УСТРОЙСТВО ОТВОДА КОММУНИКАЦИЙ С РАЗЪЕМНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ Российский патент 2002 года по МПК B65G53/40 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам отвода коммуникаций с разъемным соединением от борта ракеты, и может быть использовано в космических стартовых комплексах.

Известно устройство по патенту США 3805834, М.кл. В 65 G 53/40, содержащее основание, поворотную стойку, системы противовесов и тросовых устройств, гидроцилиндры. Недостатком устройства являются большие динамические нагрузки на борт при слежении за его колебаниями за счет того, что величина нагрузок на борт пропорциональна массе противовесов. Другим недостатком является наличие большого количества приводов, управляющих движением элементов устройства, предполагающее сложную систему контроля и управления, кроме того, отсутствие стабилизации и фиксации в определенном устойчивом положении коммуникаций с разъемным соединением при отводе от борта может привести к их соударению с бортом. Кроме того, устройство не обеспечивает ускоренный отвод бортового разъема на начальном участке подъема борта, исключающий соударение с бортом.

Известно устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением по патенту России 2124464 М.кл. В 65 G 53/40 (прототип). Устройство состоит из поворотной стрелы, привода, уравновешивающего устройства и механизмов фиксации отводимых коммуникаций с разъемным соединением.

В указанном устройстве исключены противовесы, а уравновешивающее устройство выполнено в виде пружинной подвески и снабжено гидробуфером, в связи с этим снижены динамические нагрузки на борт ракеты, а также уменьшена масса устройства отвода. Устройство обеспечивает ускоренный отвод разъемного соединения на начальном участке подъема ракеты, исключающий соударение с бортом ракеты. Кроме того, обеспечена фиксация отведенного положения коммуникаций с разъемным соединением.

Недостатками указанного устройства является:
1. Ручное подсоединение коммуникаций к бортовой плате, что не позволяет автоматизировать процесс стыковки и отвода коммуникаций, при этом не обеспечивается безопасность обслуживающего персонала при заправке ракеты агрессивными, токсичными и пожаровзрывоопасными компонентами.

2. Значительные нагрузки на разъем ракеты, передаваемые от устройства отвода в поперечном направлении относительно оси разъема, возникающие после подачи сжатого воздуха в привод отвода, при этом направление разделения разъемного соединения отводимых коммуникаций не совпадает с направлением приложения усилия от устройства отвода для разделения, в связи с чем велика вероятность заклинивания отводимого разъема при разделении с бортом ракеты.

Эти недостатки устраняются в предлагаемом устройстве тем, что введено дополнительное разъемное соединение, включающее стыкуемый патрубок с коммуникациями, снабженный механизмом запирания стыка, а также узлом расфиксации бортового разъемного соединения, при этом стыкуемый патрубок посредством уравновешивающего устройства установлен на подвижной каретке, снабженной узлом фиксации относительно стрелы, выполненной в виде поворотного защитного кожуха.

Таким образом в предлагаемом устройстве:
1. За счет введения дополнительного разъемного соединения обеспечивается автоматизация процессов подвода, стыковки, отстыковки и отвода коммуникаций, при этом все операции проводятся без присутствия обслуживающего персонала. В результате исключается трудоемкая операция подсоединения коммуникаций к разъемному соединению, а также исключается возможность воздействия на обслуживающий персонал агрессивных токсичных и пожаровзрывоопасных компонентов. При этом обеспечивается ускоренный отвод коммуникаций на начальном участке подъема ракеты, исключающий соударение с бортом ракеты и газодинамическое воздействие струи, возникающей при пуске ракеты, на узлы устройства отвода.

2. За счет установки стыкуемого патрубка посредством уравновешивающего устройства на подвижной каретке, снабженной узлом фиксации относительно стрелы, выполненной в виде поворотного защитного кожуха, снижаются нагрузки на бортовой разъем, при этом направление разделения бортового разъема совпадает с направлением приложения усилия от устройства отвода, в связи с чем снижена вероятность заклинивания отводимого разъема при разделении с бортом ракеты.

