CN201874699U - 分离试验用气动解锁螺栓 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分离试验用气动解锁螺栓，包括气缸、活塞、螺杆，活塞通过密封组件将气缸分隔成位于活塞顶侧的头部腔室和位于活塞裙侧的尾部腔室，头部腔室设有向外延伸的进气嘴，尾部腔室固定有向内延伸至活塞裙内的保持套筒；保持套筒与活塞腔之间设置有复位弹簧，螺杆插接在保持套筒中；保持套筒的筒壁上沿周向均匀开有若干球孔，球孔中嵌置有钢球；螺杆的端部设有与钢球对应的卡槽；在螺杆处于锁紧状态时，钢球外侧抵接在活塞的活塞裙内侧端，钢球内侧卡接在卡槽中。本实用新型采用气体作为动力源，活塞作为动作部件，钢球作为锁紧部件，可以最大限度的提高试验的真实性；解锁动作可靠、响应速度快、同步性好，可重复使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及多级火箭地面模拟分离试验用的解锁螺栓，具体地指一种分离试验用气动解锁螺栓。
背景技术
解锁螺栓是进行多级火箭地面模拟分离试验时的必备部件。目前，常用的解锁螺栓主要有爆炸螺栓、气动拔销解锁螺栓、电机驱动旋转式解锁螺栓三种。电机驱动旋转式解锁螺栓和气动拔销式解锁螺栓虽然能够重复使用，但响应速度慢、体积大、且容易卡死失效，均不能用于在多级火箭进行地面模拟分离试验中两个物体的连接，且不能在控制系统发出指令后较快地作出反应并立即完成自动分离。爆炸螺栓因响应速度很快，被广泛用于火箭上，用于火箭各级之间、火箭和有效载荷及整流罩之间的连接，通过爆炸螺栓起爆，使连接解锁分离。爆炸螺栓形似普通螺栓，内部装有炸药和点火器。分离时，炸药被引爆，使剪切锁剪断或者沿螺栓削弱槽断开，实现两分离体解锁。但这种解锁螺栓的不足之处是：因装有多个螺栓，保证全部螺栓同时断开困难较大；要保证螺栓断开时，残骸不伤及周围的结构和设备，故必要时应相应地设置保护结构；而且使用过的爆炸螺栓都不能重复使用。因此，现有的解锁螺栓都不能满足试验用分离螺栓要求。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种结构简单轻巧、可重复利用、且响应速度快的分离试验用气动解锁螺栓。
为实现上述目的，本实用新型所设计的分离试验用气动解锁螺栓，包括一个气缸、一个设置在气缸内的活塞、以及一个可从气缸中脱离出来的螺杆，所述活塞通过密封组件将所述气缸分隔成位于活塞顶一侧的头部腔室和位于活塞裙一侧的尾部腔室，所述头部腔室设置有向外延伸的进气嘴，所述尾部腔室固定有向内延伸至活塞裙内的保持套筒；所述保持套筒与所述活塞腔之间设置有复位弹簧，所述螺杆插接在保持套筒中；所述保持套筒的筒壁上沿周向均匀开设有若干球孔，所述球孔中嵌置有钢球；所述螺杆的端部设置有与所述钢球一一对应的卡槽；在螺杆处于锁紧状态时，所述钢球的外侧抵接在活塞的活塞裙内侧端，所述钢球的内侧卡接在卡槽中。
优选地，所述保持套筒的内壁呈圆锥面形，其较佳的圆锥角α＝10～20°，最佳的圆锥角α＝20°，可防止解锁过程中受力不均引起螺杆摆动造成卡死解锁失败的情况发生。
优选地，所述保持套筒的筒壁上沿周向均匀开设有四个球孔，对应地在螺杆的端部设置有与其一一对应的卡槽，钢球置于其内受力均匀，锁紧可靠，解锁容易。
优选地，所述复位弹簧的一端抵接在活塞的活塞裙内腔导向杆根部，另一端抵接在保持套筒的内侧端部，通过复位弹簧使钢球能置于球孔和卡槽内。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用气体作为动力源，活塞作为动作部件，钢球作为锁紧部件，通过气动解锁，解锁动作可靠；解锁过程中阻力小，响应速度快；对多个气动解锁螺栓同时解锁，只需将进气嘴接同一气瓶即可实现同时解锁，同步相应好；在解锁的过程中，因没有受到破坏，可重复使用。本实用新型的结构简单，加工及操作性好；可以最大限度的提高试验的真实性。
附图说明
图1为一种分离试验用气动解锁螺栓的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
