CN114029584A

CN114029584A - 一种限位切割器

Info

Publication number: CN114029584A
Application number: CN202111424837.5A
Authority: CN
Inventors: 康江涛; 刘建通; 赵聪铭; 王敏; 曹建强; 谢慧敏; 高延鑫; 吴玉均; 吴宏杰; 蔺美君; 范富博; 梁欣
Original assignee: Xi'an North Qinghua Electromechanical Co ltd
Current assignee: Xi'an North Qinghua Electromechanical Co ltd
Priority date: 2021-11-27
Filing date: 2021-11-27
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2041-11-27
Also published as: CN114029584B

Abstract

本发明提供了一种限位切割器，旨在拓宽切割器的使用范围，提高其安装使用的灵活性和可操作性。本发明通过限位组件将被切割物(例如金属杆、钢丝绳、电缆等)固定在切割器的壳体内，其中限位组件中的限位块位置在一定范围内可调整，实现被切割物的移动，与现有技术相比，被切物体可在有限范围内活动，拓宽了切割器的使用范围，提高了其安装使用的灵活性和可操作性。

Description

一种限位切割器

技术领域

本发明涉及一种切割器，可用于固定舱体及解除对舱体的约束。

背景技术

火工分离装置因其结构紧凑、能量密度高等优点，在航天航空领域得到了广泛应用。航天器级间分离、整流罩分离、星箭分离、太阳能帆板展开等动作，都是依靠火工分离装置完成的。火工分离装置按能量来源主要分为两类：点源装置和线源装置。点源装置主要包括爆炸螺栓、分离螺母、切割器等。切割器是20世纪90年代发展起来的火工作动装置，其由点火器、切刀、密封圈等组成，用于切割高强度绳索、电缆、管路以及各种金属杆棒等，达到解锁分离的目的。切割器的工作原理是：点火器点火后，燃气压力驱动切刀运动，切断金属或非金属材料。

常规的切割器由起爆器、切刀和刀砧等组成，使用时需要将被切物体固定在切割器本体的安装孔中使其不能活动，因而适用范围较小。

发明内容

基于以上背景技术，本发明提供了一种限位切割器，旨在拓宽切割器的使用范围，提高其安装使用的灵活性和可操作性。

本发明的技术方案是：

一种限位切割器，包括壳体、起爆器和切割组件；

壳体内设有相互垂直且贯通的第一安装腔体和第二安装腔体；

所述第一安装腔体用于安装被切割物的一端；

所述起爆器和切割组件安装在所述第二安装腔体内，切割组件在起爆器的作用下可在所述第二安装腔体内向第一安装腔体运动，切断所述被切割物；

其特殊之处在于：

所述限位切割器还包括设置在所述第一安装腔体内的限位组件；

所述限位组件用于将所述被切割物的端部限制在所述第一安装腔体内，且被切割物的端部位置和限位组件的位置在所述第一安装腔体内可调。

进一步地，所述限位组件包括限位块、锁紧螺钉和锁紧件；限位块为L形，包括低部和高部，低部处设有用于被切割物穿过的第一通孔；高部处设有用于所述锁紧螺钉穿过的第二通孔，限位块通过所述锁紧螺钉固定安装在所述第一安装腔体内，通过旋拧所述锁紧螺钉可调节限位块在第一安装腔体内的位置；所述锁紧件为柱状结构，中部开设有与被切割物外壁形状相适配的第三通孔，该第三通孔的尺寸大于被切割物的外壁尺寸；在外力作用下，所述锁紧件可抱紧被切割物将其固定；装配后，锁紧件上的所述第三通孔与限位块上的第一通孔位置相对应；所述锁紧件的外壁尺寸大于限位块上的所述第一通孔的尺寸，锁紧件通过所述限位块被限位在所述第一安装腔体内。

