БЫСТРОРАЗЪЕМНЫЙ АГРЕГАТ
QUICK-DISCONNECT 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 замком с пневмоприводом в виде запирающей втулки с подпружиненным поршнем (патент RU №2217649 С2, кл. 7 F16L 39/00, 37/00, F16В 2/00).
Недостатками данной конструкции является необходимость источника давления, подсоединения магистрали трубопроводов давления и устройства заполнения. Кроме этого, необходима система управления подачи давления с соответствующими датчиками.
Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде наземной цанги с подвижной запирающей гильзой, пневмопривода с поршнем на наземной колодке и захватываемого механизма в виде упора на бортовой колодке. Захватываемый механизм снабжен бортовой цангой, жестко закрепленной на бортовой колодке и охватывающей упор, и дополнительным пневмоприводом, подпружиненный поршень которого размещен в полости бортовой цанги (патент RU №2118735 С1, кл.6 F16L 39/00).
Недостатками данной конструкции являются необходимость подсоединения источника давления, магистрали трубопроводов давления и устройства заполнения. Кроме этого, необходима система управления подачи давления с соответствующими датчиками. К недостаткам данного устройства также следует отнести его конструктивную сложность, громоздкость и большую массу.
Техническим результатом предлагаемого устройства является простота конструкции, небольшая масса и габариты, оно не требует подсоединения дополнительных устройств, обеспечивает высокую надежность срабатывания замка при разделении бортовой и наземной колодок.
Сущность изобретения заключается в том, что в быстроразъемном агрегате, включающем бортовую и наземную колодки, соединенные между собой замком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей гильзой на наземной колодке и упора на бортовой колодке, захватывающий механизм снабжен элементом с потенциальной энергией в виде пружины сжатия, установленной с одного конца в гнезде наземной колодки, а другим упирающейся в торец упора бортовой колодки. При этом возможно закрепление этой пружины сжатия посредством двух конусных держателей, установленных в гнездах на плите наземной колодки напротив друг друга, конусная часть которых размещена в зазоре между опорным витком и следующим за ним витком, причем один из держателей касается обоих витков, а другой касается только опорного витка.
На фиг. 1 изображен общий вид быстроразъемного агрегата (бортовая и наземная колодки в состыкованном состоянии).
На фиг. 2 изображена наземная колодка после расстыковки.
Конструкция быстроразъемного агрегата состоит из наземной колодки 1 и бортовой колодки 2, соединенных между собой замком 3. Наземная колодка 1 состоит из плиты 4, в которой в сквозных отверстиях закреплен ряд штуцеров 5, соединенных с магистралями пневмогидросистем блока. В центре плиты 4 в сквозном отверстии с помощью гайки 6 закреплена цанга 7, на которой находится буртик 8. В цанге 7 подвижно установлена запирающая гильза 9, поджатая пружиной 10 в сторону бортовой колодки 2. Запирающая гильза 9 находится в резьбовом соединении с серьгой 11, зафиксированной на нем винтом 12. Бортовая колодка 2 состоит из плиты 13, на которой закреплены штуцеры 14, входящие цилиндрическими хвостовиками 15 в штуцеры 5 на плите 4. Место стыка герметизируется уплотнителем 16. В центральном резьбовом отверстии плиты 13 установлен упор 17, в котором выполнена проточка 18. Захватывающий механизм, состоящий из цанги 7 с подвижной запирающей гильзой 9 на наземной колодке 1 и упора 17 на бортовой колодке 2, снабжен элементом с потенциальной энергией в виде пружины сжатия 19, установленной с одного конца в гнезде наземной колодки 1, а другим упирающейся в торец упора 17 бортовой колодки 2. Пружина сжатия 19 закреплена посредством двух конусных держателей 20, установленных в гнездах на плите 4 наземной колодки 1 напротив друг друга. Конусная часть держателей 20 размещена в зазоре между опорным витком пружины сжатия 19 и следующим за ним витком, причем один из держателей 20 касается обоих витков, а другой касается только опорного витка.
Для исключения несанкционированной расстыковки быстроразъемного агрегата в процессе монтажа и испытаний изделия на замке 3 установлена предохранительная муфта 21 с винтом 22, которые снимаются после всех подготовительных работ с изделием.
Быстроразъемный агрегат работает следующим образом.
При состыкованных блоках ракеты-носителя пневмогидромагистрали их соединены, т.е. штуцеры 5 и 14 состыкованы, буртик 8 цанги 7 находится в проточке 18 упора 17. Запирающая гильза 9 находится внутри цанги 7, контактируя с лепестками цанги 7. Запирающая гильза 9 поджата пружиной 10 в сторону бортовой колодки 2. Пружина сжатия 19, установленная между наземной колодкой 1 и бортовой колодкой 2 в поджатом состоянии, согласно закону Гука имеет упругую силу
F=χ∆l,
где ∆l - величина упругой деформации, χ - коэффициент жесткости.
Пружина сжатия 19 обладает потенциальной энергией
В процессе предполетного обслуживания снимают предохранительную муфту 21. К серьге 11 по стрелке А прикладывается усилие, при этом запирающая гильза 9 переместится по стрелке А и освободит цангу 7. Сразу после этого пружина сжатия 19 растолкнет в противоположные стороны наземную и бортовую части быстроразъемного агрегата. При этом согласно закону сохранения энергии потенциальная энергия упруго деформированной пружины 19 полностью перейдет в кинетическую энергию наземной колодки 1 и бортовой колодки 2 с оставшимися на них частями замка 3:
1
2
01
02
где m, m - массы наземной колодки 1 и бортовой колодки 2 с оставшимися на них частями замка 3, v, v - начальные скорости наземной колодки 1 и бортовой колодки 2 с оставшимися на них частями замка 3.
Замок 3 откроется (наземная колодка 1 и бортовая колодка 2 расстыкуются). При этом пружина 19 останется в гнезде наземной колодки 1, поскольку два взаимно противоположных конусных держателя 20 крепят пружину 19 так, что исключают ее проворот или соскок.
Таким образом, предложенная конструкция быстроразъемного агрегата более проста, имеет небольшую массу и габариты, не требует подсоединения дополнительных устройств, связанных с использованием пневмопривода, так как не имеет пневмопривода и при этом обеспечивает высокую надежность срабатывания замка при разделении бортовой 2 и наземной 1 колодок за счет небольшого механического воздействия на серьгу 11 для перемещения запирающей гильзы 9 по стрелке А и тем самым освобождения цанги 7 и далее за счет расталкивающего действия пружины 19, обладающей значительной потенциальной энергией, переходящей после освобождения цанги 7 в кинетическую энергию.
Литература
И.Е.Иродов. Основные законы механики.