БЫСТРОРАЗЪЕМНЫЙ АГРЕГАТ
QUICK-RELEASE UNIT

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к устройствам расстыковки заправочно-дренажных магистралей, и может быть использовано в машиностроении.
Известен быстроразъемный агрегат, включающий в себя бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком с захватывающим механизмом в виде наземной цанги с подвижной запирающей гильзой, пневмопривода с поршнем на наземной колодке и с захватываемым механизмом в виде упора на бортовой колодке (патент RU №2118735 C1, F16L 39/00).
Недостатком данной конструкции является вероятность нерасстыковки замка вследствие возможного действия больших крутящих и изгибающих моментов, поперечных сил, возникающих в местах зацепления штуцеров в результате вибрации изделия и воздействия подводящих трубопроводов. К недостаткам данной конструкции также следует отнести ее конструктивную сложность, громоздскость и большую массу из-за необходимости подсоединения к пневмозамку источника давления, т.е. подсоединения магистрали трубопроводов давления, устройства заполнения и подсоединение к системе управления подачи давления с датчиками.
Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению, взятым за прототип, является быстроразъемный агрегат (патент RU №2462648 C1, F16L 37/40), включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, обратный клапан, сдергивающее устройство, пневмотолкатель, установленный на корпусе пневмопривода и соединенный одним концом со сдергивающим устройством пневмопривода, а другим концом соединенный с механизмом отвода заправочной фермы. Пневмотолкатель выполнен в виде поршня с управляющей полостью, ход поршня превышает величину раскрытия стыка цанги, а в пневмоприводе сдергивающее устройство и ограничитель хода выполнены с ходом, величина которого превышает величину раскрытия стыка замка.
Недостатком данной конструкции также является вероятность нерасстыковки замка вследствие возможного действия больших крутящих и изгибающих моментов, поперечных сил, возникающих в местах зацепления штуцеров в результате вибрации изделия и воздействия подводящих трубопроводов. Помимо этого конструкция имеет только один пиропатрон. К недостаткам данной конструкции также следует отнести ее конструктивную сложность, громоздкость и большую массу, так как в быстроразъемный агрегат входят дополнительный трубопровод, обратный клапан и ряд других деталей, усложняющих его конструкцию.
Сущность изобретения заключается в том, что в быстроразъемном агрегате, включающем бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, соединенными между собой цанговым замком с первой цангой, с подвижной запирающей гильзой на наземной колодке и пневмоприводом с поршнем на бортовой колодке, корпус пневмопривода выполнен за одно целое со второй цангой цангового замка, внутри которой установлен поршень, при этом в корпус пневмопривода установлен по крайней мере один пиропатрон, полость которого и каждого последующего соединена одним каналом с полостью, образованной поджатым пружиной поршнем и второй цангой, а другим каналом - с полостью запорно-расталкивающей гильзы, при этом в отверстии на наземной колодке под наземную часть цангового замка со стороны плоскости разделения выполнена расточка, диаметр которой больше внешнего диаметра запорно-расталкивающей гильзы, а диаметр сквозного отверстия в наземной части цангового замка меньше диаметра внутреннего отверстия верхней части запорно-расталкивающей гильзы.
Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение высокой надежности срабатывания замка при разделении бортовой и наземной колодок, при этом полученная конструкция имеет меньшие массу и габариты, т.к. отпадает необходимость подсоединения дополнительных устройств.
На фиг. 1 изображен общий вид быстроразъемного агрегата.
На фиг. 2 изображен быстроразъемный агрегат после расстыковки (по всему периметру расстыковки за счет плоскопараллельного перемещения колодок при их разделении).
На фиг. 3 изображен разрез центрального замка.
Конструкция быстроразъемного агрегата состоит из наземной колодки 1 и бортовой колодки 2, соединенных между собой цанговым замком 3. Наземная колодка 1 состоит из плиты 4, в которой в сквозных отверстиях закреплены штуцеры 5, соединенные с магистралями пневмогидросистем блока. В центре плиты 4 в сквозном отверстии установлена закрепленная гайкой 6 наземная часть цангового замка 7, состоящая из первой цанги 8 с буртиком 9, подвижной запирающей гильзы 10, поджатой пружиной 11 в сторону бортовой колодки 2, установленной в центральном сквозном отверстии первой цанги 8 и удерживающей от ее раскрытия. Подвижная запирающая гильза 10 находится в резьбовом соединении с серьгой 12, зафиксированной на ней винтом 13, что позволяет осуществить ручную расстыковку. К наземной колодке 1 прикреплен защитный кожух 14, предотвращающий попадание грязи в цанговый замок 3 быстроразъемного агрегата.
