ГИДРОРАЗЪЕМ
HYDRAULIC CONNECTOR

Изобретение относится к космической технике; в частности в стыковочных устройствах космических аппаратов для соединения и разъединения магистралей по перекачке жидкостей из баков одного аппарата в баки другого аппарата при их стыковке на орбите, с обеспечением герметичности стыков магистралей двух аппаратов, а также в областях техники, где необходимо проведение перекачки жидких компонентов с обеспечением герметичности в загазованных или зараженных зонах без участия человека с помощью робототехнических средств.
Известно устройство для соединения и разъединения трубопроводов RU №2167360 С1 МПК7 F16L 37/28, содержащее два стыкуемых штуцера с установленными в них клапанами, соединенные между собой шариковым замком и пружинами.
К недостаткам соединения можно отнести малую надежность соединения из-за наличия шарикового замка, в работе которого участвует большое количество деталей.
Известен так же гидроразъем самозапирающийся патент RU2366852 С1 МПК: F16L 37/28 01.2006, содержащий стыкуемые патрубки: входной патрубок и выходной патрубок, а также уплотнительные элементы, в входной патрубок и выходной патрубок установлены клапаны и поворотный элемент. Патрубки снабжены антифрикционными кольцами и охвачены втулкой, в которой с помощью винтов-ручек установлен поворотный элемент, в центре вращения которого имеются выступы, взаимодействующие с отверстиями, выполненные в клапанах, которые посредством правой и левой резьб взаимодействуют с соответствующими резьбами патрубков. В поворотном элементе выполнены окна для прохождения рабочей среды, а один из винтов ручек является предохранительным клапаном, в зоне установки которого в поворотном элементе выполнено отверстие для стравливания избыточного давления рабочей среды, возникающего в момент запирания гидроразъема, причем стыкуемые патрубки стягиваются и удерживаются внутри втулки с помощью резьбовых деталей.
Данный гидроразъем самозапирающийся позволяет многократную стыковку и расстыковку магистралей, находящихся под давлением и в труднодоступных места.
К недостаткам соединения следует отнести то, что не образуется прямоточная магистраль, и соединение производится за счет резьбового соединения с выполнением ручных операций.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а также устранение ручных операций. Техническим результатом является повышение надежности с обеспечением герметичности магистрали жидкостей.
Технический результат достигается тем, что в гидроразъеме, содержащем стыкуемые патрубки: входной патрубок и выходной патрубок, а также уплотнительные элементы, в отличие от известного, входной патрубок расположен на активной части, а выходной патрубок расположен на пассивной части, выходной патрубок соединен через сильфон с ловителем, а входной со штырем, на котором установлены уплотнительные элементы, выполненные в виде уплотнительных манжет, тарельчатые пружины, втулка первая, сепаратор, толкатель, кольцо и поджимающая гайка, штырь с одной стороны закреплен в соединенных между собой винтами полумуфтах активных, в торец которых уперта пружина, второй торец пружины уперт во втулку активную, которая установлена на внешний диаметр фланца, соединенного резьбовым соединением посредством винтов с толкателем, полумуфты активные установлены в опору активную, ограничитель активный установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса активного, вторая втулка передним торцем уперта во фланец неподвижного штуцера, а задний торец подперт фланцем первым, который соединен с корпусом активным винтами и гайкой активной, выходной патрубок, соединенный через сильфон с ловителем, закрепленным в соединенных между собой полумуфтах пассивных и фланце пассивном, в который ввернуты втулки пассивные с установленными в них стаканами с пружинами, полумуфты установлены в опору пассивную с установленным в нее ограничителем пассивным, который установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса пассивного, втулка правая передним торцем уперт в торец выходного патрубка, а задний торец поджат фланцем пассивным через гайку пассивную, фланец пассивный соединен с корпусом пассивным винтами.
В образовании гидроразъема участвуют две части: активная часть и пассивная часть. Соединение происходит в автоматическом режиме с исключением ручных операций. Надежность по герметичности обеспечивается за счет поджатая уплотнительных манжет, расположенных в активной части в точном отверстии пассивной части.
Активная часть содержит входной патрубок 1, соединенный через сильфон активный 2 со штырем 3, на котором установлены тарельчатые пружины 4 и комплект уплотнительных манжет 5. Для поджатая комплекта манжет 5 на цилиндрическую поверхность штыря установлены сепаратор 6, втулка первая 7, кольцо 8 и поджимающая гайка 9. Штырь с одной стороны закреплен в соединенных между собой винтами полумуфтах активных 10, в торец которых упирается пружина 11, второй торец пружины упирается во втулку активную 12. Втулка активная 12 установлена на внешний диаметр фланца активного 13, который соединен резьбовым соединением (посредством 4 винтов) с толкателем 14. Для компенсации углового рассогласования полумуфты активные 10 установлены в опору активную 15. Ограничением прокачки толкателя 14 по углу определяется внутренним диаметром крышки первой 16 и ограничителем активным 17, который установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса активного 18. В неподвижном положении входной патрубок 1 удерживается втулкой второй 19. Втулка вторая 19 передним торцем упирается в торец входного патрубка 1, а задняя часть подпирается фланцем первым 20, который соединяется с корпусом активным 18 винтами 21 и гайкой активной 22.
