Устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса Российский патент 2019 года по МПК F16B1/00 F16B2/06 B64G1/64 

Данное изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, например, космических аппаратов (КА), оснащенных отделяемыми элементами.

Известно устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса по патенту РФ №2304236 от 23.03.2006 г., принятое за прототип. Данное устройство содержит связанные с отделяемыми частями изделия цилиндрический корпус с кольцевым фланцем на наружной поверхности, соосно установленные в нем обойму, выполненную в виде полого цилиндра с торцевым фланцем, контактирующим с корпусом изделия, с фиксирующими элементами, подвижно установленными в радиальных пазах обоймы с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, выполненными в виде части плоского кольца, имеющего коническую фаску на торце внутреннего диаметра, обращенную внутрь обоймы, установленный внутри обоймы с возможностью осевого перемещения шток в виде резьбового стержня с фланцем, выполненным с переходящим в стержень участком в виде шарового пояса для взаимодействия с конической фаской фиксирующих элементов и фигурным выступом, расположенным соосно указанному штоку со стороны противоположенной шаровому поясу, кожух, жестко связанный торцевым фланцем обоймы, охватывающий цилиндрический корпус и обойму, выполненный с приливом на наружной поверхности с резьбовым гнездом под пиротехнический источник давления, с кольцевым буртом на внутренней поверхности и примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой, пиротехнический привод перемещения корпуса относительно обоймы, образованный указанным кольцевым фланцем на наружной поверхности корпуса, кольцевым буртом на внутренней поверхности кожуха, примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой, сопряженной с резьбовым гнездом под пиротехнический источник давления, и указанным источником давления. Устройство содержит также крышку, расположенную соосно цилиндрическому корпусу со стороны, противоположенной фланцу обоймы, и цилиндрический стержень, установленный внутри устройства соосно штоку и выполненный с фигурным гнездом, взаимодействующим с указанным фигурным выступом штока, и взаимодействующий с указанной крышкой, а также средство крепления устройства к отделяемым частям изделия, выполненное в виде шайбы, установленной на резьбовом стержне указанного штока, гайки, закрепленной на этом стержне с опорой на указанную шайбу и подпружиненной относительно нее, и демпфирующее устройство (средство снижения кинетической энергии корпуса устройства при его срабатывании).

Данное устройство имеет существенные эксплуатационные недостатки:

1. Низкая надежность срабатывания данного устройства. Так как в случае не срабатывания по каким-либо причинам источника давления данное устройство не сработает.

Технической задачей решаемой данным техническим решением является улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения надежности его работы.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве, дополнительно введены кольцевой упор, жестко связанный с цилиндрическим корпусом устройства, расположенный на внутренней поверхности указанного корпуса напротив его кольцевого фланца, и дополнительный источник давления, функционально связанный с автономным с источником тока, синхронизированным по времени выдачи команды с источником тока, задействующим имеющийся источник давления, цилиндрический стержень устройства выползней в виде ступенчатого цилиндра, у которого цилиндрическая поверхность большего диаметра контактирует с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса устройства, а цилиндрическая поверхность меньшего диаметра контактирует с внутренней поверхностью указанного кольцевого упора, при этом указанный кольцевой упор и торцевая поверхность ступени стержня образуют кольцевую камеру, связанную газоходами, выполненными в цилиндрическом стержне устройства, с осевым резьбовым гнездом под указанный дополнительный пиротехнический источник давления, выполненным в указанном цилиндрическом стержне со стороны противоположенной его фигурному гнезду, а укзанный цилиндрический стержень жестко связан с кожухом устройства.

На фиг. 1 показан общий вид устройства.

На фиг. 2 показано сечение по фиксирующим элементам.

На фиг. 3 показано устройство после срабатывания.

Устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса содержит связанные с отделяемыми частями изделия цилиндрический корпус 1 с кольцевым фланцем 2, выполненным на внешней поверхности корпуса 1, соосно установленные в нем обойму 3, выполненную в виде полого цилиндра с торцевым фланцем 4, контактирующим с корпусом 5 изделия, с фиксирующими элементами 6, выполненными в виде части плоского кольца, подвижно установленными в радиальных пазах 7 обоймы 3 с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, шток 8, установленный внутри обоймы с возможностью осевого перемещения, выполненный в виде резьбового стержня с фланцем 9, взаимодействующим с фиксирующими элементами 6, и фигурным выступом 10, расположенным соосно указанному штоку 8 со стороны противоположенной фиксирующим элементам 6, кожух 11, жестко связанный торцевым фланцем 4 обоймы 3, охватывающий цилиндрический корпус 1 и обойму 3, выполненный с приливом 12 на наружной поверхности с резьбовым гнездом 13 под пиротехнический источник давления 14, с кольцевым буртом 15 на внутренней поверхности и примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой 16, пиротехнический привод перемещения корпуса относительно обоймы, образованный указанным кольцевым фланцем 2 на наружной поверхности корпуса 1, кольцевым буртом 15 на внутренней поверхности кожуха 11, примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой 16, сопряженной с резьбовым гнездом 13 под пиротехнический источник давления 14, и указанным источником давления 14. Устройство содержит также цилиндрический стержень 17, установленный внутри устройства соосно штоку 8 и выполненный с фигурным гнездом 18, взаимодействующим с указанным фигурным выступом 10 штока 8, и жестко связанный с кожухом 11. Устройство содержит также средство крепления устройства к отделяемым частям 19 изделия, выполненное в виде шайбы 20, установленной на резьбовом стержне указанного штока 8, гайки 21, закрепленной на этом стержне с опорой на указанную шайбу 20 и подпружиненной относительно нее, и демпфирующее устройство (устройство снижения кинетической энергии подвижного при срабатывании устройства корпуса 1), выполненное, например, в виде полого цилиндра 22 из необратимо деформируемого материала, закрепленного на стержне 17. При этом на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 выполнен кольцевой упор 23, жестко связанный с цилиндрическим корпусом 1 устройства, расположенный напротив его кольцевого фланца 2, и дополнительно введен пиротехнический источник давления 24, функционально связанный с автономным с источником тока, синхронизированным по времени выдачи команды с источником тока, задействующим имеющийся источник давления 14, а цилиндрический стержень 17 устройства выполнен в виде ступенчатого цилиндра, у которого цилиндрическая поверхность большего диаметра контактирует с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 устройства, а цилиндрическая поверхность меньшего диаметра контактирует с внутренней поверхностью указанного кольцевого упора 23, при этом указанный кольцевой упор 23 и торцевая поверхность ступени стержня 17, образующие кольцевую камеру 25, связанную газоходами 26, выполненными в цилиндрическом стержне 17 устройства, с осевым резьбовым гнездом 27, под указанный дополнительный пиротехнический источник давления 24, выполненным в указанном цилиндрическом стержне 17 со стороны противоположенной его фигурному гнезду 18, создают дополнительный пиротехнический привод перемещения корпуса 1 относительно обоймы 3.

Срабатывание устройства и разделение отделяемой части 19 и корпуса 5 изделия происходит следующим образом.

При подаче электрического сигнала на пиротехнические источники давления 14 и 24, размещенные в резьбовых гнездах 13 кожуха 11 и 27 стержня 17, соответственно, происходит их одновременное срабатывание, либо срабатывание по какой-то причине одного из них. Продукты сгорания пиротехнических источников давления 14 и 24 из соответствующего резьбового гнезда 13 или 27 попадают в герметичные кольцевые камеры 16 и 25 соответственно и действуют на рабочую поверхность кольцевого фланца и кольцевого упора корпуса 1, перемещая его в сторону демпфирующего устройства 22, при этом кинетическая энергия корпуса 1 частично гасится за счет демпфирующего устройства (деформируется втулка 22), и освобождаются фиксирующие элементы 6, гайка 21, под действием пружины, перемещается в осевом направлении, выдергивая при этом шток 8 из обоймы 3. Шток 8 при осевом перемещении раздвигает фиксирующие элементы 6 за счет взаимодействия фланца 9 с фиксирующими элементами 6. Отделяемая часть 19 отходит от корпуса 5 изделия. Параметры пиротехнических приводов выбираются из условия срабатывания устройства при срабатывании одного любого пиротехнического источника давления.