Бортовая колодка 2 состоит из плиты 15, на которой закреплены штуцеры 16, входящие цилиндрическими хвостовиками 17 в штуцеры 5 на плите 4. Место стыка герметизируется уплотнителем 18. В центре бортовой колодки 2 закреплена бортовая часть цангового замка 19, представляющая собой захватывающий механизм 20 и пневмопривод 21. Захватывающий механизм 20 состоит из второй цанги 22, выполненной за одно целое с пневмоприводом 21, внутри которой установлен поршень 23, поджатый пружиной 24 в сторону пневмопривода 21. Вторая цанга 22 удерживается от раскрытия запорно-расталкивающей гильзой 25, поджатой пружиной 26 в сторону пневмопривода 21. Пневмопривод 21 состоит из корпуса 27 с двумя пиропатронами 28. Второй пиропатрон необходим для повышения вероятности безотказной работы пневмопривода 21, увеличение количества пиропатронов возможно, но нецелесообразно. Полость каждого пиропатрона соединена каналом 29 с полостью образованной поршнем 23 и второй цангой 22 и каналом 30 с полостью запорно-расталкивающей гильзы 25. Запорно-расталкивающая гильза 25 имеет уплотнение 31 по второй цанге 22 и уплотнение 32 по корпусу бортовой колодки 2. Пневмопривод 21 имеет уплотнение 33 по корпусу бортовой колодки 2.
1
1
2
3
3
4
5
5
6
В сквозном отверстии наземной колодки 1 со стороны плоскости разделения А выполнена расточка (см. фиг. 3) диаметром D. D больше диаметра D - внешнего диаметра запорно-расталкивающей гильзы 25. Диаметр D - диаметр внутреннего отверстия запорно-расталкивающей гильзы 25 и внешний диаметр второй цанги. D больше D - диаметра сквозного отверстия наземной колодки 1. Диаметр D - диаметр поршня 23 бортовой колодки 2. Диаметр D меньше диаметра D - диаметра наконечника подвижно запирающей гильзы 10.
Быстроразъемный агрегат работает следующим образом.
При состыкованных блоках ракетоносителя пневмогидравлические магистрали их соединены, т.е. штуцеры 16 входят цилиндрическими хвостовиками 17 в штуцеры 5, как показано на фиг. 1. Первая цанга 8 наземной части цангового замка 7 и вторая цанга 22 бортовой части цангового замка 19 находятся в зацеплении. Жесткость агрегата обеспечивается затяжкой гайки 6 с расчетным моментом. Первая цанга 8 не может прогнуться внутрь из-за того, что удерживается подвижной запирающей гильзой 10, которую останавливает в этом положении пружина 11, а вторая цанга 22 не может раскрыться, т.к. удерживается запорно-расталкивающей гильзой 25, которую останавливает в этом положении пружина 26.
2
5
Перед разделением блоков ракетоносителя для расстыковки заправочно-дренажных магистралей подается команда на подрыв пиропатронов 28 пневмопривода 21. Пороховые газы одновременно через каналы 29 и 30 поступают в полость, образованную поршнем 23 и второй цангой 22 и в полость запорно-расталкивающей гильзы 25. Далее под действием пороховых газов запорно-расталкивающая гильза 25 перемещается в расточку отверстия на наземной колодке 1, упирается своим торцом Б в торец В расточки сквозного отверстия наземной колодки 1, сжимая пружину 24 и освобождая при этом вторую цангу 22, а поршень 23 перемещается в сторону сквозного отверстия наземной колодки 1, сжимая пружину 24 и сдвигая в сторону сквозного отверстия наземной колодки 1 подвижную запирающую гильзу 10, освобождая при этом первую цангу 8. После этого вторая цанга 22 раскрывается, а первая цанга 8 под действием усилия прогибается внутрь и выходит из зацепления со второй цангой 22, то есть цанговый замок 3 раскрывается. Освободившиеся от зацепления колодки 1 и 2 движением поршня 23 расталкиваются, открывая пневмогидравлические магистрали. Расталкиванию колодок 1 и 2 помогает запорно-расталкивающая гильза 25, которая обеспечивает плоскопараллельное перемещение колодок 1 и 2 при их разделении, так как торцевая поверхность Б запорно-расталкивающей гильзы 25, упираясь в поверхность расточки В наземной колодки 1, равномерно воздействует торцевой поверхностью с большим внешним диаметром D запорно-расталкивающей гильзы 25, чем диаметр D поверхности поршня 23. Поэтому после раскрытия цангового замка 3 колодки 1 и 2 отходят друг от друга на одинаковое расстояние 1 (фиг. 2) до полного разделения колодок 1 и 2.
Таким образом, предложенная конструкция быстроразъемного агрегата обеспечивает высокую надежность срабатывания замка при разделении бортовой и наземной колодок за счет:
- срабатывания двух пиропатронов, каждый из которых обладает высокой надежностью подрыва,
- плоскопараллельного перемещения колодок 1 и 2 во время их разделения, которое обеспечивает запорно-расталкивающая гильза 25. Благодаря плоскопараллельному перемещению колодок 1 и 2 в местах зацепления штуцеров в результате вибрации изделия и воздействия подводящих трубопроводов не возникают крутящие и изгибающие моменты, поперечные силы.