БЫСТРОРАЗЪЕМНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2001 года по МПК F16L39/00 

Изобретение относится к ракетно-космической техникe, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмогидромагистралей, и может быть использовано в машиностроении.

Известен быстроразъемный агрегат, содержащий захватываемый упор и захватывающий механизм с подвижной втулкой, соединенной с пневмоприводом (патент SU N 1825406 A3, кл. 5 F 16 В 2/16; F 16 L 37/22).

Недостатком данной конструкции являются большие размеры замка, так как он воспринимает суммарную силу реакции FΣ, возникающую в пневмогидромагистралях при прохождении в них рабочего тела под давлением P через проходное сечение S - FΣ = P•(S₁+S₂+...+S_n) и как следствие увеличение размеров всего агрегата. Это может затруднять монтаж агрегата на изделии.

Близким по технической сущности является быстроразъемный агрегат, состоящий из пневмогидромагистралей, размещенных в бортовой и наземной колодках, соединенных пневмозамком с уплотнительными элементами (патент RU N 2118735 C1, кл. 6 F 16 L 39/00).

Недостатком данной конструкции являются большие размеры замка, так как он воспринимает суммарную силу реакции FΣ, возникающую в пневмогидромагистралях при прохождении в них рабочего тела под давлением P через сечение S - FΣ = P•(S₁ + S₂ + ... +S_n) и как следствие увеличение размеров всего агрегата. Это может затруднять монтаж агрегата на изделии.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является возможность выполнения замка малых размеров и соответственно уменьшение размеров всего агрегата, что ведет к снижению его веса и удобству работы с конструкцией меньших габаритных размеров.

Сущность изобретения заключается в том, что в быстроразъемном агрегате, состоящем из пневмогидромагистралей, размещенных в бортовой и наземной колодках, соединенных пневмозамком, с уплотнительными элементами, внутрь одной или нескольких пневмогидромагистралей соответственно помещено замковое устройство в виде цанги, жестко закрепленной на бортовой колодке, и подвижной втулки с захватываемым упором, установленной внутри наземной колодки с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении и образующей между своим торцoм, внутренней стенкой наземной колодки и штоком вновь введенного в наземную колодку подпружиненного обратного клапана замкнутую полость, соединенную с атмосферой, площадь сечения которой превышает площадь сечения поверхности цанги, контактирующей с уплотнительным элементом наземной колодки, причем в бортовую колодку вновь введен обратный клапан.

На фиг. 1 изображен общий вид быстроразъемного агрегата.

На фиг. 2 изображена бортовая колодка.

На фиг. 3 изображена наземная колодка.

Конструкция быстроразъемного агрегата состоит из пневмогидромагистралей 1 и 2, размещенных в бортовой 3 и наземной 4 колодках, соединенных пневмозамком 5.

Внутренние полости пневмогидромагистралей отделены от атмосферы уплотнительными элементами 6 и 7.

Внутрь пневмогидромагистрали 1 помещено замковое устройство в виде цанги 8, жестко закрепленной на бортовой колодке 3 и подвижной втулки 9 с захватываемым упором 10. Подвижная втулка 9 установлена внутри наземной колодки 4 и ограничена в перемещении в осевом направлении упором 11, взаимодействующим с канавкой 12 подвижной втулки 9.

Торец 13 подвижной втулки 9, внутренняя стенка 14 наземной колодки 4 и шток 15 подпружиненного пружиной 16 вновь введенного в наземную колодку 4 обратного клапана 17 образуют замкнутую полость 18, соединенную с атмосферой.

Площадь сечения замкнутой полости 18 больше площади сечения поверхности 19 цанги 8, контактирующей с уплотнительным элементом 6 наземной колодки 4.

Торец 13 подвижной втулки 9 взаимодействует со штоком 15 обратного клапана 17, а торец 20 подвижной втулки 9 взаимодействует со штоком 21 подпружинненного пружиной 22 вновь введенного обратного клапана 23, размещенного в бортовой колодке 3.

Головка 24 цанги 8 взаимодействует конической поверхностью 25 с захватываемым упором 10 подвижной втулки 9, а наружной поверхностью 26 с цилиндрической поверхностью 27 наземной колодки 4.

Пневмозамок 5 состоит из цанги 28, жестко соединенной с бортовой колодкой 3, корпуса 29 с захватываемым упором 30, установленного в наземной колодке 4 с возможностью осевого перемещения.

Внутри корпуса установлен подпружиненный шток 31, образующий между своим торцoм 32 и торцoм 33 корпуса 29 полость 34 для подачи управляющего давления, а на наружной поверхности корпуса 29 установлена натяжная гайка 35.

Стыковка бортовой 3 и наземной 4 колодок осуществляется следующим образом: перемещают наземную колодку 4 по стрелке Б, при этом цанга 8 входит внутрь пневмогидромагистрали 1, шток 21 обратного клапана 23, установленного в бортовой колодке 3 упирается в торец 20 подвижной втулки 9 и начинает перемещать одновременно подвижную втулку 9 и упирающийся штоком 15 в ее торец 13 обратный клапан 17. После того как усилие пружины 16 обратного клапана 17 по мере его перемещения превысит усилие пружины 22 обратного клапана 23, откроется проходное сечение в бортовой колодке 3 за счет того, что клапан 23 будет перемещаться вместе с наземной колодкой 4, а подвижная втулка 9 и обратный клапан 17 удерживаются на месте относительно корпуса наземной колодки 4 пружиной 16.

