ЗАМКОВОЕ УСТРОЙСТВО
LOCKING DEVICE

Замковое устройство относится к области машиностроения, в частности к устройствам, обеспечивающим стыковку и расстыковку объектов, использующихся в условиях внекорабельной деятельности.
Известно устройство для соединения трубопроводов, содержащее сменный корпус и стационарный корпус с закрепленным в нем замковым устройством, содержащим захватывающий упор конической формы, гильзу с коническим захватом, подпружиненный шариковый сепаратор с шариками, хвостовик и привод в виде двух пар эксцентриков с рукояткой (патент РФ №2221187 C2, кл. F16L 39/00).
Недостатком данного устройства является малый стягивающий ход замка, который недостаточен для стыковки конструкций больших габаритов, и невозможность создания больших усилий при стыковке и расстыковке. При больших габаритах и массах стыкуемых конструкций для предварительного зацепления замком, ввиду неплоскостности при подводе друг к другу конструкций с большими стыкуемыми плоскостями, требуется большой ход и большие усилия на замке. Предложенная конструкция не обладает большим ходом и не создает больших усилий, ввиду только одного движения рукояткой, которое может быть меньше угла 180°. При расстыковке требуются большие усилия для преодоления сил залипания уплотнительных элементов, продольных усилий от радиального уплотнения, от электроразъемов и т.п., в том числе на больших ходах.
Близким по технической сущности является замковое устройство, устанавливаемое в быстроразъемный агрегат, содержащий бортовую и наземную колодки со штуцерами, закрепленными на них, замкового устройства, стягивающего колодки. Замковое устройство состоит из захватываемого упора с буртиком, установленного на одной детали, и захватывающего механизма, установленного в отверстие второй соединяемой детали, выполненного в виде корпуса захватывающего механизма и двух концентричных и подпружиненных втулок, шариков, пневмоцилиндра с поршнем (патент РФ №2194907 C2, кл. F16L 37/00, 39/00, F16B 2/00).
Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности ручной стыковки и расстыковки агрегата, особенно в условиях внекорабельной деятельности.
Задачей изобретения является обеспечение ручной стыковки и расстыковки с созданием значительных усилий на большом ходе в условиях внекарабельной деятельности.
Задача решается тем, что в замковом устройстве, содержащем установленный на первой детали захватываемый механизм с захватываемым упором и буртиком на захватываемом упоре со стороны захвата, а также с элементом передачи момента на захватываемый упор, и установленный в отверстие второй соединяемой детали захватывающий механизм, с вставленными в корпус двумя концентричными подпружиненными втулками - внутренней и наружной, при этом захватываемый упор упирается во внутреннюю втулку, а также шариками, размещенными между буртиком упора, внутренней торцевой поверхностью корпуса, расточкой, конической поверхностью наружной втулки и торцевой поверхностью внутренней втулки, а в захватываемый механизм введены шток, установленный коаксиально внутрь захватываемого упора и взаимодействующий с ним по резьбовому соединению, ограничители взаимного перемещения захватываемого упора и штока один из которых шайба, установленная на, взаимодействующем с захватываемым упором по резьбовому соединению, корпусе захватываемого механизма, второй ограничитель - бурт, выполненный на центральной части захватываемого упора, третий - гайка, установленная на центральной части захватываемого упора, при этом элемент передачи момента установлен на штоке.
Сущность изобретения поясняется фигурами:
фиг.1 - замковое устройство в расстыкованном положении,
фиг.2 - замковое устройство в момент захвата;
фиг.3 - замковое устройство в состыкованном положении,
фиг.4 - устройство при расстыковке
Замковое устройство соединяет две детали 1 и 2 и состоит из захватываемого механизма, в который входит захватываемый упор 3 с буртиком 4 со стороны захвата (см. фиг.1), установленного в детали 1 и захватывающего механизма 5, установленного в отверстие детали 2. Захватывающий механизм 5 выполнен в виде корпуса 6 и двух концентричных подпружиненных втулок - наружной втулки 7 и внутренней втулки 8, шариков 9, размещенных между внутренней торцевой поверхностью 10 корпуса и внутренней боковой поверхностью 11 корпуса (не касаются этой поверхности), конической поверхностью 12 наружной втулки, наружной поверхностью 13 внутренней втулки. На наружной втулке 7 выполнена расточка 14 для запирания шариков 9 в момент захвата и в закрытом положении замкового устройства (см. фиг.2 и фиг.3).
