RU2527009C1

RU2527009C1 - Application of elastic coat onto case inner surface

Info

Publication number: RU2527009C1
Application number: RU2013117094/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Лаптев; Альбина Петровна Борисова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель"
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-08-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: at application of elastic coat, elastic shell is made on mandrel to evacuate the clearance between said shell and mandrel surface. Note here that mandrel surface area corresponds to the case inner surface area. Shell outer surface is prepared for insetting. Shell is fitted into said case to evacuate the clearance between case inner surface and elastic shell. At a time, said clearance is pressurised.

EFFECT: higher surface quality of the coat.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нанесения эластичного покрытия, например теплозащитного (ТЗП), на внутреннюю поверхность корпуса.The invention relates to the field of engineering, and in particular to methods of applying an elastic coating, for example, heat-shielding (TZP), to the inner surface of the housing.

Известен способ изготовления оболочки из вулканизированной резины для облицовки внутренних стенок ракетного двигателя твердого топлива (патент Франции №2098934).A known method of manufacturing a shell of vulcanized rubber for lining the inner walls of a rocket engine of solid fuel (French patent No. 2098934).

Согласно патенту из смеси, содержащей каучук, прокатываются листы толщиной 2-3 мм, а затем их вулканизируют, обрезают листы по размеру, придавая им соответствующую форму. После обезжиривания и обработки пескоструем на стенки двигателя наносят слой резинового клея, с помощью которого листы приклеиваются к стенкам.According to the patent, from a mixture containing rubber, sheets 2-3 mm thick are rolled, and then they are vulcanized, the sheets are cut to size, giving them an appropriate shape. After degreasing and sandblasting, a layer of rubber glue is applied to the engine walls, with which the sheets are glued to the walls.

Недостатком известного способа является то, что изготовление оболочки выполняют вручную, в результате в местах стыковки листов возможно нарушение оболочки в виде неприклея, щелей или наложения внахлест, что приводит к прогару двигателя. Способ трудоемок в осуществлении, особенно, при облицовке внутренних стенок ракетного двигателя длинномерной конструкции малого диаметра, имеющего коническую часть и малые полюсные отверстия, а в некоторых случаях невозможен даже с применением вспомогательных устройств.The disadvantage of this method is that the manufacture of the shell is performed manually, as a result, at the joints of the sheets, the shell may be violated in the form of non-adhesive, cracks or overlapping, which leads to burnout of the engine. The method is time-consuming to implement, especially when facing the inner walls of a rocket engine with a long construction of small diameter, having a conical part and small pole holes, and in some cases is impossible even with the use of auxiliary devices.

Известен способ нанесения внутреннего теплозащитного покрытия (ТЗП) по патенту РФ №2064600, МПК F02K 9/34, включающий изготовление и отверждение эластичной оболочки на оправке, снятие оболочки с оправки, установку оболочки внутрь корпуса и склейку ее с внутренней поверхностью корпуса прижатием с помощью терморасширяемой оправки. При этом, естественно, на наружную поверхность оболочки перед ее установкой и внутреннюю поверхность корпуса наносится клеевой состав.A known method of applying an internal heat-protective coating (TZP) according to the patent of the Russian Federation No. 2064600, IPC F02K 9/34, including the manufacture and curing of an elastic shell on a mandrel, removing the shell from the mandrel, installing the shell inside the housing and gluing it to the inner surface of the housing by pressing with heat-expanding mandrels. In this case, of course, an adhesive composition is applied to the outer surface of the shell before installation and the inner surface of the housing.

