Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства
Полезная модель относится к уплотненю съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства и направлена на повышение уровня и надежности герметизации стыков, уменьшение трудоемкости изготовления и исключения подгоночных операций, улучшение условий монтажа и демонтажа, улучшении условий эксплуатации и ремонта. Указанный результат достигается тем, что в уплотнении съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства, содержащее в своем составе замкнутые пространственные сопряженные стыки по контуру герметизации на съемном крышевом модуле и на станционарном сооружении или транспортном средстве и уплотнительную прокладку, установленную в стыке съемного крышевого модуля, при этом стык на съемном крышевом модуле состоит из двух горизонтальных швеллеров, содержащих упоры и соединенных между собой по торцам съемного крышевого модуля арками из прямолинейных желобчатых сегментов, а стык на станционарном сооружении или транспортном средстве состоит их двух балок с горизонтальными полками, соединенных между собой поперечными арками из прямолинейных желобчатых сегментов, расположенными эквидистантно соответствующим аркам на съемном крышевом модуле полостями желобчатых сегментов арок навстречу друг к другу, поперечные арки стыков состоят из трех желобчатых сегментов, не более, и расположены ниже внешнего контура поперечного сечения стационарного сооружения или транспортного средства, нижние боковые сегменты желобчатых арок стационарного сооружения или транспортного средства выполнены со скошенными концами, опирающимися на горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства, а углы скошенных концов желобчатых сегментов установлены посередине этих полок, выступающие за горизонтальные полки балок части скошенных концов желобчатых сегментов выполнены с донцами, над каждой аркой, соединяющей горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства, размещен выступающий за крышу гребень эквидистантно внешнему контуру стационарного сооружения или транспортного средства, на съемном крышевом модуле над каждым гребнем эквидистантно сформирована дополнительная желобчатая арка с уплотнительной прокладкой внутри, при этом между нижними сегментами дополнительной арки и горизонтальными полками балок стационарного сооружения или транспортного средства объекта выполнены прямоугольные отверстия шириной в 10-30 мм, швеллера съемного крышевого модуля выполнены с упорами, примыкающими к внутренним полкам, уплотнительная прокладка выполнена замкнутой прямоугольной формы в плане, прямоугольного сечения, с разной шириной и толщиной в швеллерах и арках и с дифференцированными толщинами в зонах соединения швеллеров с арками, с пазами по внутреннему контуру уплотнительной прокладки, охватывающими соответствующие упоры в швеллерах, и надрезами во внутренних углах, направленных перпендикулярно к полкам швеллеров, величиной до половины ширины сечения уплотнительной прокладки в швеллерах. Надежность герметизации повышается при применении уплотнительной прокладки с дифференцированной толщиной.
Полезная модель относится к уплотнениям съемных крышевых модулей стационарных сооружений или транспортных средств, преимущественно к уплотнениям съемных крышевых модулей электровозов.
Известно уплотнение крышки люка командирской башенки танка Т-72 Б и его модификации (см. «Устройство танка Т-72Б», Учебное пособие, А.В.Безлюдько, В.В.Усович, Р.И.Шарипов и др., Минск 2011, стр.255, 256). Известное уплотнение командирской башенки танка Т-72 Б содержит в своем составе замкнутые пространственные сопряженные стыки по контуру герметизации на блоке люка с внутренним погоном и на крышке люка с замком, закрепленной на петлях к блоку люка с вращающимся погоном, и резинового уплотнительного шнура. Контур герметизации между блоком люка с внутренним погоном и крышкой люка пространственный. Крышка люка имеет форму шаровой сегментной оболочки, ограниченной со стороны расположения петель двумя V-образно пересекающимися вертикальными плоскостями, при этом в крышке люка выполнены механической обработкой дуговые канавки - одна в горизонтальной плоскости в основании крышки люка и две в вышеуказанных вертикальных плоскостях. Канавки в вертикальных плоскостях плавно сопряжены с канавкой в основании крышки люка. Блок люка приварен к вращающемуся погону и имеет V-образный вырез, эквидистантный V-образно пересекающимися плоскостям на крышке люка. В местах сопряжения подвижного погона и блока люка сваркой и последующей шлифовкой сформированы два плавных перехода. По контуру стыка вращающегося погона с блоком люка выполнена фаска. В канавки крышки люка вложено уплотнительный шнур круглого сечения. При этом в зависимости от сочетания отклонений геометрии стыков производят подборку из комплекта шнуров с разными диаметрами поперечного сечения. Герметизация производится деформацией уплотнительного шнура при прилегании к фаске пространственного стыка вращающегося погона с блоком люка при закрытии крышки люка замком.