Пассивная часть содержит выходной патрубок 23, соединенный через сильфон пассивный 24 с ловителем 25, закрепленным в соединенных между собой полумуфтах пассивных 26 и фланце пассивном 27, в который ввернуты втулки пассивные 28 с установленными в них стаканами с пружинами 29. Для компенсации углового рассогласования полумуфты пассивные 26 установлены в опору пассивную 30 с ограничением угловой прокачки внутренним диаметром крышки пассивной 31 и ограничителем пассивным 32, который перемещается в пазу корпуса пассивного 33. В неподвижном положении выходной патрубок 23 удерживается втулкой правой 34. Втулка правая 34 передним торцем упирается в торец выходного патрубка пассивного 23, а задняя часть подпирается фланцем пассивным 35, который соединяется винтами 36 с корпусом пассивным 33 и гайкой пассивной 37.
Активная часть (штырь) жестко закреплена на корпусе стыковочного устройства корабля, которая стыкуется к пассивной части (гнездо), также жестко установленная на корпусе ответного устройства модуля.
Заявляемая конструкция поясняется чертежами:
Фиг. 1 - активная часть (штырь), устанавливаемая на активный космический аппарат, и служит дозаправщиком жидкими компонентами, необходимые для поддержания длительной эксплуатации объекта.
Фиг. 2 - пассивная часть (гнездо), устанавливаемая на пассивный объект, готовая для приема жидких компонентов.
Фиг. 3 - гидроразъем для образования общей магистрали, герметичной по стыку.
Стыковка двух частей гидросоединения осуществляется следующим образом.
После проведения механической сцепки двух космических объектов, и выравнивая их в осевом и боковом направлениях, включается механизм стягивания объектов со стороны активного космического аппарата.
По мере сближения и выравнивания двух космических аппаратов сферическая поверхность фланца активного 13 активной части (Фиг. 1) касается конусной поверхности ловителя 25 пассивной части (Фиг. 2) возникает сила, действующая на фланец пассивный 13, и штырь 3 активной части (Фиг. 1) начинает выдвигаться вперед относительно фланца активного 13, сжимая пружину 11 (Фиг. 1).
В процессе соединения происходит выравнивание оси активной части относительно оси пассивной части за счет поворота штыря 3 вместе с толкателем 14 в сферическом шарнире, образованном опорой активной 15 и корпусом активным 18, в пределах паза в корпусе активном 18 за счет ограничителя активного 17, при этом входной штуцер 1 остается неподвижным (Фиг. 1). Со стороны пассивной части (Фиг. 2) за счет поворота ловителя 3 в сферическом шарнире, образованном опорой пассивной 30 и корпусом пассивным 33 в пределах паза в корпусе пассивном 33 за счет ограничителя пассивного 32. Одновременно с этим выравнивание происходит за счет поджатия пружин в стакане с пружинами 28. Стакан в точке касания с корпусом пассивным 33 имеет сферическую форму, при этом выходной штуцер 1 остается неподвижным.
По мере стягивания космических аппаратов штырь 3 активной части входит в отверстие ∅А ловителя 3 пассивной части, при этом происходит дальнейшее сжатие пружины 11 и поджатие комплекта пружин 4 активной части.
Герметизация образовавшейся магистрали осуществляется за счет дополнительного поджатая наружной поверхности комплекта уплотнительных манжет 5 активной части по внутреннему диаметру отверстия ∅А ловителя 25 пассивной части при упоре штыря 3 в дно отверстия  ловителя и торцем тарельчатых пружин под действие силы от механизма стягивания объектов.
Рассогласование в осевом и угловом направлениях компенсируется за счет качания в сферических шарнирах активной и пассивной части, отклонений в сильфонах и перемещении оси ловителя пассивной части за счет стаканов с пружинами.
Расстыковка гидросоединения осуществляется следующим образом.
После выполнения перекачки жидких компонентов включается привод активного космического аппарата на их разъединение. Происходит отход активного аппарата от пассивного, с помощью толкателей агрегатов стыковки и пружин собственно гидросоединителей на сопрягаемых плоскостях. При этом штырь 3 активной части (Фиг. 1) выходит из отверстия ∅А ловителя 25 пассивной части (Фиг. 2), за счет комплекта тарельчатых пружин 4 и пружины 11, которые были поджаты в полумуфтах активных 10 и в упоре во втулку активную 12. В итоге под их воздействием штырь 3 возвращается в исходное положение.
Соединение и разъединение магистралей происходит многократно в автоматическом режиме приводами, установленными на активной части передающего объекта. В образовании гидроразъема участвуют две части: активная часть и пассивная часть. Соединение происходит в автоматическом режиме с исключением ручных операций. Надежность по герметичности обеспечивается за счет поджатая уплотнительных манжет, расположенных в активной части в точном отверстии пассивной части.