Недостатками способа являются: снятие эластичной оболочки с одной оправки и нанесение ее на терморасширяемую оправку для ввода в корпус; трудоемкий процесс ввода готовой оболочки (теплозащитного рукава) внутрь корпуса (особенно, большого удлинения с малыми полюсными отверстиями), в связи с тем, что оболочка с нанесенным на нее клеевым составом, обладающим высокой ″липкостью″, охватывает терморасширяемую оправку свободно - с провисанием, что затрудняет протягивание рукава через полюсные отверстия без нарушения поверхностного слоя ТЗП. Кроме того, процесс снятия с оправки и введения внутрь корпуса может привести к образованию складок на теплозащитном рукаве и к возможности появления между корпусом и ТЗП воздушных прослоек, которые в рабочем режиме или при длительном хранении могут привести к расслоению и нарушению целостности ТЗП.The disadvantages of the method are: removing the elastic shell from one mandrel and applying it to a thermally expandable mandrel for input into the housing; the time-consuming process of introducing the finished shell (heat-shielding sleeve) into the housing (especially of large elongation with small pole holes), due to the fact that the shell with the adhesive composition applied on it having a high “stickiness” covers the thermally expanding mandrel freely - with sagging, which makes it difficult to pull the sleeve through the pole holes without violating the surface layer of the TZP. In addition, the process of removal from the mandrel and insertion into the housing can lead to the formation of folds on the heat-shielding sleeve and to the possibility of air gaps between the housing and the heat-transfer element, which during operation or during long-term storage can lead to delamination and damage to the integrity of the heat-transfer element.

Известен способ нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса (патент РФ на изобретение №2256813, МПК F02K 9/34), включающий в себя изготовление эластичной оболочки, введение ее внутрь корпуса и склейку эластичной оболочки с внутренней поверхностью корпуса. Перед установкой внутрь корпуса эластичную оболочку выворачивают наизнанку, одним концом герметично скрепляют с концом корпуса, а второй конец оболочки герметично заглушают. Внутрь вывернутой наизнанку эластичной оболочки вставляют цилиндрический элемент и скрепляют его с заглушенным концом оболочки. Полость, образованную внутренней поверхностью корпуса, поверхностью эластичной оболочки и цилиндрическим элементом, вакуумируют и выворачивают при этом эластичную оболочку внутрь корпуса, протягивая цилиндрический элемент.A known method of applying an elastic coating to the inner surface of the housing (RF patent for the invention No. 2256813, IPC F02K 9/34), which includes the manufacture of an elastic shell, its introduction into the housing and gluing the elastic shell with the inner surface of the housing. Before installing inside the case, the elastic sheath is turned inside out, hermetically sealed with one end to the end of the sheath, and the second end of the sheath is hermetically sealed. Inside the elastic shell turned inside out, a cylindrical element is inserted and fastened to the muffled end of the shell. The cavity formed by the inner surface of the body, the surface of the elastic shell and the cylindrical element is evacuated and the elastic shell is turned inside the body, stretching the cylindrical element.

