БЫСТРОРАЗЪЕМНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2009 года по МПК F16L37/00 

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмомагистралей космического корабля (КК), и может быть использовано в других отраслях машиностроения.

Известен быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные замком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей втулкой, пневмопривода с поршнем, замкнутой полостью с обратным клапаном, соединенным с системой подачи рабочего тела (патент РФ №2173428).

Недостатком данной конструкции является сложность монтажа быстроразъемного агрегата, ввиду наличия дополнительного трубопровода к обратному клапану и замкнутой полости, и необходимость обеспечивать зарядку давлением замкнутой полости.

Близким по технической сущности является быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном, отборный трубопровод замкнутой полости, соединяющий один из заправочных штуцеров с подводом к обратному клапану, сдергивающее устройство (патент РФ №2216676).

Недостатком данной конструкции является невозможность автоматического сброса давления из пневмопривода после прохождения испытаний на этапах сборки всего КК, на этапах проведения регламентных работ при хранении КК, а также при проведении испытаний после отложенных пусках КК и т.п. Наличие сосуда с высоким давлением, которое сбрасывается только при ручном открытии запирающего клапана, которым является пневмопривод, опасно для обслуживающего персонала при проведении сборочных операций, регламентных работ, так как возможна несанкционированная расстыковка агрегата при случайном воздействии персонала на сдергивающее устройство. При случайном воздействии персонала на сдергивающее устройство агрегат расстыковывается с усилием в тысячи килограммов, представляя угрозу здоровью и жизни, а также может привести к выходу из строя КК. Кроме того, после установки запирающего клапана невозможна его проверка на герметичность без подачи в пневмопривод высокого давления, т.е. либо установка клапана остается не проверенной, либо в полости остается давление.

Задачей данного изобретения является повышение надежности конструкции, автоматизация при испытаниях.

Задача решается тем, что в быстроразъемном агрегате, включающем бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном, отборный трубопровод замкнутой полости, соединяющий один из заправочных штуцеров и подвод к обратному клапану, сдергивающее устройство, в отличие от прототипа соосно обратному клапану установлен взаимодействующий с ним поршень со штоком, причем управляющая полость поршня соединена вторым отборным трубопроводом с другим заправочным штуцером, а отборный трубопровод замкнутой полости подведен между обратным клапаном и поршнем.

Технический результат заключается в повышении безопасности при проведении работ с КК, т.к. операция сброса высокого давления осуществляется дистанционно подачей давления во второй отборный трубопровод, при этом поршень перемещается и штоком отжимает обратный клапан, в результате давление из замкнутой полости сбрасывается в отборный трубопровод замкнутой полости. Давление из замкнутой полости замка сбрасывается до выполнения любых других операций, связанных со сборкой КК и техническим обслуживанием, требующих наличия обслуживающего персонала, который мог бы при случайном воздействии на сдергивающее устройство расстыковать агрегат, который развивает при расстыковке усилие в тысячи килограммов, представляя угрозу здоровью и жизни, а также может привести к выходу из строя КК. Кроме того, после проведения части сборочных операций КК невозможен доступ в данную часть КК ввиду плотности компоновки или после стыковки с другим отсеком, например ракетой-носителем. Необходимость обеспечения доступа потребовала бы выполнения люка на обшивке КК, что привело бы к увеличению массы КК.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид агрегата в состыкованном положении; фиг.2 - выносной элемент А; фиг.3 - общий вид агрегата в расстыкованном положении.

Быстроразъемный агрегат состоит из наземной 1 и бортовой 2 колодок. Наземная колодка 1 состоит из плиты 3, в которой закреплены заправочные штуцеры 4, соединенные с магистралями пневмогидросистем наземных коммуникаций или нижнего блока ракеты (не показаны). В центре плиты 3 установлен цанговый замок 5, закрепленный гайкой 6. Внутренняя замкнутая полость 7 замка 5 образована корпусом 8, в котором установлен герметизирующий шток 9, соединенный одним концом через серьгу 10 со сдергивающим тросом 11. На этом конце штока 9 установлены уплотнительные элементы 12, герметизирующие замкнутую полостью 7 относительно корпуса 8. На другом конце герметизирующего штока 9 установлены уплотнительные элементы 13, герметизирующие замкнутую полость 7 относительно запирающей втулки 14, которая установлена внутри цангового замка 5. В шток 9 ввернут ограничитель хода 15, имеющий бурт зацепления 16. Бурт зацепления 16 в процессе расстыковки контактирует с буртом 17 запирающей втулки 14. Корпус 8 снабжен перегородкой 18, через которую проходит запирающая втулка 14 с уплотнительными элементами 19. В корпусе 8 выполнен канал запитки 20, в котором установлен штуцер 21 с обратным клапаном 22. В штуцере 21 соосно обратному клапану 22 установлен поршень 23 (см. фиг.2) со штоком 24, который проходит через перекрываемое обратным клапаном 22 отверстие 25. Замкнутая полость 7 соединена через канал запитки 20 отборным трубопроводом 26 со штуцером заправки 27, при этом отборный трубопровод 26 подведен между обратным клапаном 22 и поршнем 23. В штуцер 21 со стороны поршня 23 входит ниппель 28, закрепленный на штуцере гайкой 29. Управляющая полость 30 поршня 23 соединена со штуцером 31 наземной колодки 3 вторым отборным трубопроводом 32, имеющим штуцер заправки 33. В бортовой колодке 2 имеются штуцеры 34 и 35. Цанговый замок 5 выполнен с лепестками 36 и затяжной гайкой 37. Пневмопривод 38 размещен внутри запирающей втулки 14.

