CN113212813A - 一种模块化连接分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有广适性的连接分离装置，可通过单一模块或多模块组合的方式或通过调整爆炸螺栓尺寸和碟簧推杆组件尺寸，满足不同连接力以及分离力、分离行程的需求。可广泛应用于导弹、运载火箭、空间卫星等空间飞行器，实现级间分离、舱段分离、部件分离等功能。所述装置主要包括连接端、被连接端、锁紧螺母三部分。连接端主要包括安装座体、上盖、爆炸螺栓和两组碟簧推杆组件。被连接端主要为安装板，锁紧螺母用于连接后装置的锁紧。解锁分离时，装置的连接端与被连接端结构解锁分离，由连接端的碟簧推杆组件提供分离冲量，实现装置的解锁分离功能。
Description
技术领域
一种具有广适性的连接分离装置，可应用于导弹、运载火箭、空间卫星等空间飞行器的模块化连接分离装置。
背景技术
目前应用于航空航天领域的连接与分离装置主要有爆炸螺栓、分离螺母、火工切割索、包带、电磁连接分离装置等。以上装置主要实现连接解锁功能，不能够依靠自身提供分离冲量。级间分离、舱段分离、整流罩分离或部组件的分离主要依靠火工分离装置实现连接解锁，依靠分离弹簧、反推火箭或冷气喷管等提供分离冲量，实现结构分离，实际需要安装解锁装置和分离装置两套系统来实现连接分离功能。而现有的火工弹射分离装置依靠火药燃气推动分离机构产生分离冲量，分离过程冲击大、容易造成结构损伤，且产品研制过程复杂、制造成本高。
发明内容
本发明提供了一种具有广适性的连接分离装置，可应用于导弹、运载火箭、空间卫星等空间飞行器的模块化连接分离装置。可通过单一模块或多模块组合的方式实现飞行器的级间分离、舱段分离、部件分离等功能。
本发明的技术方案如下：
所述的一种模块化连接分离装置主要包括连接端、被连接端、锁紧螺母三部分。连接端用于安装在连接件或舱体的连接面上，连接端包括安装座体、上盖、爆炸螺栓和两组碟簧推杆组件。被连接端用于安装在被连接件或被连接舱体上，被连接端主要有安装板。锁紧螺母用于连接后装置的锁紧。
所述装置安装前，需要将连接端内两组碟簧推杆组件进行预压紧，通过预紧螺母拧紧实现碟簧组件的压缩蓄能。
所述装置连接锁紧时，连接端通过紧固螺钉与安装座的紧固连接安装在连接件或舱体上。被连接端通过紧固螺钉将安装板安装在被连接件或被连接舱体上。连接端的安装座体球形凸起与被连接端安装板球形凹面紧密接触，锁紧螺母安装在被连接端背侧，通过锁紧螺母与连接端内部爆炸螺栓的螺栓杆拧紧，实现级间连接锁紧或舱段的连接锁紧。锁紧后将连接端安装座内部两组碟簧推杆组件的预紧螺母解除。
所述装置解锁分离时，连接端内爆炸螺栓起爆，爆炸螺栓的螺栓杆与本体分离，实现连接端与被连接端的解锁。连接端内两套碟簧推杆组件的弹性势能转变为动能，为装置的分离提供分离冲量，碟簧组件作用于顶杆，推动被连接端快速分离，实现装置的解锁分离功能。
所述的碟簧推杆组件，由安装筒、顶杆、导向螺杆、定向导套、碟簧片和预紧螺母组成。安装筒内放置导向螺杆，碟簧片以两片对扣的方式沿着导向螺杆放入安装筒内，装完碟簧后，在导向螺杆上安放定向导套。导向螺杆与定向导套分别有轴向限位的导向槽，防止碟片被过度压缩，超出碟片使用范围。定向导套法兰与安装筒进行紧固连接，导向螺杆的螺杆部分伸出在定向导套外面。在定向导套外面用预紧螺母与定向螺杆进行预紧，用于调节碟簧组件压缩量，控制碟簧推杆组件分离行程及分离力。
本发明的优点效果如下：
随着我国航天事业的快速发展，商业航空航天飞行器功能需求的不断更新，飞行器对连接分离装置的产品性能、产品成本、以及产品通用性提出了更多的要求。随着飞行器功能的快速发展，连接分离机构的功能与结构形式也越来越多样化。所述的一种模块化连接分离装置具有广泛试用性，可广泛应用于不同飞行器的级间分离、舱段分离、单机分离等场合，满足多种连接分离功能要求。模块化连接分离装置可通过增加模块数量来满足连接力以及分离力、分离行程的需求。同时也可通过更换爆炸螺栓尺寸和碟簧推杆组件尺寸实现不同连接力以及分离力、分离行程的需求。产品性能可靠性高、适用性强、结构简单、成本低，不需要复杂的火工作动装置的研制试验过程。