Известный способ применяется для нанесения эластичного покрытия только на цилиндрическую внутреннюю поверхность корпуса, т.к. любые изменения размеров сечения внутренней поверхности корпуса приводят к образованию воздушных полостей, т.е участкам неприклея ТЗП, что ограничивает его технологические возможности. Кроме того, известный способ предусматривает выворачивание эластичной оболочки (ТЗП), - сначала в процессе надевания на цилиндрический элемент, а затем с него на внутреннюю поверхность корпуса. Таким образом, эластичная оболочка дважды подвергается механическому воздействию, что может нарушить целостность оболочки, привести к надрывам и наслоениям, и вследствие этого к неравномерному распределению по толщине покрытия. Недостатком является также сложность введения эластичной оболочки в корпус большого удлинения с малыми полюсными отверстиями, заключающаяся в том, что диаметр цилиндрического стержня ограничен диаметром полюсного отверстия корпуса, а площадь эластичной оболочки превышает площадь цилиндрического стержня и, как следствие, приводит к образованию складок и провисанию оболочки на стержне. При нанесении эластичной оболочки на внутреннюю криволинейную поверхность корпуса путем выворачивания с помощью цилиндрического элемента, как предлагается в прототипе, не обеспечивается равномерное распределение эластичного покрытия без надрывов, наслоений, залипов и воздушных полостей в местах перехода от цилиндрической части к малым полюсным отверстиям. Способ трудоемок в осуществлении, не технологичен, применим только для корпусов с двумя полюсными отверстиями.The known method is used for applying an elastic coating only on the cylindrical inner surface of the housing, because any changes in the size of the cross section of the inner surface of the body lead to the formation of air cavities, i.e., areas of non-adhesive TZP, which limits its technological capabilities. In addition, the known method involves the inversion of the elastic shell (TZP), first in the process of putting on the cylindrical element, and then from it to the inner surface of the housing. Thus, the elastic sheath is subjected to mechanical stress twice, which can violate the integrity of the sheath, lead to tears and layers, and as a result to an uneven distribution over the thickness of the coating. The disadvantage is the difficulty of introducing an elastic shell into a housing of large elongation with small pole holes, consisting in the fact that the diameter of the cylindrical rod is limited by the diameter of the pole hole of the housing, and the area of the elastic shell exceeds the area of the cylindrical rod and, as a result, leads to wrinkling and sagging of the shell on the rod. When applying an elastic shell to the inner curved surface of the housing by inverting with the help of a cylindrical element, as proposed in the prototype, the uniform distribution of the elastic coating without tears, layering, tacking and air cavities at the points of transition from the cylindrical part to the small pole holes is not ensured. The method is time-consuming to implement, not technologically advanced, applicable only to housings with two pole holes.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, повышение технологичности, надежности и качества нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, расширение технологических возможностей.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, improve manufacturability, reliability and quality of applying an elastic coating on the inner surface of the housing, expanding technological capabilities.

Достигаемый технический результатAchievable technical result

Равномерное распределение и прижатие эластичной оболочки по всей внутренней поверхности корпуса без наслоений, складок и воздушных полостей. Расширение технологических возможностей - нанесение эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, включая поверхности сложной конфигурации и переменного диаметра по длине корпуса как с двумя, так и с одним полюсными отверстиями различного диаметра. При вводе оправки с оболочкой в корпус через полюсные отверстия сохраняется целостность поверхностного слоя ТЗП. Процесс формирования эластичного покрытия, ввода в корпус и приклеивание оболочки к поверхности осуществляют с использованием одного технического средства без переустановки оболочки.Uniform distribution and pressing of the elastic shell over the entire inner surface of the body without layers, folds and air cavities. Expanding technological capabilities - applying an elastic coating to the inner surface of the housing, including surfaces of complex configuration and variable diameter along the length of the housing with both two and one pole holes of various diameters. When entering the mandrel with the shell into the housing through the pole holes, the integrity of the surface layer of the TZP is maintained. The process of forming an elastic coating, input into the housing and gluing the shell to the surface is carried out using one technical means without reinstalling the shell.

Технический результат достигается за счет того, что в способе нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, включающем изготовление эластичной оболочки на оправке, подготовку наружной поверхности оболочки к вклейке, герметизизацию концов оболочки, установку ее внутрь корпуса, вакуумирование полости между внутренней поверхностью корпуса и эластичной оболочки, до подготовки наружной поверхности эластичной оболочки к вклейке проводят вакуумирование полости между оболочкой и поверхностью оправки, площадь поверхности которой соответствует площади внутренней поверхности корпуса, затем оправку вводят в корпус и соосно фиксируют, после чего одновременно с вакуумированием полости между внутренней поверхностью корпуса и эластичной оболочкой создают давление в полости между поверхностью оправки и оболочкой.The technical result is achieved due to the fact that in the method of applying an elastic coating to the inner surface of the housing, including the manufacture of an elastic shell on the mandrel, preparing the outer surface of the shell for gluing, sealing the ends of the shell, installing it inside the shell, evacuating the cavity between the inner surface of the shell and the elastic shell , before preparing the outer surface of the elastic shell for gluing, the cavity is evacuated between the shell and the surface of the mandrel, the surface area wherein ti corresponds to the area of the inner surface of the housing, the mandrel is then introduced coaxially into the housing and fixed, after which simultaneously with the evacuation of the cavity between the inner surface of the housing and an elastic sheath, a pressure in the cavity between the mandrel surface and the shell.

