ОПОРНАЯ МАЧТА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПАНТОГРАФА
MAST TO SUPPORT AND DISPLACE PANTOGRAPH

ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к опорной мачте для поддержания и перемещения пантографа. Оно относится также к топливозаправочному устройству, в частности для заправки самолетов.
Предложенные опорная мачта и топливозаправочное устройство расположены, как правило, на топливозаправщике.
Из уровня техники известны различные системы заправки самолетов. Так, она может осуществляться посредством топливозаправщиков. При этом топливозаправщик подъезжает к заправляемому самолету, приставляет шланг и заправляет самолет. В случае топливозаправщиков большого объема здесь используются, в частности, седельные тягачи.
Кроме того, известны так называемые топливораздатчики. Они используются на аэродромах, располагающих подземной системой гидрантов для керосина. Это значит, что в земле проложены трубопроводы, содержащие в определенных местах, а именно в местах стоянки самолетов, гидранты, к которым для заправки самолетов могут присоединяться шланги. Такие топливораздатчики отличаются наличием устройства для измерения, фильтрации и регулирования количества керосина, причем это измерительно-фильтрующе-регулирующее устройство соединяется с гидрантом посредством шлангопровода.
Соединение топливораздатчика с самим самолетом происходит также посредством шлангопроводов, причем они либо сочленены с подъемной платформой, либо намотаны на барабаны, с которых они, при необходимости, должны разматываться на нужную длину. На переднем конце этого шлангопровода находится топливозаправочная муфта. Она должна быть соединена головкой с так называемым топливозаправочным штуцером, что связано со значительной затратой сил, поскольку в таком случае приходится поднимать 15-20 кг. Когда топливозаправочный штуцер соединен с топливозаправочной муфтой, на него действуют большие растягивающие нагрузки из-за большой массы шлангов.
Для устранения этого недостатка в DE 102005053206 предложено соединение цистерны топливозаправщика посредством соединительного устройства с топливозаправочным адаптером самолета с помощью, по меньшей мере, двух трубчатых элементов, шарнирно соединенных между собой. Недостаток этой конструкции состоит в первую очередь в том, что шарнирно соединенные между собой трубчатые элементы не защищены от складывания. В этой публикации трубчатые элементы берутся и поддерживаются подъемной площадкой, на которой стоит оператор. Опускание подъемной площадки в выдвинутом состоянии соединительного устройства крайне опасно, тем более что все устройство поддерживается только выдвигаемым цилиндром.
В основе изобретения лежит задача устранения недостатков топливозаправочных устройств для самолетов согласно уровню техники. В частности, в основе изобретения лежит задача создания возможности, которая обеспечивала бы надежную заправку самолета даже при опущенной подъемной площадке, причем в то же время должно обеспечиваться снятие нагрузки с топливозаправочных муфт.
Эта задача решается посредством опорной мачты для поддержания и перемещения пантографа, причем опорная мачта выполнена с возможностью телескопического выдвигания и в частично или полностью выдвинутом состоянии - с возможностью фиксации в этом положении, по меньшей мере, одним тормозным механизмом.
Задача изобретения решается далее посредством топливозаправочного устройства, в частности для заправки самолетов, содержащего пантограф, включающий в себя, по меньшей мере, один трубопровод, по меньшей мере, один шлангопровод и, по меньшей мере, одну расположенную на шлангопроводе топливозаправочную муфту, и опорную мачту.
Под пантографом в этой связи следует понимать соединительное устройство между источником топлива (как правило, цистерной топливозаправщика) и топливозаправочным адаптером самолета, которое содержит, как правило, по меньшей мере два шарнирно соединенных между собой трубопровода, по меньшей мере, один топливозаправочный шланг и, по меньшей мере, одну топливозаправочную муфту.
Предложенные опорная мачта и топливозаправочное устройство расположены, как правило, на топливозаправщике.
