ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД
PNEUMATIC-HYDRAULIC ACTUATOR

Изобретение относится к космической и ракетной технике и может быть использовано для приведения в действие органов управления летательных аппаратов или механизмов одноразового действия, используемых после длительного хранения в состоянии готовности к действию.
Проектирование агрегатов пневмогидросистем (ПГС) с длительным сроком хранения в широком температурном диапазоне проводится с учетом необходимой ампулизации, что повышает надежность работы как отдельных агрегатов, так и всей системы. Для компенсации расширения рабочей жидкости ПГС при тепловом воздействии необходимо введение в систему различных устройств, агрегатов и т.п., с минимизацией их габаритно-массовых параметров. Следует также учитывать, что использование в летательных аппаратах механизмов одноразового действия предполагает разработку ПГС с минимально возможным составом агрегатов с оптимальными характеристиками.
Известен пневмогидравлический привод (патент РФ №2049944, 1995 г.), предназначенный для приведения органов управления двигательной установки в требуемое рабочее положение и на ее ориентацию при помощи исполнительных агрегатов. Известный привод включает бак, трубопроводы, насосный агрегат, обратный клапан, регулятор давления, электромагнитный управляющий клапан, пневмогидроаккумулятор, соединенный с газовым шар-баллоном высокого давления, автомат сброса жидкости. Для компенсации температурных воздействий пневмогидравлический привод дополнительно содержит пневмомагистраль и дополнительную линию гидрослива, соединяющие соответствующие полости пневмогидроаккумулятора и автомата сброса жидкости.
Использование известного пневмогидравлического привода для приведения в действие органов управления летательных аппаратов или механизмов одноразового действия нецелесообразно, т.к. при этом значительно увеличиваются габаритно-массовые параметры, а некоторые агрегаты функционально не нужны.
Целью предлагаемого технического решения является уменьшение массы и габаритов пневмогидравлического привода.
Указанная цель достигается тем, что в пневмогидравлическом приводе, содержащем соединенные трубопроводами баллон с газом высокого давления, пусковой пироклапан, регулятор давления, пневмогидравлическое устройство передачи давления на исполнительные органы, устройство компенсации температур и устройство сброса жидкости, пневмогидравлическое устройство передачи давления выполнено в виде ряда пневмогидроцилиндров, каждый из которых соединен с соответствующим регулятором давления, объединенных общим коллектором, соединенным с устройством компенсации температур, содержащим цилиндрический корпус с установленным внутри стаканом с упругим сильфоном, выполненным в виде эластичного элемента с прорывной торцевой стенкой для сброса жидкости.
Выполнение в предлагаемом пневмогидравлическом приводе устройства передачи давления в виде ряда пневмогидроцилиндров, количество которых определяется конструкцией, в отличие от известного, в котором эту функцию осуществляют пневмогидроаккумулятор, электромагнитный управляющий клапан, регулятор и исполнительные агрегаты, существенно снижает массу и габариты устройства передачи давления, т.к. сокращается количество элементов. При этом дополнительно повышается надежность устройства.
В предлагаемом техническом решении устройством компенсации температурных изменений объема рабочей жидкости в процессе хранения изделия выполнено в виде компенсатора, содержащего цилиндрический корпус с установленным внутри стаканом с упругим сильфоном, выполненным в виде эластичного элемента с прорывной торцевой стенкой для сброса жидкости. Эластичный прорывной сильфон компенсатора, растягиваясь и сжимаясь, отслеживает температурные изменения объема рабочей жидкости.
Использование компенсатора позволяет исключить из пневмогидравлического привода автомат сброса жидкости с пневмомагистралью и дополнительной линией гидрослива.
Компенсатор установлен на трубопроводе, соединяющем выходы всех регуляторов, т.е. является единственным на всю пневмогидравлическую передачу. При срабатывании пневмогидравлического привода сильфон прорывается и отработавшая рабочая жидкость сливается за борт, что исключает необходимость создания на борту изделия специальной замкнутой сливной полости.
Схема предлагаемого пневмогидравлического привода показана на фиг.1.
Пневмогидравлический привод состоит из баллона с газом высокого давления 1, пироклапана пускового 2, устройства для присоединения к наземному источнику давления 3, пневмогидроцилиндров 4, регуляторов давления 5, компенсатора 6, соединительных трубопроводов по газу 7 и по жидкости 8.
Работает пневмогидравлический привод следующим образом. Баллон 1, отсеченный пусковым пироклапаном 2, заправляют в наземных условиях газом высокого давления и хранят на борту изделия в состоянии готовности. Жидкостные полости А пневмогидроцилиндров 4, регуляторы 5, компенсатор 6 и соединяющие их трубопроводы 8 заправляют в наземных условиях рабочей жидкостью. При хранении изделия все изменения объема рабочей жидкости, вызванные колебаниями температуры хранения, компенсируются сильфоном компенсатора, при этом герметичность системы не нарушается.
При срабатывании пневмогидравлического привода подрывается пусковой пироклапан 2 и сжатый газ из баллона 1 поступает через трубопроводы 7 в газовые полости Б пневмогидроцилиндров 4, поршни которых приходят в движение. Рабочая жидкость из полостей А выдавливается через регуляторы 5, трубопроводы 8 в компенсатор 6. Сильфон компенсатора прорывается в месте В (фиг.3) и отработавшая рабочая жидкость сливается из компенсатора наружу.
Слив рабочей жидкости происходит за борт изделия. При этом исчезает необходимость создания на борту изделия сливной полости для отработавшей рабочей жидкости, и, следовательно, уменьшаются габариты и масса пневмогидравлического привода.
Упрощенная конструкция компенсатора представлена на фиг.2. Компенсатор состоит из корпуса 9, сильфона 10, стакана 11, гайки 12. На корпусе имеется штуцер 13 подсоединения компенсатора к общему коллектору и подачи рабочей жидкости внутрь сильфона. Крепление сильфона внутри корпуса осуществляется с помощью стакана и гайки с отверстием.
Работает компенсатор следующим образом. Компенсатор хранится в составе изделия в заправленном состоянии. При хранении в результате колебаний температуры объем заправленной рабочей жидкости меняется. Эти изменения объема отслеживает эластичный сильфон, который сжимается или растягивается, не нарушая своей герметичности. Объем компенсатора задается, исходя из величины максимального или минимального растяжения-сжатия сильфона, которое соответствует максимальной и минимальной температуре хранения изделия. При срабатывании пневмогидравлического привода давление внутри сильфона повышается, сильфон выдавливается через отверстие в гайке, прорывается, и рабочая жидкость вытекает наружу (фиг.3).
Таким образом, предложенное устройство пневмогидравлического привода для приведения в действие органов управления летательных аппаратов или механизмов одноразового действия позволяет за счет:
выполнения устройства передачи давления в виде ряда пневмогидроцилиндров;
выполнения устройства компенсации температур в виде компенсатора, содержащего цилиндрический корпус с установленным внутри стаканом с упругим сильфоном в виде эластичного элемента с прорывной торцевой стенкой для сброса жидкости;
существенно уменьшить габариты и массу пневмогидравлического привода.