УЗЕЛ РАЗДЕЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК B64G1/64 B26F3/00 F16L25/00 F42B3/04 

Изобретение относится к устройствам разделения узлов и может применяться в различных отраслях машиностроения, например, в космической технике при разделении коммуникаций, связывающих ступени ракеты.

Известно устройство для разделения по патенту США 3244104, НКИ 102-49 от 25.03.64 г., представляющее собой плоский диск, который посредством жесткой связи соединен с цилиндрическим корпусом.

На диске закреплено кольцо, имеющее проточку для размещения пирозаряда. Внутри проточки в контакте с пирозарядом установлен инициатор. При подрыве пирозаряда образуется реактивная струя раскаленных газов, направленная радиально на стенку цилиндрического корпуса. Стенка разрушается и происходит разделение. Недостатком этого устройства является то, что пороховые газы выходят наружу и могут повредить находящиеся рядом приборы, а также нарушают экологию.

Наиболее близким по технической сущности является узел разделения по заявке ФРГ 3833698, кл. В 64 G 1/64 от 09.04.92 г. Устройство содержит соединенные ослабленным звеном разделяемые элементы, один из которых с отбортовкой, образующие в районе ослабленного звена ложемент с размещенным в нем силовым приводом. Силовой привод может быть с наполнителем и пирозарядом. При срабатывании пирозаряда овальная пирокамера под действием пороховых газов стремится принять круглую форму и совершает работу для разрушения ослабленного звена и, следовательно, для разделения частей устройства. Недостатками указанного узла разделения являются:
1. Высокие перегрузки при срабатывании узла.

2. Отсутствует возможность герметизации разделяемых частей до срабатывания или при срабатывании узла разделения.

3. Большой вес изделия, т.к. после разделения фланец, образующий ложемент пиропривода, остается на изделии, продолжающем полет после разделения.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков, а именно: уменьшение ударных перегрузок при срабатывании, обеспечение возможности герметизации после разделения, снижение веса конструкции за счет исключения основной массы узла разделения, которая остается на отработавшей части изделия, а также расширение арсенала технических средств.

Задача достигается тем, что узел разделения, содержащий соединенные ослабленным звеном разделяемые элементы, один из которых с отбортовкой, образующие в районе ослабленного звена ложемент с размещенным в нем силовым приводом в соответствии с изобретением, снабжен гибким элементом, установленным на первом разделяемом элементе, ложемент выполнен между фланцевыми элементами, первый из которых установлен вплотную к отбортовке второго разделяемого элемента и поджат к ней расположенной с другой стороны отбортовки гайкой, а второй фланцевый элемент поджат к первому фланцевому элементу упорной гайкой, установленной на резьбовой законцовке первого разделяемого элемента и выполнен с упором, размещенным в проточке первого фланцевого элемента. При этом между торцом упора и торцом проточки образован зазор, величина которого больше величины ослабленного звена, а фланцевые элементы установлены на второй разделяемый элемент между ослабленным звеном и отбортовкой с возможностью перемещения второго фланцевого элемента в сторону гибкого элемента.

Кроме того, силовой привод выполнен в виде трубки овального сечения тороидной или прямолинейной формы с пирокамерой, приваренной к цилиндрическим законцовкам трубки.

На чертеже представлен общий вид узла разделения.

Узел разделения, например трубопровода, содержит неподвижный 1 и подвижный 2 фланцевые элементы, силовой привод (например пиропривод) 3, расположенный в ложементе 4, образованном между фланцевыми элементами 1, 2. На участке трубопровода между первым разделяемым элементом 5 с резьбовой законцовкой 6 и вторым разделяемым элементом 7 с отбортовкой 8 выполнено ослабленное звено 9. В неподвижном фланцевом элементе 1 выполнена проточка 10, а в подвижном фланцевом элементе 2 - упор 11, между торцом Т которого и торцом Т₁ фланцевого элемента 2 образован зазор А, величина которого больше величины Б ослабленного звена 9.

Фланцевые элементы 1, 2 установлены на втором разделяемом элементе 7, причем неподвижный фланцевый элемент 1 поджат к отбортовке 8 гайкой 12, а подвижный фланцевый элемент 2 поджат к неподвижному фланцевому элементу упорной гайкой 13. Первый разделяемый элемент 5 трубопровода имеет гибкий (сильфонный) элемент 14, расположенный со стороны ослабленного звена 9. Пиропривод 3 выполнен в виде овальной трубки 15 торовой формы с цилиндрическими наконечниками 16, к которым приварена пирокамера 17 с отверстием 18 под пирозаряд 19. Пиропривод 3 и неподвижный фланцевый элемент 1 имеют определяющие их взаимное расположение фиксаторы 20.

