УСТРОЙСТВО ЗАКРЫТИЯ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОТКРЫТИЯ КРЫШКИ
DEVICE FOR LID CLOSING AND SUCCESSIVE OPENING

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к области космической техники, в частности к устройствам обеспечения входа-выхода в герметичные отсеки космических аппаратов (КА) при наличии противодавления или для предотвращения отбрасывания крышки при избыточном давлении в объеме под крышкой. А также может быть использовано в других герметичных устройствах для закрытия и последовательного открытия крышек люков.
2
2
Известно устройство [1] для обеспечения проникновения в герметичные объекты. Это устройство содержит поворотный механизм, который установлен шарнирно на шпангоуте крышки с возможностью взаимодействия с пазами кронштейнов, попарно установленных на крышке и на шпангоуте. На свободных концах кронштейнов выполнены пазы, а в пазах кронштейнов шпангоута шарнирно установлен поворотный элемент. Поворотный элемент выполнен в виде штыря с резьбой под гайку-шарнир, зафиксированную в корпусе с резьбовыми цапфами с установленными на последних зажимами для фиксации штыря в пазах кронштейнов крышки. В верхней части штырь выполнен с квадратной головкой под ключ, а снизу он зафиксирован от осевого перемещения с возможностью вращения. Привод задраивания имеет слабое звено - разрывной штифт диаметром 6 мм, который удерживает крышку до повышения давления внутри помещения до величины 0,05 МПа (0,5 кгс/см). В случае повышения давления до 0,1…0,2 МПа (1…2 кгс/см), например, при возникновении пожара внутри помещения ПЛ, во избежание разрыва слабого звена, на крышке снизу ее полотна и на комингсе внутри помещения ПЛ установлены обухи, к которым прикреплена тяга с вилкой в виде талрепа. Для того чтобы приоткрыть крышку люка с целью выравнивания давлений, необходимо создать крутящий момент на поворотном элементе устройства приоткрывания крышки, который создаст осевое усилие, способное разорвать слабые звенья как в приводе задраивания крышки, так и в тяге с вилкой, удерживающей крышку. Для разрыва штифта в приводе задраивания и шейки вилки тяги потребуется приложить дополнительное усилие оператору-спасателю, а также потребуется и больше времени, так как оператору-спасателю необходимо найти ключ в затемненных условиях пространства комингс-площадки, установить его на головку поворотного элемента и вращать его с большим усилием до разрыва штифта и тяги, что в итоге потребует затраты дополнительных физических усилий и времени.
Близким по технической сущности является устройство, описанное в патенте [2], взятое за прототип, которое содержит привод с рукояткой, установленный на крышку, замки, также установленные на крышке, с ответными частями, установленными на шпангоуте, механизм отвода в виде штыря с резьбой под гайку-шарнир, зафиксированную в корпусе с резьбовыми цапфами с установленными на них зажимами для фиксации штыря в пазах кронштейнов крышки, причем в верхней части штырь выполнен с квадратной головкой под ключ, а снизу он зафиксирован от осевого перемещения с возможностью вращения кронштейнов поворота крышки.
В обоих устройствах механизм закрытия, механизм приоткрывания, механизм открытия разделены и функционируют отдельно друг от друга, кроме того содержат звенья с разрушаемыми элементами, что требует принятия мер по предотвращению их разрушения от несанкционированных действий при эксплуатации и их замены после штатного срабатывания.
Задача настоящего изобретения состоит в улучшении эксплуатационных характеристик устройства, повышения надежности функционирования для обеспечения заданной герметичности в условиях действия знакопеременного избыточного давления на корпус крышки.
Технический результат данного изобретения заключается в повышении надежности и оперативности процедуры открытия-закрытия крышки при всех условиях ее эксплуатации, а также в уменьшении габаритов и массы устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве закрытия и последовательного открытия крышки, содержащем, установленный на крышку, привод с закрепленной на крышке рукояткой, n замков (n=2, 3…), одна часть каждого из которых закреплена на крышке, а вторая часть каждого замка в виде элемента сцепления установлена на шпангоуте люка, а также механизм отвода крышки, закрепленный на шпангоуте, первые части замков закреплены по периферии крышки, каждая из которых выполнена в виде эксцентрикового вала с крюком-захватом, при этом эксцентриковые валы объединены между собой и приводом n+1 карданными передачами, а крюки-захваты взаимодействуют с соответствующими элементами сцепления на шпангоуте.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид крышки, установленной на отсек КА в разрезе.