Благодаря опорной мачте достигается то, что расположенный на ней пантограф может надежно перемещаться от источника топлива (например, топливозаправщика) к стыковочной станции на самолете и обратно. За счет фиксации опорной мачты в выдвинутом состоянии тормозным механизмом идеальным образом достигается то, что в процессе заправки пантограф может надежно удерживаться даже без поддержки подъемной площадки. Благодаря этому в процессе заправки оператор может опуститься с подъемной площадкой и управлять процессом там. С помощью пантографа возможно использование очень коротких шлангопроводов. Это имеет, в частности, то преимущество, что во время заправки действующие на топливозаправочные адаптеры самолета растягивающие усилия очень малы.
Как правило, опорная мачта может выдвигаться пассивно, предпочтительно с помощью подъемной площадки, и предпочтительно не содержит собственного привода. Это упрощает общую конструкцию и существенно способствует рентабельности изготовления.
В одном особенно предпочтительном варианте выполнения опорной мачты она в фиксированном состоянии не опускается (не вдвигается), а предпочтительно продолжает выдвигаться. Факт того, что опорная мачта в фиксированном состоянии не опускается, обеспечивает необходимую высокую надежность при поддержании пантографа от опускания или падения этой системы, поскольку возникшие повреждения были бы огромными. За счет предпочтительного варианта, заключающегося в том, что опорная мачта в фиксированном состоянии продолжает выдвигаться, достигается то, что предотвращаются повреждения также при прохождении положения касания между подъемной площадкой и опорной мачтой. Особое преимущество, следовательно, в том, что прохождение положения касания может происходить без управления в функции времени.
Благодаря тому факту, что опорная мачта выполнена с возможностью телескопического выдвигания, возможно, как правило, также ее бесступенчатое регулирование по высоте. За счет этого высоту опорной мачты можно установить с точностью до сантиметра.
Особенно предпочтительный вариант выполнения опорной мачты отличается тем, что она содержит, по меньшей мере, один тормозной модуль, включающий в себя соединенную с подвижной секцией опорной мачты и движущуюся с ней опорную штангу и две прижимаемые к опорной штанге тормозные колодки, каждая тормозная колодка соединена с зубчатой пластиной, причем зубчатые пластины расположены с возможностью вхождения друг в друга, а тормозные колодки, в частности при нагрузке опорной мачты собственной массой пантографа, могут прижиматься к опорной штанге. За счет упомянутого тормозного модуля может быть достигнуто, например, то, что после выдвигания в результате захвата подъемной площадкой и после последующего опускания этой подъемной площадки, а это приводит к тому, что пантограф больше не поддерживается ею, а на опорную мачту воздействует только собственная масса пантографа, опорная мечта стабильно и прочно удерживается в этом выдвинутом положении за счет прижатия тормозных колодок к опорной штанге. Оседание опорной мачты предотвращается тем самым автоматически только за счет ее нагружения (а тем самым и опорной штанги) массой пантографа, который, так сказать, активирует тормозной модуль.
Предпочтительно зубчатые пластины действуют на тормозные колодки в качестве коленчатых рычагов. За счет этого коленчато-рычажного действия усиливается активирование зажатия, и тем самым повышается тормозное усилие.
По меньшей мере, одна, предпочтительно одна зубчатая пластина приводится в действие исполнительным органом, предпочтительно пневмоцилиндром, который может переводить зубчатые пластины и тем самым также тормозные колодки из блокированного состояния в разблокированное состояние и преимущественно также обратно. Как правило, исполнительный орган приводится в действие посредством системы управления, причем исполнительный орган, в частности при снятии топливозаправочного штуцера с удерживающей станции, получает сигнал на прекращение приведения в действие зубчатой пластины и предпочтительно посредством сигнала в результате касании подъемной площадкой опорной мачты или пантографа получает команду на приведение зубчатой пластины в действие (контактирование) и разблокирование тормозного механизма. При выдвигании опорной мачты тормозной модуль (тормозной механизм), как правило, разблокирован, так что тормозные колодки не прилегают к опорной штанге во избежание ненужного износа тормозных накладок. В случае пневмоцилиндра в качестве исполнительного органа он в разблокированном состоянии тормозного модуля выдвинут и прижат к одной из зубчатых пластин. Это, в свою очередь, приводит к разблокированию тормозного модуля. Если оператор на подъемной площадке отделяет топливозаправочную муфту от удерживающего устройства, то пневмоцилиндр получает сигнал на устранение давления, так что его шток вдвигается. За счет этого тормозной модуль за счет механической нагрузки собственной массой всего устройства автоматически переводится из разблокированного состояния в блокированное состояние, так что подъемная мачта стабильно остается в выдвинутом состоянии, а подъемная площадка с оператором может опуститься вниз без опорной мачты. Затем оператор может начать процесс заправки с земли. В этом нагруженном и блокированном состоянии опорной мачты тормозной модуль не может разблокироваться. Усилия исполнительного органа (пневмоцилиндра) не хватило бы для разблокирования.