附图说明
图1为本发明模块化连接分离装置的结构示意图。
图2为本发明模块化连接分离装置内部结构图。
图3为所述碟簧推杆组件结构示意图。
图4为所述连接端安装座结构示意图。
图5为所述被连接端安装板结构示意图。
图6为本发明模块化连接分离装置连接锁紧状态。
图7为本发明模块化连接分离装置解锁分离状态。
图中，1、安装座体，2、安装板，3、锁紧螺母，4、碟簧推杆组件，5、爆炸螺栓，6、上盖，7、安装筒，8、顶杆，9、导向螺杆，10、碟簧，11、定向导套，12、预紧螺母。
具体实施方式
实施例
如图所示，一种模块化连接分离装置，包括连接端的1、安装座体，被连接端的2、安装板，3、锁紧螺母，4、碟簧推杆组件，5、爆炸螺栓，6、上盖，7、安装筒，8、顶杆，9、导向螺杆，10、碟簧，11、定向导套，12、预紧螺母。所述装置安装前，需要将连接端内两组4、碟簧推杆组件进行预压紧，通过12、预紧螺母拧紧实现4、碟簧组件的压缩蓄能。
如图2所示，所述装置连接锁紧时，连接端通过紧固螺钉与1、安装座体连接在连接件或舱体上。被连接端通过紧固螺钉将2、安装板安装在被连接件或被连接舱体上。连接端的1、安装座体球形凸起与被连接端2、安装板球形凹面紧密接触，3、锁紧螺母在2、安装板背侧与5、爆炸螺栓的螺杆进行拧紧。至此实现级间连接锁紧或舱段的连接锁紧。锁紧后需将两组4、碟簧推杆组件的12、预紧螺母解除。
所述装置解锁分离时，连接端内5、爆炸螺栓起爆，爆炸螺栓的螺栓杆与本体分离，实现连接端与被连接端的解锁。连接端内两套4、碟簧推杆组件的弹性势能转变为动能，为装置的分离提供分离冲量，4、碟簧组件作用于8、顶杆，推动被连接端快速分离，实现装置的解锁分离功能。
所述的4、碟簧推杆组件，由7、安装筒，8、顶杆，9、导向螺杆，11、定向导套，10、碟簧和12、预紧螺母组成。7、安装筒内放置9、导向螺杆，10、碟簧以两片对扣的方式沿着9、导向螺杆放入7、安装筒内，装完10、碟簧后，在9、导向螺杆上安放11、定向导套。9、导向螺杆与11、定向导套分别有轴向限位的导向槽，防止10、碟簧被过度压缩，超出10、碟簧允许使用范围。11、定向导套的法兰与7、安装筒进行紧固连接，9、导向螺杆的螺杆部分伸出在11、定向导套外面。在11、定向导套外面用12、预紧螺母与9、定向螺杆进行预紧，用于调节4、碟簧推杆组件压缩量，控制4、碟簧推杆组件分离行程及分离力。
Claims (6)
1.所述一种模块化连接分离装置主要包括连接端、被连接端、锁紧螺母三部分。连接端主要包括安装座体、上盖、爆炸螺栓和两组碟簧推杆组件。被连接端主要为安装板，锁紧螺母用于连接后装置的锁紧。
2.可通过单一模块或多模块组合的方式或通过调整爆炸螺栓尺寸和碟簧推杆组件尺寸，满足不同连接力以及分离力、分离行程的需求。不同数量模块、不同尺寸相关附属件均属于权利要求范围内。
3.所述装置连接锁紧时，连接端安装在连接件或舱体上。被连接端安装在被连接件或被连接舱体上。安装座体的球形凸起与安装板球形凹面紧密接触，锁紧螺母安装在被连接端背侧，通过锁紧螺母与安装座体内部爆炸螺栓的螺栓杆拧紧，实现级间连接锁紧或舱段的连接锁紧。
4.连接端的安装座体内部为爆炸螺栓和碟簧推杆组件安装口，对接面有球形凸起，用于与被连接端凹面配合，用于保证连接端与被连接端受力方向，同时可增加装置抗剪切性能。
5.所述装置解锁分离时，连接端爆炸螺栓起爆，螺栓杆与爆炸螺栓本体分离，实现连接端与被连接端的解锁。连接端内两套碟簧推杆组件为装置的分离提供分离冲量，推动被连接端快速分离。
6.所述的碟簧推杆组件，由安装筒、顶杆、导向螺杆、定向导套、碟簧和预紧螺母组成。安装筒内放置导向螺杆，碟簧片以两片对扣的方式沿着导向螺杆放入安装筒内，导向螺杆与定向导套分别有轴向限位的导向槽，防止碟片被过度压缩，超出碟片使用范围。定向导套法兰与安装筒进行紧固连接，导向螺杆的螺杆部分伸出在定向导套外面。在定向导套外面用预紧螺母与定向螺杆进行预紧，用于调节碟簧组件压缩量，控制碟簧推杆组件分离行程及分离力。
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