На фиг.2 изображен вид на крышку с установленными на ней механизмами из отсека КА.
На фиг.3 изображен разрез по основным силовым элементам установки крышки.
На фиг.4 изображен разрез замка, иллюстрирующий работу устройства закрытия и последовательного открытия, а также в исходном положении перед закрытием.
На фиг.5 изображен разрез замка в закрытом положении.
На фиг.6 изображен разрез замка в приоткрытом положении.
Устройство закрытия и последовательного открытия крышки (см. фиг.1) установлено на крышке 1 входного люка. Крышка 1 закреплена на шпангоуте 2 герметичной емкости 3. На корпусе 4 крышки по периферии установлены привод 5 с рукояткой 6 (см. фиг.2), n замков 7 (n=2, 3…), одна часть каждого из которых закреплена на крышке и объединена между собой и приводом n+1 карданными передачами 8. Замок 7 состоит из корпуса 9 (см. фиг.3), в котором расположен эксцентриковый вал 10 с установленным на нем крюком-захватом 11, для чего в корпусе 9 предусмотрена прорезь. Крюк-захват 11 управляется вспомогательным устройством 12. Корпус крышки 4 с помощью механизма отвода в виде кронштейнов поворота 13 крышки посредством шарниров с механизмом прижатия 14 закреплен на шпангоуте 2, на котором так же расположены вторые части замков в виде элементов сцепления 15, с которыми в процессе закрытия и последовательного открытия крышки взаимодействуют крюки-захваты 11.
Устройство закрытия и последовательного открытия крышки работает следующим образом. Крышка 1 снабжена кронштейнами поворота 13, закрепленными шарнирно на ее корпусе и на осях механизма прижатия 14, который также удерживает крышку в открытом и в приоткрытом положениях. При закрытии рукоятка 6 привода должна находиться в положении «Открыто», крышка 1 перемещается на кронштейнах поворота 13 до упора крюков-захватов 11 в поверхности элементов сцепления 15, установленных на шпангоуте 2. Затем, при вращении рукоятки 6 привода в направлении стрелки «Закрыто», происходит поворот крюков-захватов 11 до сцепления с элементами сцепления 15, после чего, при дальнейшем вращении рукоятки 6, происходит поворот эксцентриковых валов 10, которые перемещают крышку 1 в направлении фланца шпангоута 2 и обжимают герметизирующие прокладки 16 с заданным усилием.
Открытие крышки 1 происходит при вращении рукоятки 6 в направлении стрелки «Открыто», при этом крюки-захваты 11 сначала упираются в элементы сцепления 15, приоткрывают крышку до образования зазора между фланцем шпангоута 2 и герметизирующими прокладками 16, позволяя быстро выравниться давлению внутри и снаружи КА, после чего при дальнейшем вращении ручки 6 происходит расцепление крюков-захватов 11 с элементами сцепления 15, и крышка 1 может быть перемещена в положение «Открыто» на кронштейнах поворота 13. Далее может осуществляться вход-выход в КА.
Установление на эксцентриковые валы управляемых крюков-захватов позволило объединить функцию задраивания (обжатие с заданным усилием герметизирующих прокладок и запирание крышки), приоткрывания и полного освобождения крышки для открытия от одного исполнительного органа. При этом управление происходит от одной ручки управления, это позволяет устанавливать ее и с внешней стороны, что актуально при проведении аварийно-спасательных работ для проникновения внутрь КА. Применение в устройстве замков с эксцентриковыми валами позволило уменьшить габариты устройства и массу. А также данное устройство закрытия и последовательного открытия крышки позволяет освободить центр корпуса крышки и разместить в центре, например, иллюминатор.
Предлагаемое устройство закрытия и последовательного открытия крышки входного люка, выполненное в виде объединенного механизма закрытия и последовательного открытия, существенно упрощает операции по обслуживанию КА, обеспечивает высокую надежность КА в целом и повышает безопасность его эксплуатации на всех этапах его использования, в том числе и с целью выравнивания давления по обеим сторонам крышки для обеспечения ее безопасного открытия, что особенно актуально при проведении аварийно-спасательных работ для проникновения внутрь КЛ.
Литература
1. Патент RU 2083429 C1, кл. B63B 19/14, 10.07.1997.
2. Патент RU 2340509 C1, кл. B63B 19/14, 18.07.2007.