Головка 24 цанги 8 конической поверхности 25 охватывает захватываемый упор 10 подвижной втулки 9, только после этого наружная поверхность 26 головки 24 цанги 8 начинает взаимодействовать с цилиндрической поверхностью 27 наземной колодки 4.

Во время стыковки в полость 34 пневмозамка 5 постоянно подается давление, и шток 31 выдвинут вперед по отношению к захватываемому буртику 30 корпуса 29. Цанга 28 проходит шток 31 и захватывает упор 30 корпуса 29. После упора наземной колодки 4 в торец бортовой колодки 3 подача давления в полость 34 прекращается. Шток 31 под действием пружины перемещается до упора торцoм 32 в торец 33 корпуса 29 и запирает снизу цангу 28.

Вращают натяжную гайку 35, упирающуюся в торец наземной колодки 4, которая в свою очередь при помощи резьбы перемещает корпус 29, который создает с помощью захватываемого упора 30 натяжение цанги 28 и служит стягивающим устройством пневмозамка 5.

Усилия замка 5 достаточно, чтобы выдержать вес наземной колодки 4 с присоединенными к ней пневмомагистралями.

После подачи рабочего тела под давлением P в пневмомагистрали в них возникает суммарная сила реакции FΣ = P•(S₁+S₂), где и - площади сечения поверхности стыкуемых элементов пневмогидромагистралей 1 и 2, контактирующих с уплотнительными элементами 6 и 7.

В то же время в пневмогидромагистрали 1 возникает сила F₃ = P • (S₃ - S₁), которая действует на подвижную втулку 9 и перемещает ее по стрелке A. Подвижная втулка 9 захватывает упором 10 и давит на коническую поверхность 25 головки 24 цанги 8, которая ограничена в радиальном направлении цилиндрической поверхностью 27 наземной колодки 4, и тянет цангу 8 за собой, создавая затягивающее усилие на цанге.

- площадь сечения полости 18, S₃ конструктивно превышает .

Сила, действующая на пневмозамок 5, F_зам = P • (S₁ + S₂ - S₃).

Таким образом, выполняя конструктивно площадь S₃ равновеликой сумме S₁ + S₂, получаем F_зам очень небольшую, что позволяет иметь пневмозамок малых размеров, а соответственно уменьшаются размеры и всего агрегата.

Расстыковка бортовой 3 и наземной 4 колодок осуществляется следующим образом.

Подают управляющее давление в полость 34 пневмозамка 5. Возникает сила, которая действует на торец 32 штока 31 и перемещает его до упора. Внутренняя поверхность цанги 28 оказывается свободной, и она под действием силы F_зам выходит из зацепления с захватываемым упором 30 корпуса 29. Бортовая 3 и наземная 4 колодки начинают расходиться между собой, при этом цанга 8, установленная в пневмогидромагистрали 1, перемещаясь вместе с бортовой колодкой 3 под действием F_зам = P • (S₁ + S₂ - S₃) упирается конической поверхностью 25 в захватываемый упор 10 подвижной втулки 9 и перемещает ее за собой. Как только наружная поверхность 26 головки 24 выйдет из контакта с цилиндрической поверхностью 27 наземной колодки 4, головка 24 цанги 8 ничем не ограничена в радиальном направлении. Подвижная втулка 9 движется вместе с цангой 8 до тех пор, пока не упрется в упор 11, взаимодействующий с канавкой 12. Головка 24 цанги 8 соскальзывает с захватываемого упора 10, прекратившей осевое перемещение подвижной втулки 9.

Дальнейшее разделение бортовой 3 и наземной 4 колодок происходит под действием силы FΣ = P • (S₁ + S₂) до окончательного их разделения.

Изобретение предназначено для разделения межблочных пневмогидромагистралей и может быть использовано в ракетно-космической технике и машиностроении. Быстроразъемный агрегат состоит из пневмогидромагистралей, размещенных в бортовой и наземной колодках, соединенных пневмозамком, с уплотнительными элементами. Внутрь одной или нескольких пневмогидромагистралей соответственно помещено замковое устройство в виде цанги, жестко закрепленной на бортовой колодке, и подвижной втулки с захватываемым упором, установленной внутри наземной колодки с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении. Между торцом подвижной втулки, внутренней стенкой наземной колодки и штоком вновь введенного в наземную колодку подпружиненного обратного клапана образована замкнутая полость, соединенная с атмосферой. Площадь сечения замкнутой полости превышает площадь сечения поверхности цанги, контактирующей с уплотнительным элементом наземной колодки. В бортовую колодку вновь введен обратный клапан. Конструкция обеспечивает возможность выполнения замка малых размеров и соответственно уменьшения размеров всего агрегата, что ведет к снижению его веса и удобству работы с конструкцией меньших габаритных размеров. 3 ил.

Быстроразъемный агрегат, состоящий из пневмогидромагистралей, размещенных в бортовой и наземной колодках, соединенных пневмозамком, с уплотнительными элементами, отличающийся тем, что внутрь одной или нескольких пневмогидромагистралей соответственно помещено замковое устройство в виде цанги, жестко закрепленной на бортовой колодке, и подвижной втулки с захватываемым упором, установленной внутри наземной колодки с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении и образующей между своим торцом, внутренней стенкой наземной колодки и штоком вновь введенного в наземную колодку подпружиненного обратного клапана замкнутую полость, соединенную с атмосферой, площадь сечения которой превышает площадь сечения поверхности цанги, контактирующей с уплотнительным элементом наземной колодки, причем в бортовую колодку вновь введен обратный клапан.