Внутрь захватываемого упора 3 коаксиально введен и установлен, взаимодействующий с ним по резьбовому соединению, шток 15. А также захватываемый упор 3 взаимодействует с наружным корпусом 16 по резьбовому соединению. В захватывающий механизм 5 введены ограничители взаимного перемещения захватываемого упора 3 и штока 15. На наружном корпусе 16 установлена шайба 17, а на захватываемом упоре 3 выполнен бурт 18 и установлена гайка 19, при этом шайба 17, гайка 19 и бурт 18 ограничивают взаимное перемещение захватываемого упора 3 и штока 15, для чего на штоке 15 выполнены торцы 20 и 21. Шток 15 снабжен элементом для передачи момента 22, который выполнен, например, механическим. Передача момента через шток 15 осуществляется на захватываемый упор.
При соответствующей длине штока 15 и конструкции наружной втулки 7, шток 15 будет упираться в выступающую часть наружной втулки 7. В данном примере на наружной втулке 7 закреплен упор 23, расположенный в полости внутренней втулки 8. Корпус захватывающего механизма 6 имеет воронку 24 для направления захватываемого упора 3.
Замковое устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии детали 1 и 2 не состыкованы (см. фиг.1). При приближении детали 1 к детали 2 для стыковки по стрелке А захватываемый упор 3 скользит по воронке 24 и входит в отверстие захватывающего механизма 5 и перемещает внутреннюю втулку 8, при этом подпружиненная наружная втулка 7 конической поверхностью 12 перемещает шарики 9 за бурт 4 захватываемого упора и шарики 9 надежно удерживают захватываемый упор 3 (см. фиг.2). Наружная втулка 7 расточкой 14 блокирует положение шариков 9 и защелкивает замковое устройство.
При вращении штока 15 момент через торец 21 и гайку 19 передается на захватываемый упор 3, при вращении которого по резьбе он втягивается в наружный корпус 16 и соответственно в деталь 2, перемещая ее до соединения с деталью 1 (см. фиг.3).
Соединение и перемещение детали 2 относительно детали 1, в отличие от прототипа, может происходить на больших расстояниях и зависит от величины вылета штока 15 и длины резьбы, соответственно габариты соединяемых деталей могут быть большими. Усилие на штоке может быть усилено уменьшением шага резьбы и величиной плеча конструктивного элемента 22.
Разъединение деталей происходит при вращении штока 15 в обратном направлении, при этом шток 15 вращается и перемещается относительно захватываемого упора 3 в сторону упора 23. При нажатии на упор 23 шток 15 перемещает соответственно скрепленную с упором 23 наружную втулку 7, которая разблокирует шарики 9 (см. фиг.4). При дальнейшем вращении и перемещении штока 15 наружная втулка 7 упирается в крышку 25 и соответственно в деталь 2 и происходит перемещение детали 2 против стрелки А от детали 1, при этом захватываемый упор 3 выходит из захватывающего механизма 5. Детали 1 и 2 отсоединены, замковое устройство расстыковано. По мере выхода упора 3 из захватывающего механизма 5, подпружиненная внутренняя втулка 8 внешним углом, образованным торцевой 26 и наружной 13 ее поверхностями перемещает шарики 9 в радиальном направлении и, перемещаясь сама, наружной поверхностью 13 внутренней втулки закрывает шарики 9 от выпадения из замкового устройства. Детали 1 и 2 отсоединены, замковое устройство расстыковано.
Таким образом, за счет введения штока, установленного коаксиально внутрь и взаимодействующего с захватываемым упором по резьбовому соединению, наружного корпуса, также взаимодействующего с захватываемым упором по резьбовому соединению, на котором установлена шайба, а на захватываемом упоре выполнен бурт и установлена гайка, при этом шайба, гайка и бурт ограничивают взаимное перемещение захватываемого упора и штока, снабженного конструктивным элементом для передачи момента, обеспечилась ручная стыковка и рассыковка с созданием значительных усилий на большом ходе в условиях внекорабельной деятельности.