Поэтому несчастного случая произойти не может. Разблокирование может происходить только тогда, когда подъемная площадка поднимается вверх и разгружает опорную мачту за счет поддержки, так что подъемная мачта может быть снова вдвинута.
Предпочтительно тормозные колодки содержат повышающую трение тормозную накладку, в частности резиновую накладку, причем опорная штанга имеет предпочтительно не гладкую поверхность, а выполнена, например, в виде резьбовой или зубчатой штанги. За счет повышения трения между опорной штангой и тормозными колодками достигается усиление тормозного действия (см. описание фигур).
В одном предпочтительном варианте опорной мачты опорная штанга даже в блокированном состоянии зубчатых пластин и тормозных колодок может быть вытянута вверх из тормозных колодок. Это дает описанные выше преимущества (отсутствие повреждения при прохождении положения касания подъемной площадкой).
Другой вариант опорной мачты отличается тем, что она содержит, по меньшей мере, один тормозной модуль, включающий в себя соединенную с подвижной секцией опорной мачты и движущуюся вместе с ней зубчатую штангу, а также поворотный, входящий в зубчатую штангу фиксирующий элемент, который, в частности, при нагрузке зубчатой штанги фиксируется с ней за счет собственной массы пантографа. Фиксирующий элемент преимущественно соединен с системой управления опорной мачтой. Фиксирующим элементом может быть, например, фиксирующая собачка, фиксирующий палец, фиксирующий штифт и т.д. Этот вариант более подробно поясняется в описании фигур.
Другие признаки изобретения приведены в нижеследующем описании предпочтительных вариантов его осуществления в сочетании с чертежами и зависимыми пунктами формулы. При этом отдельные признаки могут быть реализованы сами по себе или в комбинации между собой.
На чертежах изображают:
фиг.1 - топливозаправочное устройство с выдвинутой опорной мачтой;
Фиг.2 - топливозаправочное устройство по фиг.1 с вдвинутой опорной мачтой;
фиг.3 - перспективный вид опорной мачты (без пантографа);
фиг.4 - схематичный вид опорной мачты в блокированном состоянии;
фиг.5 - схематичный вид опорной мачты в разблокированном состоянии;
фиг.6 - схематичный вид другого варианта опорной мачты в разблокированном состоянии;
фиг.7 - схематичный вид опорной мачты по фиг.6 в блокированном состоянии.
На фиг.1 изображено топливозаправочное устройство 1 с пантографом 2, содержащим два трубопровода 3а, 3b, шарнирно соединенных между собой посредством вращательного шарнира 4. Пантограф 2 содержит далее распределительную трубу 5, шарнирно соединенную с трубопроводом 3b посредством вращательного шарнира 6. К распределительной трубе 5 присоединены два шлангопровода 7а, 7b, имеющие на своих свободных концах топливозаправочные муфты 8а, 8b. Шлангопроводы 7а, 7b шарнирно соединены с распределительной трубой 5 посредством вращательных шарниров 9а, 9b. Трубопровод 3а заканчивается своим нижним концом в цистерне топливозаправщика (не показан).
