УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАССТЫКОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОММУНИКАЦИЙ МЕЖДУ РАЗДЕЛЯЕМЫМИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЧАСТЯМИ ИЗДЕЛИЯ И ОТРЫВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ НЕГО
DEVICE FOR DISCONNECTION OF ELECTRIC COMMUNICATION LINES BETWEEN PARTS OF PRODUCT SEPARATED DURING OPERATION AND UMBILICAL ELECTRICAL CONNECTOR FOR IT

Данное изобретение относится к области электрических соединителей, а именно отрывных электрических соединителей с пиротехническим приводом расстыковки.
Известно устройство для расстыковки электрических коммуникаций (пат. США №3.249.012), содержащее вилку, жестко закрепленную на корпусе отделяемой части изделия, например орбитального космического аппарата, отделяемого в полете от ракеты-носителя. С вилкой состыкована розетка и зафиксирована в состыкованном состоянии срезными винтами. Розетка распаяна на свободном конце кабеля, закрепленного на корпусе изделия, например на ракете-носителе. На розетке неподвижно закреплен корпус, выполненный с кольцевым каналом, связанным с камерами, в которых установлены пиротехнические источники давления, и полостями, в которых размещены толкатели, взаимодействующие с корпусом отделяемой части изделия. По команде срабатывают пиротехнические источники давления, продукты сгорания которых действуют на толкатели, которые, упираясь в корпус отделяемой части, нарушают связь между вилкой и розеткой, разрушая срезные винты.
Данное устройство обладает следующими недостатками.
1. Устройство невозможно расстыковать при отказе пиротехнического источника давления, в связи с чем для повышения надежности расстыковки соединителя производится дубляж пиротехнического источника давления. Это приводит при нормальной работе пиропатрона к существенному увеличению давления в кольцевом канале корпуса, что влечет за собой увеличение массы соединителя, увеличение возмущений, действующих на отделяемую часть изделия в момент расстыковки соединителя, увеличение скорости отброса розетки.
2. Объем передаваемой через данное устройство информации определяется типом применяемого соединителя (количеством гнезд в разъеме). Для увеличения объема передаваемой информации при использовании одного типа соединителей необходимо увеличивать количество подобных устройств, что требует наличия свободного места, дополнительных команд на пиропатроны, либо при срабатывании всех устройств по одной команде увеличение токопотребления с источника питания.
Известно устройство для расстыковки электрических коммуникаций между разделяемыми в процессе эксплуатации частями изделий (устройство для стыковки и расстыковки электрических соединителей) по патенту РФ №2110124 от 17.07.1996 г., принятое за прототип.
Известное устройство содержит отрывной электрический соединитель с пиротехническим приводом для расстыковки, выполненный из неподвижной части, например вилки, жестко закрепленной на отделяемой части изделия, и состыкованной с ней подвижной части, например розетки, установленной в цилиндрическом корпусе, выполненном с цилиндрическим патрубком для прохода кабеля, расположенным на торце корпуса со стороны, противоположной соединителю и соосно с ним, с кольцевой канавкой на наружной поверхности, полую цилиндрическую втулку, телескопически охватывающую корпус подвижной части соединителя, фланец, установленный на полой цилиндрической втулке и жестко связанный с корпусом изделия, кольцевой упор, жестко связанный с полой цилиндрической втулкой, охватывающий цилиндрическую поверхность патрубка и выполненный с кольцевой канавкой на внутренней поверхности и с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью цилиндрического корпуса подвижной части соединителя, узел фиксации в осевом направлении частей соединителя, свободно вложенный в кольцевую канавку упора, и пиротехнический привод расстыковки частей соединителя. При этом узел фиксации в осевом направлении частей соединителя выполнен в виде разрезного пружинного кольца, контактирующего с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности патрубка.
Данное устройство, так же как и устройство по патенту США №3.240.012, имеет низкие функциональные возможности. Это вызвано тем, что объем передаваемой через данное устройство информации определяется типом применяемого соединителя (количеством гнезд в разъеме). Для увеличения объема передаваемой информации при использовании одного типа соединителей необходимо увеличивать количество подобных устройств, что требует наличия свободного места, дополнительных команд на пиропатроны, либо, при срабатывании всех устройств по одной команде, увеличение токопотребления с источника питания.
Технической задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является расширение функциональных характеристик устройства за счет увеличения объема передаваемой информации между изделием и его отделяемой частью без увеличения количества устройств и команд на эти пиротехнические устройства.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве дополнительно введены полый цилиндрический штуцер, жестко закрепленный внутри цилиндрического патрубка для прохода кабеля, скоба, жестко закрепленная на указанном штуцере за торцом полой втулки, дополнительные электрические соединители, выполненные из неподвижных частей, закрепленных симметрично продольной оси устройства на отделяемой части изделия, и состыкованных с ними подвижных частей, расположенных между неподвижной частью дополнительных соединителей и указанной скобой и жестко с ней скрепленных.
