УСТРОЙСТВО ОТВОДА КОММУНИКАЦИЙ С РАЗЪЕМНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ Российский патент 2006 года по МПК B64G5/00 F16L37/84 E05F15/02 

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

Известно устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением по патенту России №2124464, МПК B 65 G 53/40. Устройство состоит из поворотной стрелы, привода, уравновешивающего устройства и механизмов фиксации отводимых коммуникаций с разъемным соединением. Недостатками устройства являются:

- незащищенность отводимых коммуникаций с разъемным соединением, а также узлов устройства отвода от газодинамического воздействия струи, возникающей при пуске ракеты-носителя;

- значительные нагрузки на разъем ракеты-носителя, передаваемые от устройства отвода в поперечном направлении относительно оси разъема, возникающие после подачи сжатого воздуха в привод отвода в связи с тем, что направление разделения разъемного соединения отводимых коммуникаций не совпадает с направлением приложения усилия от устройства отвода для разделения.

Известно устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением по патенту России №2175942, МПК 7 B 64 G 5/00, В 63 В 27/34 (прототип). Устройство состоит из подвижной створки, установленной шарнирно в защитном сооружении. На подвижной створке в направляющей посредством катков установлена каретка с разъемным соединением и коммуникациями. В указанном устройстве обеспечена защита коммуникаций и узлов устройства от газодинамического воздействия струи, возникающей при пуске ракеты, направление разделения разъемного соединения совпадает с направлением приложения усилия от устройства отвода, в связи с чем снижены поперечные нагрузки на бортовой разъем ракеты. В связи с тем, что отстыковка и отвод коммуникаций проводятся на начальном участке подъема ракеты и разъемное соединение наземных и бортовых коммуникаций некоторое время находится в состыкованном положении при работающих ракетных двигателях, операции по отстыковке, отводу коммуникаций и закрытию створки защитного сооружения должны выполняться в минимально короткое время, при этом выявлены следующие недостатки известного устройства:

- пристыковка коммуникаций к бортовому разъему не автоматизирована;

- значительные инерционные нагрузки, возникающие при отводе на узлы устройства отвода, в связи с тем, что каретка расположена на подвижной створке, при этом отводится суммарная масса створки и каретки с разъемом и коммуникациями;

- эжекция газовой струи от ракетных двигателей препятствует закрытию подвижной створки;

- газовая струя проникает внутрь защитного сооружения и воздействует на коммуникации и узлы устройства отвода в связи с тем, что подвижная створка установлена шарнирно и открывается в направлении ракеты;

- при отказе привода закрытия створки защитного сооружения неизбежно соударение ракеты при ее подъеме с открытой створкой, что приведет к аварийной ситуации.

Эти недостатки устраняются в предлагаемом устройстве тем, что дополнительно введен патрубок, снабженный захватами, подвижная створка установлена с возможностью линейного перемещения внутри защитного сооружения и снабжена прижимным устройством, включающим в себя шарнирные рычаги и их приводы, дренажный клапан, при этом каретка с разъемным соединением и коммуникациями установлена в защитном сооружении и кинематически связана с подвижной створкой посредством роликов.

Таким образом, в предлагаемом устройстве решаются следующие задачи:

1. Обеспечена автоматизация процесса стыковки коммуникаций за счет введения патрубка, снабженного захватами.

2. Значительно снижены инерционные нагрузки, возникающие при отводе коммуникаций в связи с тем, что каретка с разъемным соединением и коммуникациями расположена отдельно от подвижной створки в защитном сооружении.

3. Значительно снижено воздействие эжекции газовой струи от ракетных двигателей на подвижную створку в связи с тем, что подвижная створка не выступает за габариты защитного устройства.

4. Снижено воздействие газовой струи на коммуникации и узлы устройства отвода, расположенные внутри защитного сооружения, в связи с тем, что значительно уменьшены размеры проема защитного сооружения, при этом нижняя часть проема выполнена выше среза сопла ракетного двигателя.

