element 3. In the manufacture of element 3 of a material with OEPP, it is possible to use the device several times. To do this, the device replaces the housing 1 with the connecting element 4, Предлагаемое соединительное устройство взрьшо- и пожаробезопасно, т,е, обеспечены требовани  техники безопасности при изготовлении, испытании , эксплуатации и контрольных проверках, так как его срабатывание не сопровождаетс  взрывом или электроискрой . При этом увеличен срокThe proposed connecting device is explosion-proof and fire-safe, i.e., e are provided with safety requirements during manufacture, testing, operation and control checks, since its operation is not accompanied by an explosion or an electric spark. At the same time extended 5050 конструкции, использующей материалы, не подвергающиес  быстрому старению; исключена опасность повреждени  конструкций объекта продуктами разрушени  устройства; повышена экономичность за счет обеспечени  многоразо- вости использовани  устройства; обеспечено отсутствие паразитных высокочастотных колебаний при работе уст- 55 ройства,structures that use materials that are not subject to rapid aging; the danger of damage to the structures of the object by the destruction of the device is eliminated; increased efficiency due to the multiple use of the device; ensured the absence of parasitic high-frequency oscillations during the operation of the device, Формула изобретен и   1, Соединительное устройство, содержащее полый корпус, зона совмещени  которого с соединительным элементом вьпюлнена ослабленного сечени , а в полости корпуса размещен термочувствительный элемент, отличающеес  тем, что, с целью улуч- . шени  эксплуатационных характеристик за счет снижени  взрыво- и пожаро- опасности, обеспечени  многоразовости использовани  и контрол  работоспособ- о ности, термочувствительньй элемент выполнен в виде полого стержн  из материала , обладающего эффектом пам ти формы, в полости стержн  размещен нагреватель , а корпус устройства вьшол- 15 нен из Д1вух жестко св занных между собой в осевом направлении частей.The formula of the invention is also 1, the connecting device containing a hollow body, the area of combination of which with the connecting element is impressed with a weakened section, and a temperature-sensitive element is placed in the cavity of the case, in order to improve. performance characteristics by reducing explosion and fire hazards, ensuring reusability and operability control, the thermosensitive element is made in the form of a hollow rod of a material that has a shape memory effect, the heater is placed in the cavity of the rod 15 of the D1vukh rigidly interconnected in the axial direction of the parts. 2. Устройство по п. 1, отличающеес 2. The device according to claim 1, characterized by тем, что в полостиin the cavity корпуса в зоне ослабленного сечени  2о размещен упругий вьтукльй элемент сhousing in the zone of weakened section 2o resilient elastic element with ратура .второй, ступени отжига, Cv „„ - температура пре-. вращени  (формоизменени ) при нагреве, °С , 6 - напр же ние возврата материала с ЭПФ при нагреве, МПа; - задаваема  после отжига при Т и Т деформаци  дл  про влени  ЭПФ, %; IP/IO восстанавливаема  (возвращаема ) при нагреве деформаци , %.the second section, annealing stages, Cv „„ is the temperature of pre-. rotation (change) during heating, ° C, 6 — stress of the return of material with EPF during heating, MPa; - the deformation after the annealing at T and T for the manifestation of the SME,%; IP / IO is recoverable (recoverable) deformation during heating,%. VСоставитель В.С плинV.VS compiler V.S plin Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор О.КравцоваEditor E. Kopcha Tehred M. Khodanych Proofreader O. Kravtsova Заказ 5548/45Order 5548/45 Тираж 847Circulation 847 ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 заостренными кромками, контактирующи указанными кромками с боковой поверхностью полости, а вьтуклым торцом - с термочувствительным элементом..pointed edges that contact these edges with the lateral surface of the cavity, and with a tight end, with a temperature-sensitive element .. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т- личающеес  тем, что полость стержн , в которой размещен нагреватель, заполнена теплопроводным материалом.3. The device according to paragraphs. 1 and 2, about the fact that the cavity of the rod in which the heater is placed is filled with heat-conducting material. 4.Устройство по пп. 1-3, о т - личающеес  тем, что упругий выпукльй элемент вьшолнен из4. Device on PP. 1-3, about t - is characterized by the fact that the elastic convex element is made of .материала, обладающего эффектом пам ти формы.Material with a shape memory effect. 5.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что польй стержень выполнен с опорным фланцем расположенным между жестко св занными в осевом направлении част ми корпуса.5. The device according to claim 1, characterized in that the rod is made with a support flange located between the parts of the body which are rigidly connected in the axial direction. ПодписноеSubscription