进一步地，所述第一通孔为半孔。

进一步地，所述切割组件包括由内至外依次紧贴且同轴安装在所述第二安装腔体内的切刀、密封垫和闭气帽，其中，切刀刀刃朝内，闭气帽的开口朝外；所述切刀通过固定销固定在第二安装腔体内，切刀外壁与第二安装腔体内壁之间还设有密封圈。

进一步地，所述闭气帽采用合金带冲压制成。

进一步地，所述起爆器包括电点火器、电连接器以及由内至外依次安装在电点火器内的传火垫、药盒、主装药和盖片；电点火器的输出端设置在所述第一安装腔体内且与之螺纹连接，电点火器的输入端与所述电点火器的输出端连接。

进一步地，所述电点火器为半导体桥电点火器。

进一步地，所述主装药采用单-6多100。

进一步地，所述起爆器的输入端外表面具有便于施加安装力矩的多边形凸台。

本发明的优点是：

1.本发明通过限位组件将被切割物(例如金属杆、钢丝绳、电缆等)固定在切割器的壳体内，其中限位组件中的限位块位置在一定范围内可调整，实现被切割物的移动，与现有技术相比，被切物体可在有限范围内活动，拓宽了切割器的使用范围，提高了其安装使用的灵活性和可操作性。

2.本发明采取在起爆器与密封垫之间增加闭气帽的方案，当起爆器作用时，高温高压气体使闭气帽变形并紧贴切割器的壳体，从而形成高密封气室，同时密封垫起到支撑作用，使闭气帽的底端面不会因产生较大变形而造成密封气室泄露，提高了火药的利用率和切割器作用的可靠性。

3.本发明的切割器结构简单，成本低廉。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图，其中：(a)为俯视图，(b)为图(a)中A-A向剖视图。

图2是本实施例中壳体的结构示意图，其中：(a)为俯视图，(b)为剖视图。

图3是本发明实施例中起爆器的结构示意图。

图4是图3中所示盖片的结构示意图，其中：(a)为主视图，(b)为俯视图。

图5是图3中所示药盒的结构示意图。

图6是图3中所示传火垫的结构示意图。

图7是本发明实施例中切割组件装配至壳体内的结构示意图，其中：(a)为主视图，(b)为图(a)中A-A向剖视图，(c)为图(a)中B-B向剖视图。

图8是图7中所示切刀的结构示意图，其中：(a)为主视图，(b)为侧视图。

图9是图7中所示固定销的结构示意图。

图10是图7中所示密封垫的结构示意图，其中：(a)为主视图，(b)为俯视图。

图11是图7中所示闭气帽的结构示意图。

图12是本实施例中限位块的结构示意图，其中：(a)为主视图，(b)为俯视图。

图13是本实施例中锁紧件的结构示意图，其中：(a)为轴向剖视图，(b)为侧视图。

图14是本发明实施例中限位块两个极限位置和尺寸的示意图，其中：(a)为极限位置一的示意图，(b)为极限位置二的示意图。

附图标记说明：

1-起爆器；11-盖片；12-主装药；13-药盒；14-传火垫；141-传火垫侧面；15-电点火器；16-电连接器；

2-切割组件；21-切刀；211-销孔；212-凹槽；22-固定销；221-固定销的下端；23-密封圈；24-密封垫；25-闭气帽；251-开口；

3-限位块；31-半孔；32-通孔；4-锁紧螺钉；5-锁紧件；6-钢丝绳；

7-壳体；71-第一安装腔体；72-第二安装腔体；73、74、75-螺纹孔；76-安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，本实施例的限位切割器包括壳体7、起爆器1、切割组件2和限位组件。

壳体7内具有第一安装腔体71和第二安装腔体72，第一安装腔体71和第二安装腔体72相互贯通且二者轴线相互垂直，第二安装腔体72的端部内壁设有用于与起爆器1输出端相连的螺纹孔74。壳体7上还设置有用于将限位切割器整体安装固定于舱体上的两个螺纹孔73，以及用于固定限位组件的螺纹孔75和用于固定切割组件2的安装孔76，安装孔76的位置与第二安装腔体72的中部位置相对应。