Данное техническое решение, так же как и прототип - устройство по пат. РФ №2110124, обладает низкими эксплуатационными характеристиками. Объясняется это существенным разбросом усилия расстыковки отрывного электрического соединителя за счет нестабильности работы узла фиксации отрывного соединителя.
Технической задачей, решаемой предлагаемым самостоятельным техническим решением, является повышение эксплуатационных характеристик устройства.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известной конструкции отрывного соединителя узел фиксации частей соединителя в осевом направлении выполнен в виде цилиндрического кольца, контактирующего с наружной поверхностью цилиндрического патрубка корпуса подвижной части соединителя, выполненного с радиальными равномерно расположенными по окружности отверстиями под запорные элементы, например шарики, ленточных пружин, выполненных в виде дуговых равных частей цилиндрической оболочки, расположенных на наружной поверхности указанного цилиндрического кольца, один конец которых жестко закреплен на указанном кольце, а другой взаимодействует с шариком, установленным в радиальном отверстии указанного кольца и размещенным в кольцевой канавке патрубка.
На фиг.1 показан общий вид устройства.
На фиг.2 показан вид А.
На фиг.3 показано сечение Б-Б.
На фиг.4 показано сечение В-В.
На фиг.5 показан общий вид устройства после срабатывания.
Устройство для расстыковки электрических коммуникаций между разделяемыми в процессе эксплуатации частями изделий содержит отрывной электрический соединитель, выполненный из двух частей - неподвижной части 1, например вилки, жестко закрепленной на корпусе отделяемой части 2 изделия, и подвижной части 3, например розетки, состыкованной с неподвижной частью 1 и установленной в цилиндрическом корпусе 4. На корпусе 4 установлена полая цилиндрическая втулка 5, телескопически охватывающая корпус 4, при этом корпус 4 подвижной части 3 соединителя выполнен в виде ступенчатого цилиндра, обращенного ступенью меньшего диаметра в сторону соединителя. На торце большей ступени корпуса 4 выполнен цилиндрический патрубок 6 соосно соединителю для прохода кабеля 7. Полая втулка 5 жестко связана с корпусом изделия 8, например, посредством фланца 9. На внутренней поверхности полой втулки 5 образован кольцевой упор 10, охватывающий цилиндрический патрубок 6. Кольцевой упор 10 выполнен с кольцевой проточкой 11. Отрывной соединитель содержит также узел фиксации частей соединителя в осевом направлении, свободно вложенный внутри проточки 11, и пиротехнический привод расстыковки частей соединителя. Узел фиксации частей соединителя в осевом направлении выполнен в виде цилиндрического кольца 12, контактирующего с наружной поверхностью цилиндрического патрубка 6 корпуса 4 подвижной части 3 соединителя, выполненного с радиальными равномерно расположенными по окружности отверстиями под запорные элементы, например шарики 13, ленточных пружин 14, выполненных в виде равных дуговых частей цилиндрической оболочки, расположенных на наружной поверхности указанного цилиндрического кольца 12, один конец которых жестко закреплен на указанном кольце 12, а другой взаимодействует с шариком 13, установленным в радиальном отверстии указанного кольца 12 и размещенным в кольцевой канавке 7 патрубка 6. Такое выполнение узла фиксации позволяет получить стабильное значение усилия расстыковки, которое имеет разброс не более 10%, в отличие от прототипа, у которого разброс усилия расстыковки достигает ~80%.
Пиротехнический привод расстыковки соединителя выполнен аналогично прототипу, например, в виде герметичной кольцевой камеры, образованной кольцевой проточкой, выполненной на внутренней поверхности полой втулки 5, торцом кольцевого уступа, цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса 4 и кольцевым торцом большей ступени корпуса 4, и связанной с гнездом под пиротехнический источник давления.
В устройство введены также полый цилиндрический штуцер 15, жестко скрепленный с патрубком 6 для прохода кабеля 7, скоба 16, жестко закрепленная на указанном штуцере 15 за торцом полой втулки 5, и дополнительные соединители, выполненные из неподвижных частей 17, закрепленных симметрично продольной оси устройства на отделяемой части 2 изделия, и состыкованных с ними подвижных частей 18, расположенных между указанными неподвижными частями 17 и указанной скобой 16 и жестко с ней связанных.
Работает предлагаемое устройство аналогично прототипу следующим образом:
при срабатывании пиротехнического привода происходит перемещение корпуса 4 подвижной части 3 соединителя и раскрытие узла фиксации за счет взаимодействия кольцевой канавки 7 патрубка 6 с шариками 13, которые, поднимаясь на цилиндрическую поверхность патрубка 6, деформируют ленточные пружины 14, создавая расчетное усилие раскрытия узла фиксации. При этом корпус 4 доходит до кольцевого упора 10 и происходит расстыковка частей соединителя. Одновременно с перемещением подвижной части 3 отрывного соединителя с корпусом 4 и штуцером 14 происходит перемещение скобы 16 и жестко с ней связанных подвижных частей 18 дополнительных соединителей. То есть происходит расстыковка основной и дополнительной электрических коммуникаций при срабатывании одного пиротехнического привода.
На указанное устройство расстыковки электрических коммуникаций разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы.