CN103879947B - 一种运载火箭常温推进剂加泄连接器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运载火箭常温推进剂加泄连接器及其工作方法。本发明提供的加泄连接器，包括：地面部分和箭上部分，所述箭上部分包括：箭上部分本体，所述箭上部分本体与箭体固定安装；第一支撑杆、第二支撑杆；自适应衬套。所述地面部分包括：地面部分本体；分别与所述第一支撑杆、第二支撑杆匹配的第一锁紧爪和第二锁紧爪、第一调节螺钉、第二调节螺钉；安装在地面部分本体上端的球锁机构；位于地面部分本体腔内的自密封机构。

Description

一种运载火箭常温推进剂加泄连接器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种运载火箭常温推进剂加泄连接器，特别是涉及一种对接便捷与密封可靠、柔性自动脱落与自密封、多功能集成的常温推进剂加泄连接器。

背景技术

目前，国内传统运载火箭常温加泄连接器采用手动对接、单球锁锁紧、对接后连接器依靠辅助支架固定在箭体上，连接器与箭上活门之间采用径向密封的方式。加注完成后，手动拆除辅助支架，手动拔出连接器，再用堵盖堵住连接器出口。

传统运载火箭常温加泄连接器对接后的姿态取决于辅助支架的安装调整，而辅助支架安装调整完全依靠操作人员的经验，无可靠的检测手段，连接器姿态偏差容易影响到径向密封，导致加注过程中的泄露。

传统运载火箭常温加泄连接器不具备自动脱落、脱落信号反馈、脱落后推进剂自密封功能。

传统运载火箭常温推进剂加泄连接器未集成零液位信号传感器、过滤器，零液位型号传感器、均为独立的产品，对于靶场检测、使用、管理、箭上安装操作均不利。

我国新一代运载火箭常温加泄连接器要求对接便捷、密封可靠、自动脱落、自密封、多功能集成，传统运载火箭常温加泄连接器已不能满足其使用需求。

发明内容

本发明解决的问题是现有运载火箭常温推进剂加泄连接器操作不便捷、对安装人员经验要求高、功能单一、不具备自动脱落与自密封等运载火箭常温推进剂；为解决所述问题，本发明提供一种用于运载火箭常温推进剂加泄连接器及其使用方法。

本发明提供的用于运载火箭贮箱推进剂加泄的加泄连接器，包括：地面部分和箭上部分，所述箭上部分包括：位于箭上部分与地面部分对接端面两侧的第一支撑杆、第二支撑杆；自适应衬套；所述地面部分包括：位于地面部分与箭上部分对接端面两侧，分别与所述第一支撑杆、第二支撑杆匹配的第一锁紧爪和第二锁紧爪；单球锁，所述单球锁与自适应衬套套接；单球锁包括锁紧套筒，所述锁紧套筒侧壁开有至少两个均部的倒锥形球孔，所述球孔在锁紧套筒内表面的第一开口的第一直径大于在锁紧套筒外表面的第二开口的第二直径；每个球孔内配有一颗锁紧钢球，所述锁紧钢球的直径大于第二直径，小于第一直径。

进一步，所述锁紧套筒内安装有解锁杆，所述解锁杆朝向自适应衬套一端的端面为弧面。

进一步，所述自适应衬套套接在箭上部分本体内，在径向、轴向与所述箭上部分本体有缝隙，所述箭上部分本体与箭体相对位置固定。

进一步，所述第一锁紧爪和第二锁紧爪分别利用铰制孔螺栓连接在地面部分上，通过第一调节螺钉、第二调节螺钉控制所述第一锁紧爪和第二锁紧爪在地面部分的轴向位置。

进一步，所述地面部分还包括：解锁气缸，安装于解锁气缸内的气缸活塞、锁紧机构弹簧。

进一步，所述地面部分还包括：本体，所述本体为空腔结构；位于所述本体内的自密封杆；带动所述自密封杆沿本体运动的自密封弹簧；所述自密封杆的一端安装有自密封板；箭上部分与地面部分解锁后，所述自密封板密封地面部分的对接端面。

进一步，所述自密封板的侧面为锥面，所述锥面上开有沟槽，所述沟槽内装有O形密封圈。

进一步，所述地面部分还包括：零液位信号传感器、过滤器、磁簧传感器；所述过滤器为锥形，滤网采用烧结型滤网。

利用本发明所提供的加泄连接器加注推进剂的方法，包括：

步骤一、地面部分和箭上部分对接锁紧，包括：地面部分通过第一锁紧爪、第二锁紧爪挂靠在箭上部分第一支撑杆、第二支撑杆上，人力推动地面部分绕第一支撑杆、第二支撑杆旋转，使得锁紧套筒插入自适应衬套中；气缸弹簧推动气缸活塞，从而带动解锁杆向箭上部分方向运动，运动过程中解锁杆将锁紧钢球从锁紧套筒倒锥孔中部分挤出，锁紧钢球顶靠在自适应衬套上，从而实现地面部分与箭上部分的初步锁紧通过调节所述第一调节螺钉、第二调节螺钉、锁紧螺母分别调节第一锁紧爪和第二锁紧爪、锁紧套筒的位置，从而使地面部分与箭上部分进一步牢靠均匀对接锁紧；

步骤二、贮箱推进剂加注，包括：推进剂经过地面部分和箭上部分注入到箭上贮箱，通过过滤器对推进剂进行过滤，通过零液位信号传感器对推进剂是否开始进入贮箱进行判断并反馈；

步骤三、地面部分和箭上部分解锁分离，包括：对解锁气缸供气，推动气缸活塞带动解锁杆背离箭上部分运动；锁紧钢球完全缩入锁紧套筒倒锥孔中，实现解锁；自密封弹簧推动自密封杆顶住箭上部分，从而使地面部分绕第一支撑杆、第二支撑杆从箭上部分分离；分离一定距离后，磁簧传感器导通，反馈脱落信号；完全分离后，自密封弹簧推动自密封杆从而把自密封盘压紧堵在在地面部分出口处，实现对地面部分残余推进剂密封。

本发明的有益效果包括：

采用了单球锁与双爪结构三点锁紧设计，初步锁紧后，通过拧动锁紧螺母与调节螺钉进行进一步三点锁紧调整，用塞尺测量连接器地面部分与箭上部分对接脱落分离面四周间隙，保证四周间隙均匀且在设计范围内，即可认为已经锁紧且密封可靠。整个操作过程单人即可快捷实现，且无需依靠操作者经验来判断是否锁紧到位。

所述连接器采用了柔性自动脱落设计，地面部分从箭上部分分离的力为弹簧力，自动脱落时对箭体冲击非常小。

所述连接器采用了自密封设计，连接器地面部分从箭上部分分离后，自密封板在自密封弹簧的作用下压入地面部分本体锥面中，采取锥面O型圈密封的方式实现自密封，保证残余推进剂不漏出，避免了残余推进剂污染箭体及其他产品。

所述连接器采用了多功能集成设计，集成了过滤器、零液位信号传感器、磁簧传感器。推进剂通过连接器上集成的零液位信号传感器时，反馈零液位信号；通过集成的过滤器对推进剂进行最后一道过滤，然后进入贮箱；通过磁簧传感器反馈分离脱落信号。

综上，本发明取得了运载火箭常温加泄连接器对接便捷、密封可靠、柔性自动脱落与自密封、多功能集成的有益效果。

附图说明

图1为本发明所述运载火箭常温推进剂加泄连接器地面部分与箭上部分对接锁紧状态半剖图；

图2为本发明所述运载火箭常温推进剂加泄连接器地面部分与箭上部分对接锁紧状态俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

参考图1、图2，所述本发明提供的运载火箭常温推进剂加泄连接器，包括：地面部分和箭上部分，其特征在于，所述箭上部分包括：箭上部分本体9，所述箭上部分本体9与箭体固定安装；位于箭上部分本体9两侧下方的第一支撑杆18、第二支撑杆19；位于箭上部分本体9上端沉孔中的自适应衬套10。所述地面部分包括：地面部分本体24；位于地面部分本体24两侧下方，分别与所述第一支撑杆18、第二支撑杆19匹配的第一锁紧爪16和第二锁紧爪17、第一调节螺钉20、第二调节螺钉21；安装在地面部分本体上端的球锁机构，所述球锁机构包括气缸5、气缸活塞4、气缸弹簧3、解锁杆6、锁紧套筒8、锁紧钢球11、锁紧螺母7；位于地面部分本体24腔内的自密封机构，所述自密封机构包括自密封弹簧12、自密封杆13、自密封板14、O形圈15；位于本体位于地面部分本体腔内的过滤器1；位于地面部分本体前端外侧的零液位信号传感器2；位于地面部分本体上的磁簧传感器22；对应的磁钢头23安装在箭上部分相对位置。

所述自适应衬套装在箭上部分本体9上端沉孔中，在径向、轴向上与所述沉孔均有有缝隙，自适应衬套10在沉孔中可以自由活动。

所述第一锁紧爪16和第二锁紧爪17采用铰制孔螺栓通过孔轴间隙配合安装在地面部分本体9侧面同一直径两端，在轴向上可以移动；所述第一支撑杆18、第二支撑杆19采用孔轴过盈配合安装在箭上部分本体9侧面同一直径两端；所述地面部分通过第一锁紧爪16、第二锁紧爪17挂靠在与之匹配的第一支撑杆18、第二支撑杆上19，通过拧动第一调节螺钉20、第二调节螺钉21，可以调节对应的第一锁紧爪1 6、第二锁紧爪17的位置，从而调节第一锁紧爪16、第二锁紧爪17挂靠第一支撑杆18、第二支撑杆19 上的松紧程度。

所述球锁机构包括：所述解锁杆6通过孔轴间隙配合安装在锁紧套筒8孔中；所述锁紧钢球11被解锁杆6封闭在锁紧套筒8的倒锥孔中；所述气缸活塞4、气缸弹簧3安装在气缸5腔内，气缸活塞4与解锁杆6固定连接，气缸弹簧3顶靠气缸活塞4上；所述锁紧螺母7安装在锁紧套筒8上。在地面部分与箭上部分对接锁紧时，由所述气缸弹簧3推动气缸活塞4，给解锁杆6提供推力向前运动，把锁紧钢球11 部分挤露出倒锥孔，锁紧钢球11露出部分与所述箭上部分中自适应衬套10配合实现初步锁紧，并通过拧动锁紧螺母7调整锁紧套筒8位置，从而调整锁紧钢球11与自适应衬套10锁紧程度；当地面部分从箭上部分上解锁分离时，外部供入压缩气体进入气缸5，推动气缸活塞4从而给解锁杆6提供推力，解锁杆6 向后运动，锁紧钢球11重新缩回倒锥孔中，从而实现解锁。

在本发明的其他实施例中，所述锁紧套筒8侧壁倒锥孔数量可以为2个或2个以上，但所有倒锥孔在同一截面上均布；所述倒锥孔在锁紧套筒8内表面的第一开口的第一直径大于在锁紧套筒8外表面的第二开口的第二直径；每个倒锥孔内配有一颗锁紧钢球11，所述锁紧钢球11的直径大于第二直径，小于第一直径。

所述的自密封机构包括：所述自密封杆13通过孔轴间隙配合安装在地面部分本体24腔内安装基座上；所述的自密封板14通过螺接固定在自密封杆13上；所述的自密封弹簧12顶靠在自密封板14上；所述自密封板14的侧面为锥面，锥面上开有沟槽，沟槽内装有○形密封圈15。所述的地面部分分离时，自密封弹簧12推动自密封板15向前运动，自密封板15锥面进入地面部分本体24锥面中配合，并压缩所述的○形密封圈15，实现对地面部分分离后腔内推进剂密封，推进剂从地面部分到箭上部分，沿轴向流动。

所述的连接器中集成了零液位信号传感器2、过滤器1、磁簧传感器22。所述的零液位信号传感器 2安装在地面部分本体24壳体上，其敏感元件采用光电效应传感器；所述过滤器1安装在地面部分本体腔内，所述过滤器1结构形式为锥形结构，过滤器1采用的滤网为烧结型滤网。

本发明还提供使用本发明所提供的加泄连接器加注推进剂的方法。

本发明所提供的技术方案已应用于火箭型号，并取得良好效果。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于运载火箭贮箱推进剂加泄的加泄连接器，包括：地面部分和箭上部分，其特征在于，所述箭上部分包括：位于箭上部分与地面部分对接端面两侧的第一支撑杆、第二支撑杆；自适应衬套；所述地面部分包括：位于地面部分与箭上部分对接端面两侧，分别与所述第一支撑杆、第二支撑杆匹配的第一锁紧爪和第二锁紧爪；单球锁，所述单球锁与自适应衬套套接；单球锁包括锁紧套筒和锁紧螺母，所述锁紧套筒侧壁开有至少两个均布的倒锥形球孔，所述球孔在

锁紧套筒内表面的第一开口的第一直径大于在锁紧套筒外表面的第二开口的第二直径；每个所述球孔内配有一颗锁紧钢球，所述锁紧钢球的直径大于第二直径，小于第一直径；

所述锁紧套筒内安装有解锁杆，所述解锁杆朝向自适应衬套一端的端面为弧面；所述自适应衬套套接在箭上部分本体内，在径向、轴向上与所述箭上部分本体有缝隙，所述箭上部分本体与箭体相对位置固定；

所述第一锁紧爪和第二锁紧爪分别利用铰制孔螺栓连接在地面部分上，并通过第一调节螺钉、第二调节螺钉控制所述第一锁紧爪和第二锁紧爪在地面部分的轴向位置；

所述地面部分还包括：本体，所述本体为空腔结构；位于所述本体内的自密封杆；带动所述自密封杆沿本体运动的自密封弹簧；所述自密封杆的一端安装有自密封板；箭上部分与地面部分解锁后，所述自密封板密封地面部分的对接端面；

所述地面部分还包括：零液位信号传感器、过滤器、磁簧传感器；所述过滤器为锥形，滤网采用烧结型滤网。

2.依据权利要求1所述的加泄连接器，其特征在于，所述地面部分还包括：解锁气缸，安装于解锁气缸内的气缸活塞、气缸弹簧。

3.依据权利要求1所述的加泄连接器，其特征在于，所述自密封板的侧面为锥面，所述锥面上开有沟槽，所述沟槽内装有O形密封圈。

4.采用权利要求2所述的加泄连接器加注推进剂的方法，其特征在于，包括：步骤一、地面部分和箭上部分对接锁紧，包括：地面部分通过第一锁紧爪、第二锁紧爪挂靠在箭上部分第一支撑杆、第二支撑杆上，人力推动地面部分绕第一支撑杆、第二支撑杆旋转，使得锁紧套筒插入自适应衬套中；气缸弹簧推动气缸活塞，从而带动解锁杆向箭上部分方向运动，运动过程中解锁杆将锁紧钢球从锁紧套筒倒锥形球孔中部分挤出，锁紧钢球顶靠在自适应衬套上，从而实现地面部分与箭上部分的初步锁紧通过调节所述第一调节螺钉、第二调节螺钉、锁紧螺母分别调节第一锁紧爪和第二锁紧爪、锁紧套筒的位置，从而使地面部分与箭上部分进一步牢靠均匀对接锁紧；

步骤二、贮箱推进剂加注，包括：推进剂经过地面部分和箭上部分注入到箭上贮箱，通过过滤器对推进剂进行过滤，通过零液位信号传感器对推进剂是否开始进入贮箱进行判断并反馈；

步骤三、地面部分和箭上部分解锁分离，包括：对解锁气缸供气，推动气缸活塞带动解锁杆背离箭上部分运动；锁紧钢球完全缩入锁紧套筒倒锥形球孔中，实现解锁；自密封弹簧推动自密封杆顶住箭上部分，从而使地面部分绕第一支撑杆、第二支撑杆从箭上部分分离；分离一定距离后，磁簧传感器导通，反馈脱落信号；完全分离后，自密封弹簧推动自密封杆从而把自密封板压紧堵在地面部分出口处，实现对地面部分残余推进剂密封。