УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАЗЪЕМОВ КОММУНИКАЦИЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
DEVICE TO PROTECT UMBILICAL CONNECTORS FROM ENVIRONMENTAL IMPACT

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам защиты разъемов коммуникаций, установленных на механизмах стыковки и отвода коммуникаций, от воздействия внешней среды, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах.
Известно устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением по патенту России №2175942, МПК B65G 53/40, содержащее поворотный защитный кожух, установленный в шарнирах защитного сооружения. На защитном кожухе в направляющих посредством катков установлена каретка с патрубком и коммуникациями.
В связи с тем что отстыковка и отвод коммуникаций проводятся на начальном участке подъема ракеты космического назначения (РКН), разъемное соединение наземных и бортовых коммуникаций некоторое время находится в состыкованном положении при работающих ракетных двигателях, операции по отстыковке, отводу коммуникаций и закрытию кожуха защитного сооружения должны выполняться в минимально короткое время.
При этом выявлены следующие недостатки известного устройства:
- эжекция газовой струи препятствует закрытию кожуха;
- значительны инерционные нагрузки на узлы устройства, возникающие при отводе, в связи с тем что каретка расположена на подвижном кожухе, при этом отводится суммарная масса кожуха, каретки, патрубка с разъемами и коммуникациями.
Частично указанные недостатки устранены в устройстве защиты разъемов коммуникаций по патенту России №2286505, МПК F16L 37/28, F16L 37/62, В64G 5/00 (прототип) тем, что подвижный кожух защитного сооружения выполнен с обеспечением возможности как продольного, так и поперечного перемещения внутри защитного сооружения. Каретка с разъемами и коммуникациями установлена отдельно от кожуха, при этом кожух кинематически связан с кареткой посредством роликов и установлен посредством катков в направляющих защитного сооружения, проем которого снабжен герметизирующим уплотнением. Кроме того, кожух связан с катками при помощи пружин и снабжен приводом и прижимным механизмом, состоящим из двуплечих рычагов, шарнирно связанных с управляющими пневмоцилиндрами, снабженными пружинами, а также дренажными клапанами, при этом двуплечие рычаги установлены в осях кронштейнов защитного сооружения и кинематически связаны с упорами кронштейнов и подвижным кожухом.
Таким образом, в известном устройстве решены следующие задачи:
- исключено влияние эжекции газовой струи от ракетных двигателей на процесс закрытия кожуха защитного сооружения в связи с тем, что кожух не выступает за габариты защитного устройства;
- снижены инерционные нагрузки, возникающие при отводе коммуникаций в связи с тем, что каретка с разъемом и коммуникациями расположена отдельно от кожуха.
Указанное устройство имеет существенный недостаток. Устройство функционирует только в режиме ускоренного отвода коммуникаций. Однако при эксплуатации требуется замедленный режим закрытия подвижного кожуха. При отмене пуска РКН необходимо обеспечить открытие захватов патрубка, отстыковку и отвод коммуникаций, после чего закрытие защитного кожуха в замедленном режиме. При эвакуации отделяемой части бортового разъемного соединения (БРС) после пуска РКН необходимо обеспечить открытие защитного кожуха в замедленном режиме и после эвакуации отделяемой части БРС и отвода коммуникаций необходимо обеспечить закрытие защитного кожуха в замедленном режиме.
Указанный недостаток устраняется в предлагаемом устройстве тем, что с целью обеспечения функционирования устройства в различных режимах привод подвижного кожуха соединен с источником сжатого газа двумя трубопроводами, на одном из которых установлен нормально открытый пневматический клапан, а на другом - расходная шайба, кроме того, на трубопроводах дренажа сжатого воздуха из прижимного механизма дополнительно установлены нормально открытые пневматические клапаны.
Таким образом, в предлагаемом устройстве решена задача обеспечения закрытия кожуха защитного сооружения в замедленном режиме.
На приведенных чертежах изображены:
фиг.1 - схема пневматическая принципиальная;
фиг.2 - устройство в исходном положении коммуникаций;
фиг.3 - устройство в пристыкованном положении коммуникаций;
фиг.4 - А фиг.2;
фиг.5 - Б фиг.4;
фиг.6 - устройство в отведенном положении коммуникаций.
Устройство состоит из подвижного кожуха 1 (фиг.1, 2), установленного в направляющих 2 (фиг.4) защитного сооружения 3 (фиг.2), пневмоцилиндра 4, прижимного механизма 5 (фиг.1, 4). На линиях подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр 4 на закрытие подвижного кожуха 1 установлены нормально открытый пневматический клапан 6 и расходная шайба 7. На линиях дренажа сжатого воздуха из прижимного механизма 5 установлены дренажные клапаны с механическим управлением 8 и нормально открытые пневматические клапаны 9.
Подвижный кожух представляет собой плиту, на которой расположены подпружиненные кронштейны с катками 10 (фиг.4), упоры 11, ролики 12 и кронштейн 13 пневмоцилиндра 4 (фиг.1, 2).
На линии подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр 4 на закрытие подвижного кожуха 1 дополнительно установлен ресивер 14.
На потолке защитного сооружения расположены два буфера 15 (фиг.4), на боковых стенках расположены кронштейны 16 с шарнирными рычагами 17, кинематически связанные с дренажными клапанами с механическим управлением 8.
Прижимной механизм 5 (фиг.1) состоит из шарнирных двуплечих рычагов 18 (фиг.5), закрепленных на кронштейнах 19. С одной стороны на них установлены прижимные ролики 20, а с другой стороны они шарнирно связаны с управляющими пневмоцилиндрами 21, снабженными пружинами 22. Пневмоцилиндры 21 установлены в кронштейнах 23. Управляющие пневмоцилиндры 21 прижимного механизма 5 (фиг.1) питаются от одного источника сжатого воздуха Рвх1, пневмоклапаны 6, 9 управляются по линии Рвх2, пневмоцилиндр 4 управляется по линиям Рвх3, Рвх4. В проеме сооружения установлен уплотнительный шнур 24 (фиг.5).
В защитном сооружении в катках 25 (фиг.2) установлена каретка 26, снабженная кожухом 27, патрубком 28 с коммуникациями 29 и приводом 30. Патрубок 28 снабжен захватами 31 и направляющими штырями 32. На задней стенке защитного сооружения 3 закреплен буфер 33.
На борту РКН 34 установлена бортовая плата 35 с отделяемым переходным блоком 36.
Для стыковки коммуникаций к переходному блоку 36 РКН 34 сжатый воздух подается в пневмоцилиндр 4 (фиг.1, 2) в полость закрытия кожуха 1, затем в управляющие пневмоцилиндры 21 (фиг.5) прижимного механизма 5 (фиг.1, 4) для его открытия.
После открытия прижимного механизма сжатый воздух подается в пневмоцилиндр 4 на открытие кожуха 1. Одновременно сбрасывается сжатый воздух из полости закрытия кожуха 1, при этом кожух перемещается вниз.
После этого проводится стыковка коммуникаций. При этом каретка 26 (фиг.2) посредством привода 30 перемещается по каткам 25 в направлении переходного блока 36. Патрубок 28 ориентируется относительно переходного блока 36 посредством штырей 32, происходит стыковка, после чего закрываются захваты 31 (фиг.3), обеспечивая необходимое усилие герметизации стыка патрубка с БРС РКП. После этого осуществляется заправка РКП.
При отмене пуска РКП проводится слив топлива и окислителя из РКП по состыкованному патрубку 28 и коммуникациям 29.
После чего необходимо привести устройство в исходное положение в замедленном режиме. Для этого открываются захваты 31, подается сжатый воздух в привод 30, каретка с патрубком и коммуникациями перемещается в исходное положение, при этом кожух 27 каретки 26 кинематически не связан с роликами 12 подвижного кожуха 1 и остается в открытом положении.
Затем закрывается кожух 1 (фиг.1, 2) в замедленном режиме. По линии Рвх2 подается сжатый воздух в пневмоклапаны 9 для их закрытия и перекрытия линий дренажа сжатого воздуха из прижимного механизма 5, а также в пневмоклапан 6 для его закрытия и перекрытия магистрали большого сечения на закрытие кожуха 1. По линии Рвх1 подается сжатый воздух в прижимной механизм 5, открывая его и обеспечивая свободное перемещение подвижного кожуха 1. По линии Рвх4 через ресивер 14 подается сжатый воздух в полость закрытия пневмоцилиндра 4 по магистрали, снабженной расходной шайбой 7. Диаметр расходной шайбы выбирается из условия обеспечения плавного режима закрытия кожуха.
В процессе закрытия подвижного кожуха 1 при нажатии упора 11 (фиг.4) через шарнирные рычаги 17 на дренажные клапаны 8 дренаж сжатого воздуха из прижимного механизма 5 (фиг.1) не происходит из-за перекрытия дренажной магистрали пневматическими клапанами 9. Подвижный кожух перемещается в верхнее положение, перекрывается подача давления в прижимной механизм 5 (линия Рвх1), затем сбрасывается давление сжатого воздуха из линии Рвх2, пневматические клапаны 9 открывают дренажную магистраль, и сжатый воздух из прижимного механизма 5 через дренажные клапаны с механическим управлением 8 сбрасывается в атмосферу. При этом пружины 22 (фиг.5) прижимного механизма разжимаются, двуплечие рычаги 18 разворачиваются, проходят «мертвое» положение до контакта с упорами «а» в кронштейнах 19, при этом через ролики 20 обеспечивается поджатие подвижного кожуха 1 к герметизирующему уплотнению24 защитного сооружения 3 (фиг.2).
Ускоренный режим закрытия подвижного кожуха 1 отличается тем, что в процессе предстартовой подготовки предварительно подается сжатый воздух в полость закрытия кожуха 1 пневмоцилиндра 4 по магистралям с нормально открытым пневматическим клапаном 6 (фиг.1) и с расходной шайбой 7. Подвижный кожух 1 взаимодействует роликами 12 (фиг.3) с кожухом 27 каретки 26, при этом пневматические клапаны 9 (фиг.1) открыты. При механическом срабатывании дренажных клапанов 8 (фиг.4) кожух 1 по инерции перемещается в закрытое положение, после этого закрывается прижимной механизм.
Таким образом, в предлагаемом устройстве наряду с ускоренным режимом закрытия подвижного защитного кожуха (при пуске РКН) обеспечивается замедленный режим закрытия кожуха, необходимый при отмене пуска РКН, для эвакуации отделяемой части БРС (переходного блока) после пуска РКН, а также для проведения технического обслуживания устройства.