CN102139491A - 一种电缆切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆切割装置，包括动力源，滑动部件，框架部件，固定部件，被分离部件；所述的滑动部件由密封圈(7)和切割刀(9)组成；所述的框架部件由切割器框架(8)，挡板(10)及紧固件(11)组成；所述的固定部件由安装架(15)组成；所述的被分离部件由通信管(12)，大电流电缆(13)及双铰屏蔽线(14)组成；所述的动力源产生压力作动力，推动切割刀(9)滑动，当切割刀(9)与挡板(10)接触时，切断切割刀(9)滑动区内的物体。可实现航天器的跨舱段间供电电缆的安全有效分离。

Description

一种电缆切割装置
技术领域
本发明涉及一种切割装置，尤其涉及一种断开且不可再恢复的供电，通信电缆的切割装置。
背景技术
为了解决舱段分离时，舱段间的供电，通信电缆能够可靠，安全，有效且简易分开，开展了与之相关的调研及设计工作。
航天器在研制过程中，舱段之间通常在完成各自功能后，通常会与航天器本体分离，如与运载火箭的分离，神七伴星与神七飞船的分离以及载人飞船的返回舱与在轨舱分离等。
被分离部件与本体分离前，通常应断开被分离件与本体间的通信，供电电缆。目前，采用脱落插头脱落方式断开被分离部件与之间的通信电缆，而供电电缆的缆束由于无有效的方法，国内卫星两个舱段之间仍采用单独供电方式。随着航天器的发展及能源，通信行业的发展，航天器设计越来越模块化，因此，航天器部分舱段不再拥有独立电源及信息处理系统，电源及信息处理系统通常安装在独立舱内，由该舱向不同模块化舱进行供电及传递信号，如图1所示。跨舱段间供电电缆的安全有效分离成为目前大型航天器研发关键技术之一。
目前国内仍采用脱落插头脱落方式，完成被分离部件与主体的通信接口的断开。脱落插头是一种可插拔的电连接件，脱落插头的脱落通常采用电分离为主，机械分离为辅。该脱落插头仅适用于小电流的通讯，不适用于大电流的供电通路。脱落插头通常在上采用备份安装。脱落插头备份安装减小了分离的可靠性，同时由于脱落插头费用较高，备份安装更增加了航天器的研制费用。
发明内容
本发明的目的是利用现有技术，提出一种将供电，通信电缆可靠，安全断开的一种新方法，该方法可应用于航天器中任何需要断开且不可再恢复的供电，通信电缆。通信电缆可以为实心圆轴电缆，也可为空心管通信通道。
本发明技术方案如下：
一种电缆切割装置，其特征在于，包括动力源，滑动部件，框架部件，固定部件，被分离部件；所述的滑动部件由密封圈(7)和切割刀(9)组成；所述的框架部件由切割器框架(8)，挡板(10)及紧固件(11)组成；所述的固定部件由安装架(15)组成；所述的被分离部件由通信管(12)，大电流电缆(13)及双铰屏蔽线(14)组成；所述的动力 源产生压力作动力，推动切割刀(9)滑动，当切割刀(9)与挡板(10)接触时，切断切割刀(9)滑动区内的物体。
所述的动力源由起爆器(5)和主装药(6)组成。
所述的切割刀(9)采用合金工具钢材料。
所述的所述的合金工具钢为CrWMn。
所述的切割器框架(8)和挡板(10)采用合金结构钢材料。
所述的合金结构钢为30CrMnSiA。
所述的电缆包括供电电缆，实心圆轴电缆，或空心管通信通道。
本发明在原有火工装置设计的基础上，引入高强高韧切割刀，辅以特定的装配，组成新的电缆切割装置。工作原理是：在给以一定的电流时，电缆切割器中的起爆器进行起爆，点燃主装药，发生爆炸产生压力，推动切割刀迅速滑动，切断被分离部件。该发明提供了一种将供电，通信电缆可靠，安全断开的新装置，可应用于航天器中任何需要断开且不可再恢复的供电，通信电缆。采用以上方法，设计继承性高，可靠性好，可设计性强，研制成本低，在满足切割断开的前提下，可解决模块化设计中能源布置分散的问题。
本发明的有益效果如下：
(1)设计方法简单，易于实现，仅需在常规火工装置设计基础上，略加改动，即可实现；
(2)功能可靠，采用火药爆炸产生的压力直接进行力传递；
(3)结构紧凑，质量及体积小，组成简单，便于安装；
(4)材料来源充分，易于实现；
(5)不需备份，降低成本。
附图说明
图1模块化供电与通信示意图，
图2卫星模块化示意图，
图3切割装置结构示意图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种将供电，通信电缆可靠，安全断开的新方法。该发明可应用于航天器中任何需要断开且不可再恢复的供电，通信电缆。结合附图对本发明作进一步的描述：
在图2中，模块化由主体1，切割装置2，连接缆束3，分离模块4等构成。
在图3中，切割装置由五大部分组成，分别为动力源，滑动部件，框架部件，固定部件，被分离部件。动力源由起爆器5和主装药6组成；滑动部件由密封圈7和切割刀9组成；框架部件由切割器框架8，挡板10及紧固件11组成；固定部件由安装架15组成；被分离部件由通信管12，大电流电缆13及双铰屏蔽线14组成。各部分的参数由以下步骤 确定：
步骤一：根据被分离的材料及截面尺寸确定剪切力；
步骤二：根据需要的剪切力及燃气驱动火工装置的设计方法确定火工装置的特征参数，主要包括药室结构参数及火工组件的技术参数。
步骤三，根据剪切力，火工装置的参数，给出切割刀的滑动塞直径及刃口尺寸。
步骤四，根据火工装置的结构参数及切割刀的外形尺寸参数设计切割器框架，给出框架的结构参数。
步骤五，根据切割装置的安装位置设计安装架。给出安装架的构型及尺寸参数。
各部分的装配顺序按以下步骤进行：
步骤一：将主装药6安装在切割器框架8内；
步骤二：将密封圈7安装在切割刀9内；
步骤三：将安装有密封圈的切割刀安装到切割器框架8的滑孔内；
步骤四：将切割装置通过安装架15与主体1连接；
步骤五：将被分离部件8，9，10安装在切割刀的滑动区域内；
步骤六：安装挡板10；
步骤七：安装起爆器5。
本发明采用不同切割能力的切割刀，动力源，辅以特定装配工艺，实现舱段分离时，舱段间供电，通信缆束可靠、安全分开的新方法。

Claims (7)

1.一种电缆切割装置，其特征在于，包括动力源，滑动部件，框架部件，固定部件，被分离部件；所述的滑动部件由密封圈(7)和切割刀(9)组成；所述的框架部件由切割器框架(8)，挡板(10)及紧固件(11)组成；所述的固定部件由安装架(15)组成；所述的被分离部件由通信管(12)，大电流电缆(13)及双铰屏蔽线(14)组成；所述的动力源产生压力作动力，推动切割刀(9)滑动，当切割刀(9)与挡板(10)接触时，切断切割刀(9)滑动区内的物体。
2.如权利要求1所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的动力源由起爆器(5)和主装药(6)组成。
3.如权利要求1所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的切割刀(9)采用合金工具钢材料。
4.如权利要求3所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的所述的合金工具钢为CrWMn。
5.如权利要求1所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的切割器框架(8)和挡板(10)采用合金结构钢材料。
6.如权利要求5所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的合金结构钢为30CrMnSiA。
7.如权利要求1所述的电缆切割装置，其特征在于，所述的电缆包括供电电缆，实心圆轴电缆，或空心管通信通道。
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