Недостатком известного уплотнения крышки люка командирской башенки танка является необходимость изготовления комплекта уплотнительных шнуров разного диаметра поперечного сечения, необходимость производства подборки, трудоемкость изготовления и необходимость подгонки стыков в виде наплавки, обточки и подшлифовки мест прилегания уплотнительного шнура и проведения последующих проверок по прилеганию. Также мероприятия по герметизации требует подшлифовки уплотнительного шнура.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является уплотнение съемных крышевых модулей электровоза 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 6, с.10-12, 75, 86-88). Известное уплотнение съемного крышевого модуля содержит в своем составе замкнутые пространственные сопряженные стыки по контуру герметизации на съемном крышевом модуле и на кузове электровоза и уплотнительную прокладку, установленную в стыке съемного крышевого модуля. Стык, на съемном крышевом модуле, состоит из двух горизонтальных швеллеров, содержащих поперечные упоры, связывающие полки каждого швеллера между собой. Швеллеры по торцам съемного крышевого модуля соединенных между собой арками из пяти прямолинейных желобчатых сегментов. Стык на кузове состоит их двух балок с горизонтальными полками, соединенных между собой поперечными арками из пяти прямолинейных желобчатых сегментов, расположенными эквидистантно соответствующим аркам на съемном крышевом модуле полостями желобчатых сегментов арок навстречу друг к другу. Арки из желобчатых сегментов съемного крышевого модуля расположены над соответствующими арками кузова, при этом внешний контур арок съемных крышевых модулей, кроме внешнего контура нижних сегментов, повторяют внешний контур поперечного сечения кузова, то есть внешняя поверхность днища желобчатых сегментов, кроме особо указанных выше, выполнена заподлицо с обшивкой кузова и съемного крышевого модуля. Отклонение нижних сегментов арок съемного крышевого модуля от внешнего контура поперечного сечения произведено с целью уменьшения уклона. Контур герметизации пространственный. В арках с переходом на концы швеллеров уплотнительная прокладка сплошная, в швеллерах в виде отдельных элементов, расположенных между упорами. Герметизация производится деформацией уплотнительной прокладки при скреплении съемного крышевого модуля с кузовом электровоза, при этом упоры в швеллерах при взаимодействии с горизонтальными полками балок кузова ограничивают степень деформации уплотнительной прокладки и определяют однозначность положения съемных крышевых модулей по высоте электровоза.
Недостатком известного уплотнения съемного крышевого модуля является сложность и трудоемкость обеспечения необходимой точности взаимного расположения стыков пятисегметных арок на съемном крышевом модуле и кузове. Для обеспечения необходимой для герметизации деформации уплотнительной прокладки необходимы подгоночные работы и примерки на электровозе с целью определения надежности контакта, например, по меловому отпечатку. Относительно большой уклон нижних желобчатых сегментов, то есть резкий переход уплотнительной прокладки с арок на горизонтальные плоскости балок кузова, снижает надежность и эффективность герметизации. Уплотнительная прокладка в зоне расположения в нижних желобчатых сегментах арок съемного модуля из-за большого уклона чувствительна к точности координации относительно кузова при монтаже. При не соблюдении условий по точности монтажа при формировании герметичного стыка в участках уплотнительной прокладки, расположенных в нижних сегментах съемных крышевых модулей, возможны задиры, прорезы или полное смятие уплотнительной прокладки от взаимодействия с нижними желобчатыми сегментами арок кузова, что может привести к нарушению герметичности. Снижает уровень герметичности и то, что уплотнительная прокладка состоит из нескольких деталей. Вышесказанное может привести к попаданию влаги в кузов и к повреждению электроаппараты и прочего оборудования. Отклонение расположения нижних желобчатых сегментов арок от внешнего контура поперечного сечения электровоза приводит к образованию карманов, которые, во-первых, ухудшают внешний вид электровоза, во-вторых, в них скапливается грязь, снег, лед.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение уровня и надежности герметизации стыков, уменьшение трудоемкости изготовления и исключения подгоночных операций, улучшение условий монтажа и демонтажа, улучшение условий эксплуатации и ремонта.
Заявляемый результат достигается тем, что в известном уплотнении съемного крышевого модуля транспортного средства или стационарного сооружения, содержащего в своем составе замкнутые пространственные сопряженные стыки по контуру герметизации на съемном крышевом модуле и на стационарном сооружении или транспортном средстве и уплотнительную прокладку, установленную в стыке съемного крышевого модуля, при этом стык на съемном крышевом модуле содержит два горизонтальных швеллера с упорами, соединенных между собой арками, состоящими из прямолинейных желобчатых сегментов, а стык на стационарном сооружении или транспортном средстве содержит две балки с горизонтальными полками, соединенных между собой поперечными арками, состоящими из прямолинейных желобчатых сегментов, поперечные арки стыков выполнены из трех прямолинейных желобчатых сегментов и расположены ниже внешнего контура поперечного сечения стационарного сооружения или транспортного средства, нижние боковые сегменты желобчатых арок стационарного сооружения или транспортного средства выполнены со скошенными концами, опирающимися на горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства, а углы скошенных концов желобчатых сегментов установлены посередине этих полок, выступающие за горизонтальные полки балок части скошенных концов желобчатых сегментов выполнены с донцами, над каждой аркой, соединяющей горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства размещен выступающий за крышу гребень эквидистантно внешнему контуру стационарного сооружения или транспортного средства, на съемном крышевом модуле над каждым гребнем эквидистантно сформирована дополнительная желобчатая арка с уплотнительной прокладкой внутри, при этом между нижними сегментами дополнительных арок и горизонтальными полками балок стационарного сооружения или транспортного средства выполнены прямоугольные отверстия шириной в 10-30 мм, швеллера съемного крышевого модуля выполнены с упорами, примыкающими к внутренним полкам, уплотнительная прокладка выполнена замкнутой прямоугольной формы в плане, прямоугольного сечения, с разной шириной и толщиной в швеллерах и арках и с дифференцированными толщинами в зонах соединения швеллеров с арками, с пазами по внутреннему контуру уплотнительной прокладки, охватывающими соответствующие упоры в швеллерах, и надрезами во внутренних углах, направленных перпендикулярно к полкам швеллеров, величиной до половины ширины сечения уплотнительной прокладки в швеллерах.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 - изображен съемный крышевой модуль, общий вид.
На фиг.2 - изображен разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 - изображен разрез Б-Б на фиг.1.
На фиг.4 - изображен разрез В-В на фиг.2.
На фиг.5 - изображен разрез Г-Г на фиг.2.
На фиг.6 - изображен разрез Д-Д на фиг.2.
На фиг.7 - изображен разрез Е-Е на фиг.1.
На фиг.8 - изображено аксонометрическое изображение узла сопряжения стыков съемного крышевого модуля и стационарного сооружения или транспортного средства.
В связи с тем, что графическое изображение фигур заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства состоит из расположенных на съемном крышевом модуле 1 и стационарном сооружении или транспортном средстве 2 замкнутых пространственных стыков 3 и 4, соответственно. Стык 3 на съемном крышевом модуле состоит из двух арок 5, выполненных из прямолинейных желобчатых сегментов 6.1, 6.2, 6.3, горизонтально расположенных швеллеров 7.1 и 7.2 с внешней и внутренней полками 8.1 и 8.2 и упорами 9, и уплотнительной прокладки 10. Стык 4 на стационарном сооружении или транспортном средстве 2 состоит из двух арок 11, выполненных из прямолинейных желобчатых сегментов 12.1, 12.2, 12.3 и двух балок 13.1 и 13.2 с горизонтальными полками 14.1 и 14.2, соответственно. В состав уплотнения съемного крышевого модуля кроме того входят две дополнительные арки 15, выполненные из прямолинейных желобчатых сегментов 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5, уплотнительные прокладки 17 и гребни 18. Уплотнительные прокладки 10 имеют пазы 19 и надрезы 20. Уплотнительные прокладки могут быть с постоянной толщиной по периметру уплотнения и с дифференцированными толщинами Ж (в зоне расположения в швеллерах 7.1 и 7.2) и И (в зоне расположения в концах швеллеров 7.1, 7.2 и в арках 5). Нижние прямолинейные желобчатые сегменты 12.1 и 12.3 имеют скошенные концы 21 с углами 22 и донцами 23. Между нижними сегментами 12.1 и 12.3 арок 11 и балками 13.1 и 13.2 имеется прямоугольное отверстие 24.
Заявленная полезная модель осуществляют следующим образом. На торцевых листах 25 проема стационарного сооружения или транспортного средства 2 для установки съемного крышевого модуля 1, ниже внешнего контура поперечного сечения, с помощью сварки, формируются поперечные арки 11 из прямолинейных желобчатых сегментов 12.1, 12.2, 12.3 полостью вверх, при этом нижние боковые сегменты 12.1, 12.3 желобчатых арок скошенными концами 21 опираются на горизонтальные полки 14.1 и 14.2 балок 13.1 и 13.2, соответственно, таким образом, что углы 22 скошенных концов 21 желобчатых сегментов 12.1, 12.3 находятся посередине этих полок, а к выступающим за горизонтальные полки 14.1 и 14.2 балок 13.1 и 13.2 частям скошенных концов 21 желобчатых сегментов 12.1, 12.3 приваривают донца 23. Таким образом формируют пространственный стык 4. Далее к стационарному сооружению или транспортному средству 2 над каждой аркой 11, при помощи сварки, устанавливают выступающие за крышу стационарного сооружения или транспортного средства 2 гребня 18 эквидистантно внешнему контуру поперечного сечения. Следующим этапом осуществляют на съемном модуле 1 замкнутый пространственный стык 3 из комбинации швеллеров 7.1, 7.2 и двух арок 5, состоящих из прямолинейных желобчатых сегментов 6.1, 6.2, 6.3 полостями вниз, при этом арки 5 располагают эквидистантно аркам 11 над ними. В швеллерах 7.1 и 7.2 к внутренним полкам 8.2 устанавливают сваркой упоры 9. Над арками 5 закрепляют сваркой дополнительные арки 15, состоящие из сегментов 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 и 16.5, при этом эти арки эквидистантны соответствующим гребням 18 и располагаются над ними. Между нижними сегментами 16.1, 16.5 и балками 13.1, 13.2 формируют прямоугольное отверстие 24. Уплотнительную прокладку 10 выполняют замкнутой с постоянной толщиной или с дифференцированной толщиной (толщина Ж в зоне расположения в швеллерах 7.1 и 7.2 плавно переходит в зоне расположения уплотнительной прокладки в концах швеллеров и в арках 5 на повышенную толщину И). По внутреннему контуру прокладки выполняют пазы 19 для прохождения упоров 9, а в углах выполняют надрезы 20 перпендикулярно полкам 8.2 швеллеров 7.1 и 7.2. В сформированный пространственный стык 3 съемного крышевого модуля 1 устанавливают уплотнительную прокладка 10 так, чтобы пазы по внутреннему контуру уплотнительной прокладки, охватывали соответствующие упоры 9 в швеллерах 7.1 и 7.2. Надрезы 20 обеспечивают плавный переход уплотнительной прокладки 10 из швеллеров 7.1 и 7.2 в арки 5. В дополнительные арки 15 укладывают прокладки 17. После вышеописанных мероприятий съемный крышевой модуль 1 устанавливается на стационарное сооружение или транспортное средство 2. Герметичность обеспечивают при стягивании съемного крышевого модуля 1 к станционарному сооружению или транспортному средству 2 крепежным устройством 26, при этом происходит деформация уплотнительных прокладок 10 и 17. Деформация уплотнительных прокладок ограничивается упорами 9, при этом обеспечивается однозначное положение съемного крышевого модуля 1 по высоте. Двойное уплотнение значительно повышает уровень и надежность герметизации в зоне расположения пространственных арок 5 и 11 и вместе соединения арок 11 с балками 13.1 и 13.2. Даже при повреждениях уплотнения 17 приток воды к аркам 5 и 11 незначителен. Попавшая вода по желобчатым секторам 12.1, 12.2 и 12.3 стекает через отверстия 24. Надежность герметизации увеличивается при использовании уплотнительной прокладки 10 с дифференцированной толщиной. Повышенная толщина в проблемных зонах в арках 5 и 11 и в месте стыковки арок 11 с балками 13.1 и 13.2 значительно снижает чувствительность уплотнения к точности изготовления, монтажа и условий эксплуатации.