Таким образом, как видно из описания конструкции и работы устройства, решена поставленная техническая задача, а именно, обеспечено улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения надежности работы устройства.

На предлагаемое техническое решение разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, например, космических аппаратов, оснащенных отделяемыми элементами, и направлено на улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения надежности срабатывания устройства. В устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса введены кольцевой упор, жестко связанный с цилиндрическим корпусом устройства, расположенный на внутренней поверхности указанного корпуса напротив его кольцевого фланца, и дополнительный источник давления, цилиндрический стержень устройства выполнен в виде ступенчатого цилиндра, у которого цилиндрическая поверхность большего диаметра контактирует с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса устройства, а цилиндрическая поверхность меньшего диаметра контактирует с внутренней поверхностью указанного кольцевого упора, при этом указанный кольцевой упор и торцевая поверхность ступени стержня образуют кольцевую камеру, связанную газоходами, выполненными в цилиндрическом стержне устройства, с осевым резьбовым гнездом под дополнительный пиротехнический источник давления, выполненным в указанном стержне со стороны, противоположенной его фигурному гнезду, а цилиндрический стержень устройства жестко связан с кожухом устройства, при этом имеющийся и дополнительный пиротехнические источники давления функционально связаны с независимыми источниками тока, синхронизированными по времени выдачи команды на указанные пиротехнические источники давления. 3 ил.

Устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса, содержащее связанные с отделяемыми частями изделия цилиндрический корпус с кольцевым фланцем на наружной поверхности, соосно установленные в нем обойму, выполненную в виде полого цилиндра с торцевым фланцем, контактирующим с корпусом изделия, с фиксирующими элементами, подвижно установленными в радиальных пазах обоймы с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, выполненными в виде части плоского кольца, установленный внутри обоймы с возможностью осевого перемещения шток в виде резьбового стержня с фланцем, взаимодействующим с фиксирующими элементами и выполненным с фигурным выступом, расположенным соосно указанному штоку со стороны, противоположенной фиксирующим элементам, кожух, жестко связанный торцевым фланцем обоймы, охватывающий цилиндрический корпус и обойму, выполненный с приливом на наружной поверхности с резьбовым гнездом под пиротехнический источник давления, с кольцевым буртом на внутренней поверхности и примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой, пиротехнический привод перемещения корпуса относительно обоймы, образованный указанным кольцевым фланцем на наружной поверхности корпуса, кольцевым буртом на внутренней поверхности кожуха, примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой, сопряженной с резьбовым гнездом под пиротехнический источник давления, и указанным источником давления, и цилиндрический стержень, установленный внутри устройства соосно штоку и выполненный с фигурным гнездом, взаимодействующим с указанным фигурным выступом штока, средство крепления устройства к отделяемым частям изделия, выполненное в виде шайбы, установленной на резьбовом стержне указанного штока, гайки, закрепленной на этом стержне с опорой на указанную шайбу и подпружиненной относительно нее, и демпфирующее устройство,

отличающееся тем, что в нем введены кольцевой упор, жестко связанный с цилиндрическим корпусом устройства, расположенный на внутренней поверхности указанного корпуса напротив его кольцевого фланца, и дополнительный источник давления, цилиндрический стержень устройства выполнен в виде ступенчатого цилиндра, у которого цилиндрическая поверхность большего диаметра контактирует с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса устройства, а цилиндрическая поверхность меньшего диаметра контактирует с внутренней поверхностью указанного кольцевого упора, при этом указанный кольцевой упор и торцевая поверхность ступени стержня образуют кольцевую камеру, связанную газоходами, выполненными в цилиндрическом стержне устройства, с осевым резьбовым гнездом под дополнительный пиротехнический источник давления, выполненным в указанном цилиндрическом стержне со стороны, противоположенной его фигурному гнезду, а цилиндрический стержень устройства жестко связан с кожухом устройства, при этом имеющийся и дополнительный пиротехнические источники давления функционально связаны с независимыми источниками тока, синхронизированными по времени выдачи команды на указанные пиротехнические источники давления.