Пантограф 2 закреплен на телескопически выдвигаемой и вдвигаемой опорной мачте 10. Она содержит первую 11 и вторую 12 секции, которые во вдвинутом состоянии находятся в стакане основания 13 опорной мачты 10. Последняя не имеет собственного привода, а выдвигается пассивно с помощью подъемной площадки, которая при подъеме захватывает опорную мачту 10 за нижнюю сторону штанги или плиту на верхнем конце второй секции 12. При выдвигании опорной мачты 10 распределительная труба 5 и шлангопроводы 7а, 7b пантографа 2 поднимаются вверх непосредственно вместе с ней. Шарнирно соединенные между собой трубопроводы 3а, 3b, которые во вдвинутом состоянии опорной мачты 10 сложены, при ее выдвигании раздвигаются по типу ножниц и вытягиваются вверх.
На стакане основания 13 и первой секции 11 опорной мачты 10 расположены тормозные модули 14. Точная конструкция и принцип действия этих тормозных модулей изображены на фиг.3. Важными элементами тормозных модулей являются опорные штанги 15, которые соединяют между собой основание 13 и секцию 11, а также обе секции 11, 12. Кроме того, показана подъемная площадка 35 с пантографом 2.
На фиг.2 топливозаправочное устройство 1 изображено с вдвинутой опорной мачтой 10.
На фиг.3 изображена опорная мачта 10 в зоне тормозного модуля 14 между стаканом основания 13 и первой секцией 11. Для наглядности пантограф 2 и секция 11 отсутствуют. Опорная мачта 10 изображена в почти полностью вдвинутом состоянии.
Тормозной модуль 14 изображен в блокированном состоянии, т.е. в состоянии торможения. Он содержит опорную штангу 15 и две прижимаемые к ней тормозные колодки 16. Опорная штанга 15 прочно соединена с первой секцией 11 за счет того, что она вварена в отверстие выступа 17 на верхнем конце первой секции 11. Опорная штанга 15 может быть также, например, прочно свинчена с первой секцией 11.
Каждая тормозная колодка 16 соединена с зубчатой пластиной 18 посредством стержней 19. Зубчатые пластины 18 расположены таким образом, что они входят друг в друга своими зубцами. В свою очередь, каждая зубчатая пластина 18 установлена с возможностью поворота на удерживающем блоке 20. В свою очередь, удерживающие блоки 20 закреплены на кронштейне 21, соединенном с со стаканом основания 13 опорной мачты 10.
Каждая тормозная колодка 16 имеет на своей внутренней поверхности тормозную накладку 22 из резины. Опорная штанга 15 выполнена в виде резьбовой штанги для повышения трения между собой и тормозными колодками 16. На кронштейне 21 расположен пневмоцилиндр 23, шток 24 которого может воздействовать на левую зубчатую пластину 18 (фиг.3 и 4). В показанном здесь блокированном состоянии тормозного модуля 14 шток 24 не имеет контакта с зубчатой пластиной 18.
Как уже сказано, опорная мачта 10 может выдвигаться пассивно, в частности за счет захвата подъемной площадкой, когда первая секция 11 или вторая секция 12 вытягивается из стакана основания 13 опорной мачты 10. При вытягивании первой секции 11 из стакана основания 13 ею захватывается также опорная штанга 15, которая скользит вверх между тормозными колодками 16. Как правило, при выдвигании опорной мачты 10 тормозной модуль 14 находится в разблокированном состоянии, в котором тормозные колодки 16 не имеют контакта с опорной штангой 15 во избежание ненужного износа тормозных накладок. Однако возможно и очень предпочтительно, чтобы опорная штанга 15 даже в блокированном состоянии могла вытягиваться вверх из тормозных колодок. Это важно, в частности, тогда, когда подъемная площадка контактирует с опорной мачтой в блокированном состоянии и давит на нее вверх. В этом случае опорная штанга должна скользить из тормозных колодок во избежание повреждений.
Процесс заправки с помощью топливозаправочного устройства 1 протекает, как правило, следующим образом.