限位组件设置在第一安装腔体内，用于将被切割的钢丝绳6限制在第一安装腔体内。

切割组件2设置在第二安装腔体72内，起爆器1的输出端与第二安装腔体72螺纹连接。切割组件2在起爆器1的作用下可沿第二安装腔体72向第一安装腔体71运动，直至切断位于第一安装腔体71内的钢丝绳6。

如图3-6所示，起爆器1包括电点火器15、电连接器16以及由内至外依次安装在电点火器5内的传火垫14、药盒13、主装药12和盖片11；起爆器1的装配方法是：将传火垫侧面141涂固化胶后装入电点火器15内，然后依次装入药盒13、主装药12和盖片11至电点火器15内，最后对电点火器15的输出端(靠近盖片11的一端为输出端)进行收口，收口完成后在结合缝处涂固化胶，最后将电点火器15的输入端头与电连接器16的输出端连接，通过电连接器16实现电点火器15接入或切出电源电路。为了便于施加安装力矩，可将起爆器1的输入端设置多边形凸台。考虑到成本和性能，本实施例中主装药12选用常用的单-6多100，该药剂具有燃速稳定、输出稳定的特点，从而保证输出压力的一致性。电点火器通常有桥丝、桥带和半导体桥三类，本实施例中的电点火器15选用具有高安全、高可靠、低能和瞬发特性的半导体桥电点火器。

如图7-11所示，切割组件2包括由内至外依次紧贴且同轴安装在壳体7的第二安装腔内的切刀21、密封垫24和闭气帽25，其中，切刀21刀刃朝内，闭气帽25的开口251朝外；切刀21为一字型切刀，其中部设有销孔211，尾部侧壁设有用于安装密封圈的凹槽212；切刀21通过固定销22固定在第二安装腔内，具体固定方式为：将固定销22的下端221插入切刀21上的销孔211内，固定销22的另一端位于壳体7上的安装孔76内且不得凸出壳体7外表面，从而通过固定销22将切刀21固定在壳体7内；在切刀21与壳体7的内壁之间设有密封圈23，该密封圈23安装在切刀21尾部的凹槽212内；闭气帽25采用合金带冲压制成。本实施例中，密封圈23选用密封性能优良、成本低廉的O形橡胶密封圈，闭气帽25选用塑性较好且具有一定强度的铜合金带冲压制成。

切割组件2装配完成后，将起爆器1的输出端拧入壳体7的第二安装腔中，使起爆器1的输出端面紧贴闭气帽25的内底面，并且在螺纹连接面涂覆密封胶，以保证产品密封性。

如图1、12-14所示，限位组件包括限位块3、锁紧螺钉4和锁紧件5，限位块3通过锁紧螺钉4固定在壳体7的第一安装腔体内，锁紧件5设置在限位块3与壳体7之间，通过限位块3限制锁紧件5的位置，且限位块3在第一安装腔体内沿其轴线方向的位置可调；限位块3的位置调节范围是有限制的(本实施例为7mm)，若太靠近第一安装腔体，则切刀21会切刀限位块3；限位块3为L形，包括低部和高部，低部处设有用于钢丝绳6穿过的半孔31，该半孔31的内径略大于钢丝绳6的外径；高部处设有用于锁紧螺钉穿过的通孔32；锁紧件5为截面为圆环的柱状结构，圆环的内径略大于钢丝绳6的外径，圆环的外径大于限位块3上的半孔31的内径；装配时，将钢丝绳6的一端穿入限位块3上的半孔31内，将锁紧件5套在钢丝绳6外，并用外力使锁紧件5压紧钢丝绳6后，将钢丝绳6、锁紧件5和限位块3装入壳体7的第一安装腔体内，将锁紧螺钉4从限位块3上的通孔32装入，锁紧螺钉4穿过通孔32后与壳体7上的螺纹孔75连接，将限位块3固定安装在壳体7内，通过旋拧锁紧螺钉4可调整限位块3在壳体7内的位置。本实施例中，被切割的钢丝绳6直径为2mm；限位块3上的半孔31内径为3mm；通孔32内径为4.5mm；锁紧件5的内径为2.5mm、外径为5.5mm、长度为6mm，采用不低于12000N的力使锁紧件5变形压紧钢丝绳6；壳体7上的螺纹孔75为M4螺纹孔；锁紧螺钉4选用M4×28。

本实施例的工作原理是：

本实施例配用于某导弹突防系统，其蚌壳式舱体被直径为2mm的钢丝绳6箍紧成为一个受力构件，钢丝绳6两端分别安装在一个本实施例的限位切割器内，由于钢丝绳6的长度存在一定的误差，可通过调整限位块3在限位切割器壳体7的第一安装腔体内的位置实现钢丝绳6的固定。

当舱体需要分离时，给本实施例的限位切割器提供点火电流，起爆器1的电点火器15产生火焰引燃主装药12，主装药12产生高温高压气体，使闭气帽25变形贴紧外壳体21，从而形成高密封气室，高温高压气体推动切刀21沿第二安装腔体轴线向第一安装腔体方向移动剪断固定销22，切刀21继续沿第二安装腔体轴线向壳体21第一安装腔体运动，当切刀21运动至钢丝绳6处时继续运动，便可可靠切断钢丝绳6，实现舱体分离。

Claims

1.一种限位切割器，包括壳体、起爆器和切割组件；

所述第一安装腔体用于安装被切割物的一端；

其特征在于：

2.根据权利要求1所述的限位切割器，其特征在于：所述限位组件包括限位块、锁紧螺钉和锁紧件；

限位块为L形，包括低部和高部，低部处设有用于被切割物穿过的第一通孔；高部处设有用于所述锁紧螺钉穿过的第二通孔，限位块通过所述锁紧螺钉固定安装在所述第一安装腔体内，通过旋拧所述锁紧螺钉可调节限位块在第一安装腔体内的位置；

所述锁紧件为柱状结构，中部开设有与被切割物外壁形状相适配的第三通孔，该第三通孔的尺寸大于被切割物的外壁尺寸；在外力作用下，所述锁紧件可抱紧被切割物将其固定；

装配后，锁紧件上的所述第三通孔与限位块上的第一通孔位置相对应；

所述锁紧件的外壁尺寸大于限位块上的所述第一通孔的尺寸，锁紧件通过所述限位块被限位在所述第一安装腔体内。

3.根据权利要求2所述的限位切割器，其特征在于：所述第一通孔为半孔。

4.根据权利要求1-3任一所述的限位切割器，其特征在于：所述切割组件包括由内至外依次紧贴且同轴安装在所述第二安装腔体内的切刀、密封垫和闭气帽，其中，切刀刀刃朝内，闭气帽的开口朝外；所述切刀通过固定销固定在第二安装腔体内，切刀外壁与第二安装腔体内壁之间还设有密封圈。

5.根据权利要求4所述的限位切割器，其特征在于：所述闭气帽采用合金带冲压制成。

6.根据权利要求5所述的限位切割器，其特征在于：所述起爆器包括电点火器、电连接器以及由内至外依次安装在电点火器内的传火垫、药盒、主装药和盖片；电点火器的输出端设置在所述第一安装腔体内且与之螺纹连接，电点火器的输入端与所述电点火器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的限位切割器，其特征在于：所述电点火器为半导体桥电点火器。

8.根据权利要求7所述的限位切割器，其特征在于：所述主装药采用单-6多100。

9.根据权利要求8所述的限位切割器，其特征在于：所述起爆器的输入端外表面具有便于施加安装力矩的多边形凸台。