На приведенных чертежах изображены:
На фиг.1 - устройство отвода в пристыкованном положении коммуникаций, на фиг. 2 - устройство отвода в отведенном положении коммуникаций, на фиг.3 - разрез А-А фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.1, на фиг.5 - разрез В-В фиг.1, на фиг.6 - разрез Г-Г фиг.5.

Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением состоит из поворотного защитного кожуха 1 (фиг. 1), установленного в шарнире 2 защитного сооружения 3. На защитном кожухе 1 в направляющей 4 посредством катков 5 установлена каретка 6, шарнирно связанная с приводом 7.

Патрубок 8 шарнирно закреплен на каретке 6 посредством уравновешивающего механизма, состоящего из четырех шарнирных пружинных штанг 9. Патрубок 8, бортовой разъем 10, направляющие штыри 11 и манжеты 12 образуют дополнительное разъемное соединение патрубка 8 с бортовым разъемом 10; герметичность этого соединения обеспечивается уплотнительными манжетами 12, а усилие, необходимое для герметизации, обеспечивается механизмом запирания стыка, выполненного в виде подвижных захватов 13. Гибкие коммуникации 14 присоединены к штуцерам патрубка 8. Бортовой разъем 10 закреплен на борту ракеты 15 посредством цангового замка, состоящего из цанги 16 и тяги 17, скрепленных между собой штифтом 18. В пристыкованном положении патрубка 8 к бортовому разъему 10 тяга 17 удерживается узлом расфиксации бортового разъемного соединения, представляющим собой закрепленный на каретке 6 шариковый замок, состоящий из корпуса 19, штока 20, заглушки 21, шариков 22 и пружин 23, 24. Узел расфиксации бортового разъемного соединения предназначен для расфиксации бортового разъема относительно борта ракеты на начальном участке подъема ракеты.

Каретка 6 (фиг.1) удерживается относительно направляющей 4 посредством фиксатора 25 (фиг. 4), закрепленного в шарнире 26 каретки 6 и снабженного пружиной 27. На направляющей 4 закреплен упор 28 и пневматический толкатель 29, состоящий из корпуса 30, штока 31 и пружины 32, причем воздушная полость "а" соединена с магистралью подвода сжатого воздуха в привод 7 (фиг.1). На каретке 6 (фиг.1) установлен регулируемый упор 33. Защитный кожух 1 удерживается в подведенном положении шарнирными рычагами 34, 35, зафиксированными защелкой 36 и шарнирно закрепленными в защитном сооружении 3 посредством кронштейна 37.

На направляющей 4 и кронштейне 38 защитного сооружения 3 закреплены буферы 39, 40. Защитный кожух 1 удерживается в закрытом положении пневматической защелкой 41. Привод 7 шарнирно установлен в кронштейне 42 сооружения 3. Направляющая 4 снабжена упором 43.

В отведенном положении поворотный защитный кожух 1 (фиг.2) закрывает проем защитного сооружения 3 и фиксируется защелкой 41. Каретка 6 с установленным на ней патрубком 8 с коммуникациями 14 находится в крайнем нижнем положении относительно направляющей 4. Бортовой разъем 10 посредством захватов 13 закреплен на патрубке 8.

В исходном положении (перед стыковкой) ракета 15 находится на стартовой позиции с закрепленным посредством цангового замка бортовым разъемом 10 (фиг.3).

При подводе коммуникаций к борту ракеты последовательно в автоматическом режиме выполняются следующие операции. Подается сжатый воздух в пневматическую защелку 41 (фиг.1) и привод 7, поворотный защитный кожух 1 разворачивается в шарнире 2, при этом шарнирные рычаги 34, 35 разворачиваются и фиксируются защелкой 36 и удерживают защитный кожух 1 в подведенном положении, при этом патрубок 8 занимает соосное с бортовым разъемом 10 положение. Дальнейшим перемещением штока привода 7 каретка 6 перемещается в направлении стыковки, направляющие штыри 11 центрируют патрубок 8 относительно бортового разъема 10, подается сжатый воздух в привод захватов 13 механизма запирания стыка, при этом захваты закрываются и обеспечивают необходимое усилие на уплотнительных манжетах 12 (фиг.5, 6) для герметизации дополнительного разъемного соединения.