Узел разделения работает следующим образом.

При срабатывании пирозаряда 19 давление газов через отверстие 18, соединяющее пирокамеру 17 с внутренней полостью пиропривода 3, создает усилие, которое действует на трубку 15 овального сечения. Трубка 15, расположенная в ложементе 4 между неподвижным 1 и подвижным 2 фланцевыми элементами, передает на них усилие, которое разрывает ослабленное звено 9, находящееся на трубопроводе между отбортовкой 8 и резьбовой законцовкой 6. После разрыва ослабленного звена 9 подвижный фланцевый элемент 1 перемещает оторванную часть трубопровода за счет сжатия гибкого (сильфонного) элемента. Фланцевые элементы при выборе зазора А после срабатывания зафиксированы между торцом Т в подвижном фланце 1 и торцом Т₁ неподвижного фланца 2. Останов подвижной плиты фланцевого элемента 2 осуществляется упором 11. После срабатывания часть трубопровода с разделяемым элементом 7 вместе с фланцевыми элементами и остальной частью конструкции, к которой присоединен узел разделения, отделяется и в дальнейшей работе изделия не участвует.

Часть трубопровода с разделяемым элементом 5 вместе с гибким элементом 14 и с конструкцией изделия продолжает выполнять задание, при этом эта часть конструкции при срабатывании узла разделения и после срабатывания высоких ударных перегрузок не испытывает, т.к. масса отрывной части с сильфоном и ход подвижных частей весьма малы. Кроме того, на участке трубопровода с сильфонным узлом до срабатывания узла разделения выполнены отсечные клапаны, препятствующие потерям рабочего тела после срабатывания (на чертеже не указаны).

Таким образом, выполнение ложемента между фланцевыми элементами, один из которых выполнен подвижным в сторону гибкого элемента на величину хода, и образование на разделяемом трубопроводе ослабленного звена значительно уменьшает ударные перегрузки при срабатывании на продолжающее выполнять задание изделие, а также предотвращает потери рабочего тела за счет установки и срабатывания отсечных клапанов до срабатывания узла разделения и уменьшает вес продолжающего полет изделия (основная масса узла разделения после срабатывания остается на отработавшей части изделия).

Изобретение может применяться в различных отраслях машиностроения, например в космической технике при разделении коммуникаций, связывающих ступени ракет. Узел содержит разделяемые элементы, соединенные ослабленным звеном. Первый из них снабжен гибким элементом, а второй выполнен с отбортовкой. Ложемент под силовой привод выполнен между фланцевыми элементами, первый из которых вплотную поджат к отбортовке гайкой, а второй поджат к первому упорной гайкой и выполнен с упором, размещенным в проточке первого фланцевого элемента. Фланцевые элементы установлены на втором разделяемом элементе между ослабленным звеном и отбортовкой с возможностью перемещения второго фланцевого элемента в сторону гибкого элемента. Силовой привод может быть выполнен в виде трубки овального сечения тороидной формы с пирокамерой, приваренной к цилиндрическим законцовкам трубки. Изобретение позволяет уменьшить ударные нагрузки при срабатывании, обеспечить возможность герметизации после разделения, снизить вес конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Узел разделения, содержащий соединенные ослабленным звеном разделяемые элементы, один из которых с отбортовкой, образующие в районе ослабленного звена ложемент с размещенным в нем силовым приводом, отличающийся тем, что он снабжен гибким элементом, установленным на первом разделяемом элементе, ложемент выполнен между фланцевыми элементами, первый из которых установлен вплотную к отбортовке второго разделяемого элемента и поджат к ней расположенной с другой стороны отбортовки гайкой, а второй фланцевый элемент поджат к первому фланцевому элементу упорной гайкой, установленной на резьбовой законцовке первого разделяемого элемента, и выполнен с упором, размещенным в проточке первого фланцевого элемента, при этом между торцом упора и торцом проточки образован зазор, а фланцевые элементы установлены на второй разделяемый элемент между ослабленным звеном и отбортовкой с возможностью премещения второго фланцевого элемента в сторону гибкого элемента. 2. Узел разделения по п. 1, отличающийся тем, что силовой привод выполнен в виде трубки овального сечения тороидной формы с пирокамерой, приваренной к цилиндрическим законцовкам трубки.