图中所示的分离试验用气动解锁螺栓，包括一个气缸1、一个设置在气缸1内的活塞2、以及一个可从气缸1中脱离出来的螺杆3。活塞2通过密封组件7将所述气缸1分隔成位于活塞顶一侧的头部腔室1.1和位于活塞裙一侧的尾部腔室1.2。头部腔室1.1设置有向外延伸的进气嘴1.3，尾部腔室1.2固定有向内延伸至活塞裙内的保持套筒4。保持套筒4通过沿周向布置的螺钉8固定在气缸1的尾部腔室1.2中。保持套筒4的内壁呈圆锥面形，其最佳圆锥角α＝20°。保持套筒4与活塞2之间设置有复位弹簧5，复位弹簧5的一端抵接在活塞2的活塞裙内腔导向杆2.1根部，另一端抵接在保持套筒4的内侧端部。螺杆3插接在保持套筒4中。保持套筒4的筒壁上沿周向均匀开设有四个球孔4.1，球孔4.1中嵌置有钢球6。螺杆3的端部设置有与钢球6一一对应的卡槽3.1。在螺杆3处于锁紧状态时，钢球6的外侧抵接在活塞2的活塞裙内侧端，钢球6的内侧卡接在卡槽3.1中。
本实用新型的工作原理是这样的：锁紧时，钢球6置于保持套筒4上的球孔4.1内，在复位弹簧5的作用下，钢球6的外侧抵接在活塞2的活塞裙内侧端，钢球6的内侧卡接在卡槽3.1中。钢球6作为锁紧部件，约束螺杆3的轴向活动。解锁时，压缩气体从进气嘴1.3进入，推动活塞2向右运动，活塞2与保持套筒4之间在球孔4.1外的空腔体积逐渐变大，同时螺杆3在外部右向分离力和活塞裙内腔导向杆2.1顶推力的共同作用下向右运动，此时螺杆3上的卡槽3.1的斜面便驱动钢球6向球孔4.1外的空腔运动，螺杆3失去约束，解锁完成。
对多个气动解锁螺栓同时解锁，只需将进气嘴1.3接同一气瓶，气流同时将螺杆3向外顶，同时解锁，同步相应。在解锁的过程中，因没有受到破坏，可重复使用。
Claims (10)
1.一种分离试验用气动解锁螺栓，包括一个气缸(1)、一个设置在气缸(1)内的活塞(2)、以及一个可从气缸(1)中脱离出来的螺杆(3)，其特征在于：所述活塞(2)通过密封组件(7)将所述气缸(1)分隔成位于活塞顶一侧的头部腔室(1.1)和位于活塞裙一侧的尾部腔室(1.2)，所述头部腔室(1.1)设置有向外延伸的进气嘴(1.3)，所述尾部腔室(1.2)固定有向内延伸至活塞裙内的保持套筒(4)；所述保持套筒(4)与所述活塞(2)腔之间设置有复位弹簧(5)，所述螺杆(3)插接在保持套筒(4)中；所述保持套筒(4)的筒壁上沿周向均匀开设有若干球孔(4.1)，所述球孔(4.1)中嵌置有钢球(6)；所述螺杆(3)的端部设置有与所述钢球(6)一一对应的卡槽(3.1)；在螺杆(3)处于锁紧状态时，所述钢球(6)的外侧抵接在活塞(2)的活塞裙内侧端，所述钢球(6)的内侧卡接在卡槽(3.1)中。
2.根据权利要求1所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述保持套筒(4)的内壁呈圆锥面形，其圆锥角α＝10～20°。
3.根据权利要求1所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述保持套筒(4)的内壁呈圆锥面形，其圆锥角α＝20°。
4.根据权利要求1或2或3所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述保持套筒(4)的筒壁上沿周向均匀开设有四个球孔(4.1)。
5.根据权利要求1或2或3所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述保持套筒(4)通过沿周向布置的螺钉(8)固定在气缸(1)的尾部腔室(1.2)中。
6.根据权利要求4所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述保持套筒(4)通过沿周向布置的螺钉(8)固定在气缸(1)的尾部腔室(1.2)中。
7.根据权利要求1或2或3所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述复位弹簧(5)的一端抵接在活塞(2)的活塞裙内腔导向杆(2.1)根部，另一端抵接在保持套筒(4)的内侧端部。
8.根据权利要求4所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述复位弹簧(5)的一端抵接在活塞(2)的活塞裙内腔导向杆(2.1)根部，另一端抵接在保持套筒(4)的内侧端部。
9.根据权利要求5所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述复位弹簧(5)的一端抵接在活塞(2)的活塞裙内腔导向杆(2.1)根部，另一端抵接在保持套筒(4)的内侧端部。
10.根据权利要求6所述的分离试验用气动解锁螺栓，其特征在于：所述复位弹簧(5)的一端抵接在活塞(2)的活塞裙内腔导向杆(2.1)根部，另一端抵接在保持套筒(4)的内侧端部。
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