Заявляемая полезная модель «Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства» соответствует условию патентоспособности "Промышленная применимость", поскольку она прошла промышленные испытания, о чем свидетельствует Акт приемочной комиссии по приемке результатов ОКР: «Разработка и изготовление электровоза грузового постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми двигателями», утвержденный старшим вице-президентом ОАО «РЖД» В.А.Гапановичем (см. Приложение 1).
1. Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства, содержащее в своем составе замкнутые пространственные сопряженные стыки по контуру герметизации на съемном крышевом модуле и на стационарном сооружении или транспортном средстве и уплотнительную прокладку, установленную в стыке съемного крышевого модуля, при этом стык на съемном крышевом модуле состоит из двух горизонтальных швеллеров, содержащих упоры и соединенных между собой по торцам съемного крышевого модуля арками из прямолинейных желобчатых сегментов, а стык на стационарном сооружении или транспортном средстве состоит их двух балок с горизонтальными полками, соединенных между собой поперечными арками из прямолинейных желобчатых сегментов, расположенными эквидистантно соответствующим аркам на съемном крышевом модуле полостями желобчатых сегментов арок навстречу друг к другу, отличающееся тем, что поперечные арки стыков состоят из трех желобчатых сегментов, не более, и расположены ниже внешнего контура поперечного сечения стационарного сооружения или транспортного средства, нижние боковые сегменты желобчатых арок стационарного сооружения или транспортного средства выполнены со скошенными концами, опирающимися на горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства, а углы скошенных концов желобчатых сегментов установлены посередине этих полок, выступающие за горизонтальные полки балок части скошенных концов желобчатых сегментов выполнены с донцами, над каждой аркой, соединяющей горизонтальные полки балок стационарного сооружения или транспортного средства, размещен выступающий за крышу гребень эквидистантно внешнему контуру стационарного сооружения или транспортного средства, на съемном крышевом модуле над каждым гребнем эквидистантно сформирована дополнительная желобчатая арка с уплотнительной прокладкой внутри, при этом между нижними сегментами дополнительной арки и горизонтальными полками балок стационарного сооружения или транспортного средства выполнены прямоугольные отверстия шириной в 10-30 мм, швеллера съемного крышевого модуля выполнены с упорами, примыкающими к внутренним полкам, уплотнительная прокладка выполнена замкнутой прямоугольной формы с разной шириной в зоне расположения в швеллерах и в арках, с пазами по внутреннему контуру уплотнительной прокладки, охватывающими соответствующие упоры в швеллерах, и надрезами во внутренних углах, направленных перпендикулярно к полкам швеллеров, величиной до половины ширины сечения уплотнительной прокладки в швеллерах.
2. Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что уплотнительная прокладка выполнена с дифференцированной толщиной - повышенной толщиной в зоне расположения в концах швеллеров и в арках в 1,1-1,1,25 раза толщины в зоне расположения в швеллерах с плавным переходом с повышенной толщины на основную.
3. Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что упоры на швеллерах выполнены примыкающими к внешним полкам швеллера.
4. Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что упоры на швеллерах выполнены посередине швеллеров в виде цилиндрических или призматических бобышек, в уплотнительных прокладках выполнены соответствующие охватывающие отверстия.
5. Уплотнение съемного крышевого модуля стационарного сооружения или транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что упоры на швеллерах выполнены в виде продольных планок, расположенных вдоль внутренних или внешних полок швеллеров.
