БОЛТ РАЗРЫВНОЙ Российский патент 2022 года по МПК B64G1/64 F42B15/36 

Изобретение относится к системам разделения ракетно-космической, морской, авиационной техники.

Системы разделения, в которых применяются разрывные болты (РБ), имеют по сравнению с системами разделения, которые работают на основе механики, гидравлики, газодинамики и других физических принципах, ряд преимуществ, а именно: быстродействие, простоту конструкции и эксплуатации, высокую надежность, малые габариты и массу, низкое энергопотребление. Отличие РБ от традиционных средств разделения состоит в том, что работа по разделению соединяемых конструкций в них осуществляется за счет энергии взрыва.

Болты разрывные предназначены для соединения конструктивных элементов систем разделения и их быстрой расстыковки при разделении силового корпуса в заданный момент времени при подаче электрического тока на электровоспламенитель.

Надежность разделения силового корпуса РБ зависит как от конструктивных параметров силового корпуса и конструкции посадочного места, так и от условий, в которых происходит срабатывание РБ.

В настоящее время РБ нашли применение в глубоководных аппаратах для крепления и последующего отделения элементов конструкций этих аппаратов, например, для удержания и отдачи аварийного балласта при разделении силового корпуса под водой.

Разделение силового корпуса происходит за счет радиальной деформации стенки камеры силового корпуса в зоне расположения заряда бризантного взрывчатого вещества (БВВ) под действием газообразных продуктов его взрывчатого превращения. При достижении требуемой степени деформации стенки в области ее сопряжения с дном камеры возникают силовые напряжения. В случае, если возникшие силовые напряжения превышают механическую прочность стенки камеры силового корпуса происходит его разделение в этой зоне. При недостаточной степени деформации стенки силового корпуса разделение силового корпуса не происходит. Поэтому для обеспечения необходимой степени деформации стенки силового корпуса при детонации заряда БВВ в посадочном узле разделения, в который установлен РБ, или в головке силового корпуса формируется полость конусообразной формы, охватывающая разделяемую часть силового корпуса.

При применении РБ в жидких средах, например, под водой, вода через зазоры между силовым корпусом РБ и посадочным местом попадает в зону разделения силового корпуса (конусообразную полость). При детонации заряда, ввиду скоротечности процесса, и как следствие этого, высокой степени гидравлического сопротивления вытеканию воды через узкие зазоры, вода, которая обладает очень низкой сжимаемостью, препятствует деформации стенки камеры силового корпуса. В этом случае необходимый уровень деформации стенки камеры силового корпуса не может быть достигнут, что приведет к неразделению силового корпуса РБ и отказу в работе системы разделения в целом. Для исключения попадания воды в зону деформации стенки силового корпуса РБ при детонации заряда БВВ производится герметизации посадочного места с помощью резиновых прокладок и колец.

Известен способ удаления воды из зоны разделения стенки камеры силового корпуса РБ путем ее выдавливания деформируемой стенкой силового корпуса и газообразными продуктами взрывчатого превращения заряда БВВ через сформированные в посадочном месте узла разделения, в который установлен РБ, каналы достаточные для вытекания воды диаметра. Такой способ применяется в глубоководных аппаратах, в которых установлен болт разрывной РБ-30ГЛ ЛД 43.440.014.

Основными недостатками описанных выше конструктивных способов обеспечения разделения стенки камеры силового корпуса под водой является технологическая сложность изготовления посадочного места, необходимость проведения проверок на герметичность в процессе эксплуатации, для обеспечения требуемой механической прочности конструкции увеличение массы посадочного места при формировании в нем каналов, усложнение технологии сборки узла разделения.

Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому изобретению является конструкция изобретения «Болт разрывной» (патент № RU 2740458, дата публикации: 14.01.2021), в головке силового корпуса которого для деформации стенки камеры силового корпуса сформирована полость конусообразной формы, охватывающая разделяемую часть силового корпуса. Однако, данная конструкция РБ при работе в жидких средах требует реализации конструктивных решений по защите конусной полости от попадания в нее жидкой среды (воды) путем герметизации посадочного места или путем выдавливания жидкой среды (воды) из конусной полости через каналы в посадочном месте, при деформации стенок силового корпуса.

Предлагаемая конструкция РБ исключает перечисленные недостатки. Для возможности выдавливания воды из конусной полости, сформированной в головке силового корпуса и охватывающей разделяемую часть силового корпуса, в головке силового корпуса проделаны сквозные каналы, которые соединяют внутреннюю конусную полость головки силового корпуса со средой, в которой находится РБ. При срабатывании заряда БВВ любого типа за счет деформации стенок силового корпуса и газообразных продуктов взрывчатого превращения заряда БВВ происходит выдавливание воды через каналы из зоны разделения, чем обеспечивается необходимая степень деформации стенки камеры силового корпуса. Таким образом, герметизация посадочного места и изготовление посадочного места сложной конфигурации (с каналами) под РБ не требуются.

На фиг. 1 изображен РБ, установленный в стыкуемые элементы (1) который включает силовой корпус (2), в глухую внутреннюю камеру которого установлен электродетонатор (3). В головке силового корпуса имеется внутренняя конусная полость (4), охватывающая область, в которой происходит радиальная деформация стенки камеры силового корпуса при детонации заряда БВВ. В головке силового корпуса выполнены сквозные каналы (5), которые соединяют конусную полость с наружной средой, в которой находится РБ.

При срабатывании заряда БВВ под действием давления, вызываемого деформацией стенки силового корпуса и газообразными продуктами взрывчатого превращения, происходит удаление воды из зоны разделения через сквозные каналы, выполненные в головке силового корпуса, чем обеспечивается требуемая деформация стенки камеры силового корпуса и его разделение с последующим расхождением стыкуемых элементов.

При применении предлагаемой конструкции РБ не требуется герметизация посадочного места под РБ с последующей проверкой герметичности разделяемого стыка или формирования в посадочном месте под РБ сквозных каналов, что снижает механическую прочность разделяемого стыка и значительно упрощает технологию его изготовления и монтажа.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам разделения. Болт разрывной для соединения и последующего быстрого разъединения стыкуемых элементов в условиях воздействия жидкой среды имеет силовой корпус, в глухую камеру которого установлен электродетонатор. В головке силового корпуса, имеющего внутреннюю конусную полость, охватывающую разделяющуюся часть силового корпуса, выполнены сквозные каналы. Каналы соединяют конусную полость с жидкой средой, в которую помещен болт разрывной. Достигается упрощение монтажа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Болт разрывной для соединения и последующего быстрого разъединения стыкуемых элементов в условиях воздействия жидкой среды, представляющий собой силовой корпус, в глухую камеру которого установлен электродетонатор, отличающийся тем, что в головке силового корпуса, имеющей внутреннюю конусную полость, охватывающую разделяющуюся часть силового корпуса, выполнены сквозные каналы, соединяющие конусную полость с жидкой средой, в которую помещен болт разрывной.

2. Болт разрывной по п. 1, отличающийся тем, что расположение и направление сквозных каналов, выполненных в головке силового корпуса, не регламентируется.

3. Болт разрывной по п. 1, отличающийся тем, что количество сквозных каналов не регламентируется.

4. Болт разрывной по п. 1, отличающийся тем, что сквозные каналы могут быть выполнены любой формы.