Быстроразъемный агрегат работает следующим образом. Состыковывают наземную 1 и бортовую 2 колодки и соответственно штуцеры 34 и 31, 35 и 4. К штуцерам подсоединены бортовые и наземные магистрали. Цанговый замок 5 находится в зацеплении, при этом лепестки 36 цангового замка 5 находятся на запирающей втулке 14. При проведении испытательных операций при сборке отсеков КК в штуцеры 34, 31, 35, 4, 27, 33 быстроразъемного агрегата подают давление. При подаче давления в штуцер 27 испытательный газ отжимает обратный клапан 22 и заполняет замкнутую полость 7. После сброса давления в замкнутой полости 7 остается давление испытательного газа. Для сброса давления в штуцер 33 дистанционно подается давление, которое через трубопровод 32 и ниппель 28 попадает на поршень 23. Поршень 23 перемещается и штоком 24 отжимает обратный клапан от отверстия 25, при этом происходит сброс давления из замкнутой полости 7. После сброса давления из замкнутой полости 7 снимают давление со штуцера 33 и поршень 23 и обратный клапан 22 возвращаются в исходное положение. Кроме того, для сброса давления из полости 7 достаточно сброса давления из штуцера 33 произвести позже, чем из штуцера 27, и поршень 23 на время задержки будет отжимать обратный клапан 22 и производить сброс давления. При подготовке КК к пуску в штуцеры 27, 4, 35, 33, 31, 34 подают давление для заправки баллонов, расположенных на КК. В процессе подачи давления через штуцер 27 происходит заполнение замкнутой полости 7 через обратный клапан 22. Сброс давления со штуцера 27 производят раньше, чем со штуцера 31, чтобы не было воздействие поршня 23 на обратный клапан 22 и для исключения сброса давления из замкнутой полости 7. Давление в замкнутой полости 7 сохраняется за счет отсечки обратным клапаном 22. В процессе полета КК при разделении блоков отходящий блок через трос 11 перемещает герметизирующий шток 9 в сторону от бортовой колодки 2 и выдергивает его из запирающей втулки 14. Управляющий газ под давлением попадает в полость пневмопривода 38 цангового замка 5. Сила давления воздействует на запирающую втулку 14 и, перемещая ее в сторону штока 9, выводит из-под лепестков 36 цангового замка 5. Происходит раскрытие цангового замка 5, а сила действия пневмопривода 38 производит расстыковку колодок 1 и 2. Отсутствие дистанционного сброса давления из замкнутой полости 7 может представлять опасность для обслуживающего быстроразъемный агрегат персонала, т.к. замкнутая полость - сосуд высокого давления. В этом случае при наличии давления в полости 7 и при неосторожном обращении с тросом 11 может произойти его натяжение и вытягивание герметизирующего штока 9, при перемещении которого уплотнительные элементы 13 выйдут из соприкосновения с запирающей втулкой 14 и давление газа из полости 7 попадет в полость запирающей втулки. Давлением газа запирающая втулка 14 переместится вниз и расстыкует цанговый замок 5, при этом отделяемая наземная колодка 1 с усилием, которое может достигать нескольких тысяч килограммов, будет отброшена в обслуживающий персонал, что может повлечь угрозу здоровью и жизни и привести к поломке КК. В прототипе это может произойти в т.ч. при неосторожной работе, связанной с ручным открытием сбрасывающего отверстия для сброса давления из замкнутой полости 7.

Таким образом, представленный быстроразъемный агрегат позволяет обеспечить повышение надежности конструкции, автоматизации при испытаниях, повышение безопасности при проведении работ с КК.

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмомагистралей космического корабля. Устройство включает бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном, отборный трубопровод замкнутой полости, соединяющий один из заправочных штуцеров и подвод к обратному клапану, сдергивающее устройство. Соосно обратному клапану установлен взаимодействующий с ним поршень со штоком, причем управляющая полость поршня соединена вторым отборным трубопроводом с другим заправочным штуцером, а отборный трубопровод замкнутой полости подведен между обратным клапаном и поршнем. Технический результат заключается в повышении безопасности при проведении работ. 3 ил.

Быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном, отборный трубопровод замкнутой полости, соединяющий один из заправочных штуцеров и подвод к обратному клапану, сдергивающее устройство, отличающийся тем, что соосно обратному клапану установлен взаимодействующий с ним поршень со штоком, причем управляющая полость поршня соединена вторым отборным трубопроводом с другим заправочным штуцером, а отборный трубопровод замкнутой полости подведен между обратным клапаном и поршнем.