Оператор движется на подъемной площадке, как правило, закрепленной на топливозаправщике, вверх в направлении несущего крыла самолета, на котором, как правило, расположена топливозаправочная горловина бака. При движении вверх подъемная площадка контактирует с выдвигаемой в первую очередь секцией 12 опорной мачты (как правило, с нижней стороной расположенной на этой секции плиты) и захватывает ее вверх, в результате чего опорная мачта 10 выдвигается. При выдвигании опорной мачты 10 тормозные модули 14 разблокированы, т.е. в пневмоцилиндры 23 подается давление, в результате чего штоки 24 контактируют с соответствующими зубчатыми пластинами.
Когда оператор на подъемной площадке извлекает топливозаправочную муфту 8а, 8b из удерживающего устройства, пневмоцилиндры 23 получают сигнал на сбрасывание давления, так что штоки вдвигаются и больше не контактируют с соответствующими зубчатыми пластинами 18. За счет собственной массы пантографа 2 автоматически происходит блокирование тормозных модулей 14, в результате чего подъемная мачта стабильно остается в выдвинутом состоянии, а подъемная площадка с оператором без вдвигания подъемной мачты может опуститься вниз, так что оператор может начать процесс заправки и управлять им с земли. За счет нагружения опорной штанги 15 собственной массой пантографа 2 тормозные колодки 16 легко отжимаются вниз вследствие трения между ними и опорной штангой 15. Благодаря тому, что тормозные колодки 16 соединены с зубчатыми пластинами 18, эти зубчатые пластины 18 также отжимаются вниз. За счет возникающего при этом коленчато-рычажного эффекта зубчатых пластин, обусловленного неподвижной опорой 27 зубчатых пластин 18 на удерживающих блоках 20 и подвижной опорой 19 зубчатых пластин 18 на тормозных колодках 16, последние также сильнее сжимаются за счет отжатия вниз зубчатых пластин 18, так что тормозное действие сильно повышается. В этом нагруженном и тем самым блокированном состоянии опорной мачты 10 тормозные модули не могут быть разблокированы.
Следовательно, в фиксированном состоянии опорной мачты 10 все тормозные модули 14 отдельных секций 11, 12 активны (блокированы), в результате чего опорная мачта 10 самопроизвольно берет на себя поддержку пантографа 2. Это имеет, в том числе, то преимущество, что можно использовать очень короткие шлангопроводы 7а, 7b, а растягивающая нагрузка на топливозаправочные муфты 8а, 8b при заправке самолета мала.
Когда процесс заправки завершен, оператор снова движется с подъемной площадкой вверх под несущее крыло самолета, в результате чего подъемная площадка забирает опорную мачту 10 из ее поддерживающего положения. При этом не играет роли, точно ли достигнута точка контактирования между подъемной площадкой и опорной мачтой, или она пройдена по высоте. Решающим является то, что без управления в функции времени может происходить прохождение положения касания, поскольку, как уже сказано, опорная штанга 15 даже в блокированном состоянии тормозных модулей 14 может быть вытянута вверх из тормозных колодок 16, прилегающих к опорной штанге 15. Это возможно потому, что при вытягивании опорной штанги 15 в блокированном состоянии тормозных модулей тормозные колодки 16 могут легко захватываться вверх вследствие трения между опорной штангой 15 и тормозными колодками 16. За счет этого происходит разгрузка коленчато-рычажно сочлененных тормозных колодок 16, в результате чего коленчато-рычажный эффект зубчатых пластин 18 уменьшается, а тормозные колодки 16 больше не прижимаются сильно к опорной штанге 15.
Большое преимущество этой конструкции состоит в том, что при достижении нового положения по высоте без дополнительной подачи сигналов или без воздействий системы управления может происходить фиксация опорной мачты 10 в этом положении, а подъемная площадка в любое время может снова двигаться вниз.