В крайнем верхнем положении каретки 6 (фиг.4) фиксатор 25 входит в зацепление с упором 28 направляющей. В процессе стыковки патрубка 8 с бортовым разъемом 10 (фиг.3) тяга 17 перемещает заглушку 21 шарикового замка, при этом сжимается пружина 23, корпус 19 под действием пружины 24 перемещается вниз, осуществляя фиксацию тяги 17 шариками 22. После окончания пристыковки дренируется сжатый воздух из привода 7.

В процессе стояния в пристыкованном положении коммуникаций взаимные смещения ракеты 15 и защитного сооружения 3 компенсируются перемещениями пружинных шарнирных штанг 9, при этом штанги 9 обезвешивают патрубок 8 с коммуникациями 14, пристыкованный к бортовому разъему 10.

Перед началом отвода бортового разъема подается сжатый воздух в полость "б" пневматического толкателя 29 (фиг.4), шток 31 выдвигается сжимая пружину 32, разворачивает фиксатор 25, при этом фиксатор выходит из зацепления с упором 28, освобождая каретку 6 (фиг.1). При перемещении штока 31 (фиг.4) сжатый воздух из полости "б" подается в полость "а", соединенную с магистралью привода 7 (фиг.1) на отвод, при этом привод создает отрывающее усилие на бортовой разъем 10, который удерживается цангой 16 (фиг.3) на борту ракеты 15.

Расстыковка бортового разъема 10 (фиг.1) осуществляется на начальном участке подъема ракеты, при этом усилие подъема ракеты посредством тяги 17 (фиг.3) передается на узел расфиксации бортового разъемного соединения и каретку 6, которая перемещается вверх до упора 43 (фиг.1). При достижении критического усилия срезается штифт 18 (фиг.3), цанга 16 перемещается вверх относительно тяги 17, при этом цанга выходит из зацепления с бортом ракеты. Каретка 6 с патрубком 8, коммуникациями 14 и бортовым разъемом 10 перемещается вниз под действием веса и усилия привода 7 (фиг.1), при этом энергия движения каретки гасится буфером 39. На конечном участке прямолинейного движения упор 33 взаимодействует с защелкой 36, при развороте которой шарнирные рычаги 34, 35 освобождаются, при этом осуществляется расфиксация подвижного защитного кожуха 1. При дальнейшем перемещении штока привода 7 защитный кожух 1 разворачивается в шарнире 2 до упора в проем защитного сооружения 3, при этом энергия движения защитного кожуха 1 гасится буфером 40 (фиг. 2), защелка 41 фиксирует кожух в отведенном положении. В отведенном положении защитного кожуха обеспечивается защита узлов устройства отвода с коммуникациями от газодинамического воздействия, возникающего при подъеме ракеты.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам отвода коммуникаций с разъемным соединением от борта ракеты, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах. Разъемное соединение устройства включает в себя бортовой разъем, стыкуемый патрубок с направляющими штырями и уплотнительными манжетами. Имеется механизм запирания стыка между бортовым разъемом и патрубком, а также узел их расфиксации. Патрубок подсоединен к коммуникациям. Каретка установлена на стреле с возможностью перемещения вдоль последней, снабжена узлом фиксации относительно стрелы, связана с приводом поворота стрелы, а патрубок установлен на каретке посредством уравновешивающего устройства. Изобретение позволяет автоматизировать процессы подвода и стыковки коммуникаций к борту ракеты, снизить нагрузки на борт ракеты, повысить надежность и безопасность процесса разделения отводимого бортового разъемного соединения. 6 ил.

Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением, связанным с коммуникациями, содержащее шарнирно установленные на основании стрелу и ее привод, а также уравновешивающее устройство, причем разъемное соединение включает в себя бортовой разъем, отличающееся тем, что разъемное соединение снабжено стыкуемым патрубком с направляющими штырями и уплотнительными манжетами, содержащим механизм запирания стыка между бортовым разъемом и патрубком, к которому подсоединены коммуникации, а также узлом его расфиксации, при этом устройство содержит каретку, установленную на стреле с возможностью перемещения вдоль нее, снабженную узлом фиксации относительно стрелы и связанную с ее приводом, причем патрубок установлен на каретке посредством уравновешивающего устройства.