УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КОММУНИКАЦИЙ
UTILITIES CONNECTION DEVICE

Изобретение предназначено для использования в области ракетно-космической техники, в частности для заправки (дренажа) системы терморегулирования изделия теплоносителем и обеспечения циркуляции теплоносителя, и может быть использовано в машиностроении.
Известно устройство для присоединения коммуникаций (патент RU №2173426 С2, F26L 29/00), содержащее корпус, внутри которого размещен толкатель с винтовым механизмом и приводом.
Недостатками данного устройства являются отсутствие единой монолитной конструкции и, как следствие, наличие дополнительного стыка и увеличение негерметичности, а также недостаточная функциональность (отсутствует функция обеспечения циркуляции теплоносителя).
Близким по технической сущности к устройству для соединения коммуникаций, взятым за прототип, является техническое решение, представленное в конструкции заправочно-дренажного устройства для заправки бортовой емкости криогенными, взрывоопасными или токсичными компонентами топлива (патент RU №2333137 C1, B64F 1/00), содержащего заправочный и дренажный клапаны, имеющие идентичные конструкции, корпус с герметизирующей заглушкой, топливный трубопровод бортовой емкости, магистраль стационарной системы заправки или транспортной емкости, магистраль стационарной дренажной системы или нейтрализатор, в случае токсичных топлив. Механизмы каждого из клапанов, заправочного и дренажного, разделены на два автономных узла, один из которых является запорным узлом, выполненным в виде седла с уплотнительной гильзой и пружиной и установленным на борту транспортного средства в топливном трубопроводе бортовой емкости, а другим узлом является толкатель запорного узла, выполненный в виде поршня со штоком, возвратной пружиной и изолирующим сильфоном, зацело установленным в корпусе толкателя запорного узла, соединенный с топливной магистралью стационарной системы заправки и пристыкованный при заправке топливом бортовой емкости к фланцу запорного узла, образуя в комплексе заправочный или дренажный клапаны, на которые при открывании запорного узла воздействуют дистанционно подачей давления на поршень толкателя, причем запорный узел имеет герметичную заглушку с посадочными элементами, идентичными толкателю заправочного или дренажного клапанов, которые устанавливают после снятия толкателя по окончании заправки бортовой емкости. Дренажный клапан установлен на дренажном трубопроводе бортовой емкости, состыкован с трубопроводом стационарной дренажной системы или нейтрализатором и соединен с заправочным клапаном через клапан перепуска. На каждом корпусе узлов толкателей запорного и дренажного клапанов смонтирован нажимной винт с шаровой опорой на конце, имеющий маховик и контргайку для ручного открытия запорного узла. Между штоком и корпусом толкателя установлен изолирующий сильфонный узел, наружная полость которого заполнена гелием для предотвращения замерзания воздуха в этой полости при заправке, например, жидкого водорода.
Недостатками данного устройства является его сложность, громоздкость и большая масса. Устройство состоит из нескольких разных агрегатов (заправочный, дренажный и перепускной клапаны), соединенных между собой трубопроводами, что подразумевает дополнительные стыки и, как следствие, ухудшение герметичности.
Задачей изобретения является создание конструкции заправочно-дренажного устройства, служащего для заправки (дренажа) системы терморегулирования изделия теплоносителем в процессе предполетной подготовки изделия (ракеты) и для обеспечения циркуляции теплоносителя в процессе полета изделия, обеспечивающего герметичность.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональности, т.е. возможность заправки (дренажа) системы терморегулирования изделия теплоносителем и обеспечение циркуляции теплоносителя, посредством выполнения корпуса за одно целое, при этом обеспечивается высокая герметичность, а также достигается упрощение конструкции и уменьшение массы.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для соединения коммуникаций, включающем в себя корпус, на котором размещены штуцер с заправочным клапаном, поджатый пружиной, и штуцер с дренажным клапаном, поджатый пружиной, корпус выполнен за одно целое, при этом дренажный канал в корпусе проходит под углом к заправочному каналу, на входе заправочного канала установлен штуцер с заправочным клапаном, а на входе в дренажный канал установлен штуцер с дренажным клапаном, причем эти каналы в зоне пересечения объединены общей полостью, а заправочный клапан выполнен в виде перепускного цилиндра, снабженного на одном конце эластичным уплотнительным элементом, а на другом - уплотнительным седлом, причем в заправочном канале размещен эластичный уплотнительный элемент, контактирующий с уплотнительным седлом перепускного цилиндра, а на входе штуцеров установлены герметизирующие заглушки.