Когда все топливозаправочные муфты 8а, 8b снова размещены в своем держателе, пневмоцилиндры 23 получают сигнал на активирование и разблокирование тормозных модулей 14 за счет контактирования с соответствующей зубчатой пластиной 18. Чтобы действительно разблокировать тормозные модули, подъемная площадка с опорной мачтой 10 также должна подать на систему управления сигнал касания. В качестве дополнительной меры безопасности требуется, чтобы опорная мачта 10 прошла с подъемной площадкой определенный отрезок пути вверх. Только в этом случае будет разгружен коленчато-рычажный затвор зубчатых пластин 18, а отключенные за счет сигналов пневмоцилиндры 23 могут разблокировать тормозные модули. Если площадка не достигла опорной мачты 10 или лишь слегка коснулась ее, то размыкание тормозных колодок собственной массой пантографа предотвращается за счет коленчато-рычажного действия сочленения тормозных колодок (зубчатые пластины 18). Это значит, что за счет подъемной площадки принудительным образом должно происходить снятие нагрузки с опорной мачты 10.
На фиг.4 и 5 топливозаправочное устройство 1 изображено схематично в блокированном (фиг.4) и разблокированном (фиг.5) состояниях. Опорная штанга 15 закреплена гайками 26 на удерживающей консоли 25. Последняя прочно соединена со второй секцией 12 и одновременно служит для закрепления различных частей пантографа 2. Хорошо видно положение штока 24 пневмоцилиндра 23 в блокированном и разблокированном состояниях тормозного модуля 14.
На фиг.6 опорная мачта 10 изображена с тормозным модулем 28, выполненным в другом варианте и содержащим соединенную с ее подвижной секцией 12 и движущуюся с ней зубчатую штангу 29. Тормозной модуль 28 содержит далее установленную на удерживающем устройстве 30 с возможностью поворота фиксирующую собачку 31. Удерживающее устройство 30 выполнено в виде удерживающего блока, прочно расположенного на стакане основания 13 опорной мачты 10. Зубчатая штанга 29 закреплена гайками 26 на удерживающей консоли 25. Последняя прочно соединена со второй секцией 12 и одновременно служит для закрепления различных частей пантографа 2. В показанном здесь разблокированном состоянии фиксирующая собачка 31 не входит между зубцами 32 зубчатой штанги 29. В этом положении секция 12 может вдвигаться и выдвигаться. Процесс заправки с помощью изображенного устройства протекает аналогично процессу заправки, описанному с помощью фиг.2: оператор движется с подъемной площадкой вверх в направлении несущего крыла самолета. При движении подъемной площадки вверх она контактирует с выдвижной секцией 12 и захватывает ее вверх. При выдвигании опорной мачты 10 тормозной модуль 28 разблокирован, т.е. фиксирующая собачка 31 не входит в зубчатую штангу 29.
Если затем оператор на подъемной площадке извлечет топливозаправочную муфту 8а, 8b из удерживающего устройства, то пневмоцилиндр 33, который в разблокированном состоянии нагружен давлением и давит на фиксирующую собачку 31 вверх, получает команду на сброс давления, так что шток 34 вдвигается, а фиксирующая собачка 31 занимает, по существу, горизонтальное положение. В этом, по существу, горизонтальном положении она входит между зубцами зубчатой штанги 29 и блокирует механизм. В этом показанном на фиг.7 блокированном состоянии опорная мачта 10 прочно удерживается в этом положении, так что подъемная площадка может двигаться вниз.
Когда процесс заправки завершен, оператор с подъемной площадкой снова движется вверх под несущее крыло самолета, в результате чего она забирает опорную мачту 10 из ее поддерживающего положения. В этом варианте не играет роли, точно ли достигнута точка контактирования между подъемной площадкой и опорной мачтой, или она пройдена по высоте. Решающим является то, что прохождение положения касания может происходить без управления в функции времени.
Когда все топливозаправочные муфты 8а, 8b снова размещены в своем держателе, пневмоцилиндр 33 получает сигнал на активирование и разблокирование тормозного модуля 28 за счет контактирования и нажатия вверх фиксирующей собачки 31.