5. Исключена возможность аварийной ситуации при отказе привода закрытия створки, в связи с тем, что подвижная створка не выступает за габариты защитного сооружения.

На приведенных чертежах изображены:

- на фиг.1 - устройство отвода в исходном положении;

- на фиг.2 - устройство отвода в пристыкованном положении;

- на фиг.3 - устройство отвода в отведенном положении;

- на фиг.4 - вид А (фиг.3) в поджатом положении створки;

- на фиг.5 - вид А (фиг.3) положение створки перед поджатием.

Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением состоит из патрубка 1 (фиг.1), установленного посредством уравновешивающего устройства на каретке 2, снабженной кожухом 3. Уравновешивающее устройство состоит из 4-х шарнирных штанг 4 и 2-х шарнирных подвесок 5. Каретка установлена в катках 6, жестко закрепленных на боковых стенках защитного сооружения 7 и снабжена приводом 8. Патрубок 1 снабжен направляющими штырями 9 и захватами 10. На задней стенке защитного сооружения 7 жестко закреплен буфер 11. Патрубок 1 снабжен трубопроводами 12, к которым посредством фланцевых соединений крепятся гибкие коммуникации 13. Подвижная створка 14 снабжена роликами 15, приводом 16 и связана с рамой 17 (фиг.4, 5) посредством пружин 18. Рама 17 установлена при помощи катков 19 в направляющих 20 защитного сооружения 7 (фиг.1). На боковых стенках защитного сооружения жестко закреплены кронштейны 21 (фиг.4, 5), снабженные упорами 22. В кронштейнах 21 установлены шарнирные рычаги 23 с роликами 24, при этом рычаги шарнирно связаны со штоками приводов 25, снабженных пружинами 26. Корпусы приводов 25 шарнирно связаны с кронштейнами 27, жестко закрепленными на боковых стенках защитного сооружения. Створка 14 снабжена уплотнительным элементом 28, кроме того, на створке 14 установлен копир 29, а на боковой стенке защитного сооружения закреплен дренажный клапан 30, связанный трубопроводами 31 с приводами 25. На клапане установлен управляющий шарнирный рычаг 32. На ракете 33 (фиг.1) на бортовом разъеме 34 по плоскости «а» закреплен переходный блок 35, а по плоскости «б» на переходном блоке установлены уплотнительные элементы.

В исходном положении каретка 2 (фиг.1) с патрубком 1 и коммуникациями находится в отведенном положении, створка 14 закрывает проем защитного сооружения и поджимается рычагами 23 (фиг.4), при этом уплотнительный элемент 28 обеспечивает герметичное соединение створки 14 с внутренней поверхностью защитного сооружения.

Операции по стыковке коммуникаций выполняются в автоматическом режиме. Открывается прижимное устройство, при этом подается сжатый воздух в приводы 25, шарнирные рычаги 23 (фиг.5) разворачиваются в осях, освобождая створку 14, пружины 18 перемещают створку 14 до упора с рамой 17, при этом между створкой и защитным сооружением образуется некоторый зазор. После этого подается сжатый воздух в привод 16 (фиг.1), створка 14 посредствам катков 19 перемещается вниз, освобождая проем защитного сооружения. Подается сжатый воздух в привод 8, каретка 2 в катках 6 перемещается в направлении стыковки, штыри 9 патрубка 1 заходят в направляющие втулки переходного блока 35, патрубок ориентируется относительно переходного блока с помощью уравновешивающего устройства, состоящего из тяг 4 (фиг.2) и подвесок 5, осуществляется стыковка, после чего захваты 10 (фиг.2) закрываются, обеспечивая необходимое усилие герметизации стыка патрубок - переходный блок по плоскости «б». После этого проводится заправка ракеты.

Отстыковка и отвод коммуникаций проводятся в автоматическом режиме на начальном участке подъема ракеты.