На фиг. 1 изображено устройство для соединения коммуникаций.
На фиг. 2 изображено устройство для соединения коммуникаций с приспособлениями для заправки и дренажа.
На фиг. 3 изображена схема заправки (дренажа) системы терморегулирования (СТР) изделия теплоносителем. Устройство для соединения коммуникаций с открытыми заправочным и дренажным клапанами с помощью приспособлений для заправки и дренажа.
На фиг. 4 изображена схема функционирования устройства для соединения коммуникаций с закрытыми заправочным и дренажным клапанами в составе СТР во время полета изделия.
Конструкция устройства для соединения коммуникаций состоит из корпуса 1, выполненного за одно целое, на котором размещены штуцер 2 с заправочным клапаном 3 и штуцер 4 с дренажным клапаном 5. В корпусе 1 дренажный канал 6 выполнен под углом к заправочному каналу 7, в зоне пересечения эти каналы объединены общей полостью 8. Штуцер 2 с заправочным клапаном 3 установлен на входе заправочного канала 7, а штуцер 4 с дренажным клапаном 5 - на входе в дренажный канал 6. Заправочный клапан 3 поджат пружиной 9 со стороны упора 10 корпуса 1 в сторону уплотнительного седла 11 штуцера 2. Дренажный клапан 5 поджат пружиной 12 со стороны упора 13 в сторону уплотнительного седла 14 штуцера 4. Стопорное кольцо 15 фиксирует упор 13. На входе штуцеров 2 и 4 установлены герметизирующие заглушки 16 и 17 соответственно. Заправочный клапан 3 выполнен в виде перепускного цилиндра, имеющего на одном конце эластичный уплотнительный элемент 18, а на другом - уплотнительное седло 19. В заправочном канале 7 установлен эластичный уплотнительный элемент 20, контактирующий с уплотнительным седлом 19 заправочного клапана 3. В заправочном канале 7 размещен уплотнительный элемент 21, герметизирующий подвижное соединение заправочного клапана 3 в заправочном канале 7. Дренажный клапан 5 имеет эластичный уплотнительный элемент 22 на торце, который контактирует с уплотнительным седлом 14 штуцера 4.
Устройство для соединения коммуникаций работает следующим образом.
При заправке СТР изделия теплоносителем (см. схему фиг. 3) с штуцеров 2 и 4 устройства для соединения коммуникаций снимают герметизирующие заглушки 16 и 17, а на их место подсоединяют приспособления для заправки 23 и дренажа 24 соответственно. Вращая маховики 25, 26 в приспособлениях выдвигаются штоки 27, 28, которые открывают заправочный 3 и дренажный 5 клапаны, при этом уплотнительное седло 19 заправочного клапана 3 садится на эластичный уплотнительный элемент 20, обеспечивая герметичность этого соединения. Через канал 29 приспособления для заправки 23 теплоноситель поступает в заправочный канал 7 устройства для соединения коммуникаций и далее через штуцер 30 в радиатор, где происходит нагрев теплоносителя. После радиатора теплоноситель попадает в отсек, например жилой с космонавтами, обогревая его, после чего остывающий теплоноситель вновь поступает в устройство для соединения коммуникаций через штуцер 31 в дренажный канал 6 и далее через канал 32 приспособления для дренажа 24 происходит дренаж теплоносителя.
На время полета (см. схему фиг. 4) от устройства для соединения коммуникаций отсоединяют приспособления для заправки 23 и дренажа 24, закрывая заправочный 3 и дренажный 5 клапаны, и устанавливают на свое место герметизирующие заглушки 16 и 17. В схему СТР добавляют насос, который обеспечивает в полете циркуляцию теплоносителя по замкнутому контуру: устройство для соединения коммуникаций (общая полость 8, штуцер 30), радиатор, где теплоноситель нагревается, насос, отсек, устройство для соединения коммуникаций (штуцер 31).
Таким образом, предложенная конструкция устройства для соединения коммуникаций служит для заправки (дренажа) системы терморегулирования изделия теплоносителем во время его предполетной подготовки, а также обеспечивает циркуляцию теплоносителя во время полета изделия; что расширяет функциональность устройства посредством выполнения корпуса за одно целое, при этом обеспечивается высокая герметичность, а также достигается упрощение конструкции и уменьшение массы.