Для усиления эффекта равномерного раскрытия оболочки и прижатия ее к внутренней поверхности корпуса вакуумирование полости между внутренней поверхностью корпуса и эластичной оболочкой осуществляют при вертикальном положении корпуса.To enhance the effect of uniform opening of the shell and pressing it to the inner surface of the body, the cavity is evacuated between the inner surface of the body and the elastic shell in the vertical position of the body.

Заявляемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем, т.к. имеет существенные отличительные признаки по сравнению с прототипом и другими близкими по технической сущности аналогами, и в своей новой совокупности и взаимосвязи существенных признаков проявляет при использовании новые технические свойства, достигаются новые результаты, не присущие аналогам.The claimed technical solution has a novelty and inventive step, because It has significant distinctive features in comparison with the prototype and other analogues similar in technical essence, and in its new combination and interconnection of essential features, when using it, it shows new technical properties, new results are achieved that are not inherent in analogues.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На фиг.1 представлен способ нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, на фиг.2 - оправка с эластичной оболочкой в разрезе, на фиг.3 вид А фиг.2, на фиг.4 вид Б фиг.1.Figure 1 shows the method of applying an elastic coating to the inner surface of the housing, figure 2 - mandrel with an elastic shell in the context, figure 3 view a of figure 2, figure 4 view B of figure 1.

На наружной поверхности оправки 1 формируют эластичную оболочку 2 до начальной стадии полимеризации. Вакуумируют полость 3 между эластичной оболочкой 2 и оправкой 1, площадь поверхности которой соответствует площади внутренней поверхности корпуса для обеспечения равномерного распределения эластичной оболочки 2 по всей площади оправки 1, исключая провисание оболочки на оправке 1, а также образование гофр и складок. На внутреннюю поверхность корпуса 4 и на наружную поверхность эластичной оболочки 2 наносят клеевой состав. В полость корпуса 4 вводят оправку 1, соосно фиксируют ее относительно корпуса 4, производят герметизацию. Затем вакуумируют внутреннюю полость 5 между внутренней поверхностью корпуса 4 и эластичной оболочкой 2 с одновременной подачей давления в полость 6 оправки 1, выдерживают под давлением, для обеспечения равномерного приклеивания к внутренней поверхности корпуса 4 по всей площади эластичной оболочки 2.An elastic shell 2 is formed on the outer surface of the mandrel 1 until the initial polymerization stage. Vacuum the cavity 3 between the elastic shell 2 and the mandrel 1, the surface area of which corresponds to the area of the inner surface of the housing to ensure uniform distribution of the elastic shell 2 over the entire area of the mandrel 1, excluding the sagging of the shell on the mandrel 1, as well as the formation of corrugations and folds. An adhesive composition is applied to the inner surface of the housing 4 and to the outer surface of the elastic shell 2. In the cavity of the housing 4 enter the mandrel 1, coaxially fix it relative to the housing 4, produce a seal. Then vacuum the inner cavity 5 between the inner surface of the housing 4 and the elastic shell 2 while supplying pressure to the cavity 6 of the mandrel 1, is kept under pressure to ensure uniform adhesion to the inner surface of the housing 4 over the entire area of the elastic shell 2.

Для усиления эффекта равномерного нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпусов, особенно длинномерных, вакуумирование полости между внутренней поверхностью корпуса 4 и эластичной оболочкой 2 осуществляют при вертикальном положении корпуса 4.To enhance the effect of uniformly applying an elastic coating on the inner surface of the housings, especially long ones, evacuation of the cavity between the inner surface of the shell 4 and the elastic shell 2 is carried out with the vertical position of the shell 4.