За некоторое время до запуска ракетных двигателей подается сжатый воздух в привод 8 в направлении отвода коммуникаций, при этом отстыковка не производится в связи с тем, что переходный блок 35 и бортовой разъем 34 связаны замком по плоскости «а», а патрубок 1 заперт относительно переходного блока 35 захватами 10 по плоскости «б». Открывается прижимное устройство подачей сжатого воздуха в трубопроводы 31 (фиг.4) пневмоцилиндров 25. Подается сжатый воздух в привод 16 (фиг.2), шток привода выдвигается до упора роликов 15 створки 14 в кожух 3 каретки 2.

В этом положении устройство находится в режиме готовности к отстыковке, при этом на борт ракеты продолжают поступать по коммуникациям необходимые газы. После запуска ракетных двигателей и начале подъема ракеты устройство отвода посредством шарнирных тяг 4 и подвесок 5 отслеживает подъем ракеты. На некоторой высоте подъема срабатывают пиросредства бортового разъема 34, открывается замок, соединяющий бортовой разъем 34 и переходный блок 35, происходит разделение коммуникаций по плоскости «а», каретка 2 с патрубком 1 с коммуникациями и переходным блоком перемещается в направлении отвода, при этом энергия отвода каретки гасится буфером 11. Одновременно, при отводе каретки ролик 15 створки 14 освобождается и под действием привода 16 осуществляется подъем створки 14, при этом, в связи с тем, что прижимное устройство открыто, обеспечивается зазор между створкой 14 и защитным сооружением 7. На конечном участке подъема створки копир 29 (фиг.5) взаимодействует с управляющим шарнирным рычагом 32 дренажного клапана 30, при этом сжатый воздух дренируется из пневмоцилиндров 25 через дренажный клапан 30, пружины 26 разжимаются, штоки пневмоцилиндров разворачивают шарнирные рычаги 23 в кронштейнах 21 (фиг.4) до упора 22, при этом ролики 24 рычагов 23 прижимают створку 14 к внутренней поверхности защитного сооружения, а уплотнительный элемент 28 обеспечивает герметизацию соединения.

Изобретение относится к быстроразъемным соединениям коммуникаций и может быть использовано в ракетно-космических стартовых комплексах для автоматической стыковки, расстыковки и отвода коммуникаций от борта ракеты. Согласно изобретению, устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением содержит подвижную створку защитного сооружения, каретку с разъемным соединением и коммуникациями, уравновешивающее устройство и патрубок. Подвижная створка установлена с возможностью линейного перемещения внутри защитного сооружения и снабжена прижимным устройством. Прижимное устройство включает в себя шарнирные рычаги и их приводы с дренажным клапаном. Каретка с разъемным соединением и коммуникациями установлена в защитном сооружении и кинематически связана с подвижной створкой посредством роликов. Патрубок снабжен захватами для запирания относительно переходного блока бортового разъема и установлен на каретке посредством уравновешивающего устройства. Техническим результатом изобретения является обеспечение автоматизации процесса стыковки коммуникаций, значительное снижение инерционных нагрузок, возникающих при отводе коммуникаций, снижение воздействия газовой струи ракетных двигателей на подвижную створку защитного сооружения, коммуникации и узлы устройства отвода и исключение возможности возникновения аварийной ситуации при отказе привода закрытия створки. 5 ил.

Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением, содержащее подвижную створку защитного сооружения, каретку с разъемным соединением и коммуникациями, уравновешивающее устройство, отличающееся тем, что дополнительно введен патрубок, снабженный захватами для запирания патрубка относительно переходного блока бортового разъема и установленный на каретке посредством уравновешивающего устройства, а подвижная створка установлена с возможностью линейного перемещения внутри защитного сооружения и снабжена прижимным устройством, включающим в себя шарнирные рычаги и их приводы с дренажным клапаном, при этом каретка с разъемным соединением и коммуникациями установлена в защитном сооружении и кинематически связана с подвижной створкой посредством роликов.