Вакуумирование полости между поверхностью оправки 1 и оболочки 2 проводят для равномерного распределения эластичной оболочки 2 по поверхности оправки 1 без наслоений и складок и последующего равномерного нанесения клея на поверхность оболочки, а также для обеспечения ввода оправки 1 в корпус 4 через полюсные отверстия 6, в том числе малого диаметра, не нарушая поверхностного слоя покрытия.Evacuation of the cavity between the surface of the mandrel 1 and the shell 2 is carried out for uniform distribution of the elastic shell 2 on the surface of the mandrel 1 without layers and creases and subsequent uniform application of glue to the surface of the shell, as well as to ensure the entry of the mandrel 1 into the housing 4 through the pole holes 6, including including a small diameter without disturbing the surface layer of the coating.

Вакуумирование полости между внутренней поверхностью корпуса 4 и эластичной оболочкой 2 и одновременное создание давления в полости между поверхностью оправки 1 и оболочки 2 проводят для равномерного распределения и прижатия эластичной оболочки 2 к внутренней поверхности корпуса 4 без наслоений, складок и воздушных полостей. Равномерное прижатие эластичной оболочки 2 по внутренней поверхности корпуса 4 обеспечивает качественное приклеивание по всей площади контактируемых поверхностей.Evacuation of the cavity between the inner surface of the housing 4 and the elastic shell 2 and the simultaneous creation of pressure in the cavity between the surface of the mandrel 1 and the shell 2 is carried out to evenly distribute and press the elastic shell 2 to the inner surface of the housing 4 without layering, creases and air cavities. The uniform pressing of the elastic shell 2 on the inner surface of the housing 4 provides high-quality adhesion over the entire area of contacted surfaces.

При нанесении покрытия на внутреннюю поверхность, преимущественно длинномерных корпусов, вакуумирование полости между внутренней поверхностью корпуса 4 и эластичной оболочкой 2 и одновременное создание давления в полости между поверхностью оправки 1 и оболочки 2 осуществляют при вертикальном положении корпуса 4. За счет вертикального расположения оправки 1 с эластичной оболочкой 2 обеспечивается более равномерная подача рабочей среды через отверстия 5 по всей длине оправки 1, в результате обеспечивается более равномерное раскрытие оболочки 2 и прижатие ее к внутренней поверхности корпуса 4.When coating the inner surface, mainly long bodies, the vacuum of the cavity between the inner surface of the body 4 and the elastic shell 2 and the simultaneous creation of pressure in the cavity between the surface of the mandrel 1 and the shell 2 is carried out with the vertical position of the housing 4. Due to the vertical position of the mandrel 1 with elastic the shell 2 provides a more uniform flow of the working medium through the holes 5 along the entire length of the mandrel 1, as a result provides a more uniform opening of the shell glasses 2 and pressing it to the inner surface of the housing 4.

Заявленный способ по сравнению с прототипом более технологичен в осуществлении, имеет расширенные технологические возможности, обеспечивает надежное, качественное нанесение эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, в том числе сложной формы, а также применим для корпусов, в том числе длинномерных, с одним или двумя полюсными отверстиями как большого, так и малого диаметра.The claimed method in comparison with the prototype is more technologically advanced in implementation, has advanced technological capabilities, provides reliable, high-quality application of an elastic coating on the inner surface of the housing, including complex shapes, and is also applicable to buildings, including long ones, with one or two pole holes of both large and small diameters.

Claims

1. The method of applying an elastic coating to the inner surface of the body, including the manufacture of an elastic shell on the mandrel, preparing the outer surface of the shell for gluing, sealing the ends of the shell, installing it inside the body, evacuating the cavity between the inner surface of the body and the elastic shell, characterized in that before preparation the outer surface of the elastic shell to the insert is evacuated cavity between the shell and the surface of the mandrel, the surface area of which corresponds to and the inner surface of the housing, then the mandrel is introduced into the housing and coaxially fixed, after which simultaneously with the evacuation of the cavity between the inner surface of the housing and the elastic shell create pressure in the cavity between the surface of the mandrel and the shell.

2. The method according to claim 1, characterized in that the evacuation of the cavity between the inner surface of the housing and the elastic shell is carried out with the vertical position of the housing.