CN204286242U - 爆炸螺栓捕获装置 - Google Patents

Abstract

一种爆炸螺栓捕获装置，包括：捕获器，设置在爆炸螺栓捕获装置的内部，捕获器的内壁上设置捕获片，捕获器内部容纳与爆炸螺栓的螺杆连接的主螺母；螺母套，设置在爆炸螺栓捕获装置的一端并封闭捕获器的开口，螺母套具有中心孔，中心孔的轴线相对于螺母套的轴线偏心设置。本实用新型的螺母套采取偏心孔设计，使得主螺母在撞击螺母套时受力并不均匀，对着开孔的部分不受反作用力，而对着实心的部分的则会受到反作用力，从而使得主螺母的返回轨迹略微偏离中心线，斜向飞向捕获片的根部，从而大大增加了捕获效率。

Description

爆炸螺栓捕获装置

技术领域

本实用新型涉及航天飞行器装置领域，特别是一种爆炸螺栓捕获装置。

背景技术

爆炸螺栓捕获装置用于捕获捆绑连杆爆炸螺栓解锁后的螺杆，防止螺杆反向运动时超出分离面，以避免造成分离干扰。否则若捕获装置工作失效，螺杆超出分离面，则火箭助推器的分离将会对芯级姿态产生干扰，影响芯级的稳定飞行。

随着航天技术的发展和火箭的大型化，新型爆炸螺栓的装药量由现有型号的400mg增加至720mg，装药量大幅增加；爆炸螺栓尺寸由M24增大为M30，尺寸增加；冲量由20Ns增加至38Ns，为目前最大冲量。

针对装药量增大、外形尺寸增大、冲量增大等新型爆炸螺栓的特点，现有捕获装置的设计已经难以满足要求。由于尺寸和冲量大，新型爆炸螺栓的螺杆容易越过现有的捕获装置的捕获片而冲过分离面，造成捕获装置失效，可靠性存在问题。

实用新型内容

本实用新型解决了现有的爆炸螺栓捕获装置在面对大装药，大冲量的爆炸螺栓时存在的可靠性问题。

本实用新型解决的技术方案为：

一种爆炸螺栓捕获装置，包括：捕获器，设置在爆炸螺栓捕获装置的内部，捕获器的内壁上设置捕获片，捕获器内部容纳与爆炸螺栓的螺杆连接的主螺母；螺母套，设置在爆炸螺栓捕获装置的一端并封闭捕获器的开口，螺母套具有中心孔，中心孔的轴线相对于螺母套的轴线偏心设置。

捕获器具有六片或六片以上的捕获片。

主螺母的一侧边缘设有圆形法兰。

主螺母朝向爆炸螺栓螺杆的边缘设有圆形法兰。

还包括，内分离筒和外分离筒，内分离筒和外分离筒上各具有一个通孔，内分离筒的通孔和外分离筒上的通孔配合，爆炸螺栓的螺杆穿过内分离筒的通孔和外分离筒上的通孔与主螺母连接。

保险螺母，设置在主螺母远离内分离筒的通孔的一端，压紧主螺母。

多个捕获片的末端边沿形成一个小于主螺母外径的圆；圆形法兰的外径大于多个捕获片的末端形成的圆的内径。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型的螺母套采取偏心孔设计，使得主螺母在撞击螺母套时受力并不均匀，对着开孔的部分不受反作用力，而对着实心的部分的则会受到反作用力，从而使得主螺母的返回轨迹略微偏离中心线，斜向飞向捕获片的根部，从而大大增加了捕获效率。

(2)本实用新型的捕获器的尺寸、厚度、直径上均大于现有技术，捕获片数量增加到六片，提高了捕获可靠性。

(3)本实用新型在主螺母上增加了一个圆形法兰，这样螺母撞击面的边缘均为圆滑曲线，从而避免了撞击力集中的问题。

附图说明

图1示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置及爆炸螺栓的示意图；

图2示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置初始装配状态的剖视图；

图3示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置撞击螺母套状态的剖视图；

图4示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置捕获状态的剖视图；

图5示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的捕获器的剖视图；

图6示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的捕获器的侧视图；

图7示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的捕获器的轴向视图；

图8示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的主螺母的轴向视图；

图9示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的主螺母的侧视图；

图10示出了本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的螺母套的轴向视图。

具体实施方式

参见图1所示，爆炸螺栓经常是成对对称布置，在螺母套30的两侧各设置一组爆炸螺栓和捕获器。以下以一侧的一组爆炸螺栓和捕获器为例详述本实用新型。

参见图1至图4所示，本实用新型的捕获装置包括捕获器10、主螺母20、螺母套30、保险螺母40、锁紧螺母50、内分离筒60、外分离筒70。此外图中还示出了爆炸螺栓主体90。内分离筒60和外分离筒70依靠爆炸螺栓主体90、主螺母20和保险螺母40连接，内分离筒60和外分离筒70二者上具有配合在一起的通孔。内分离筒60内设置筒形捕获器10，捕获器10内设有主螺母20，爆炸螺栓的螺杆穿过通孔连接爆炸螺栓主体90和主螺母20，主螺母20与螺杆紧固连接。主螺母20远离通孔的一端外设有保险螺母40，保险螺母40压紧主螺母20。外分离筒70的内部容纳爆炸螺栓主体90。内分离筒60远离外分离筒70的一端开口并连接螺母套30。锁紧螺母50环绕内分离筒60外部，抵靠并锁紧螺母套30。螺母套30的另一端连接另一套分离筒、爆炸螺栓和捕获器。

图2至图4示出了捕获装置工作的过程。图2示出的是爆炸螺栓起爆之前的锁紧待命状态，主螺母20锁紧螺杆并抵靠在内分离筒60的第一端。图3示出的是爆炸螺栓起爆之后第一时间点的状态，此时主螺母20带着爆炸螺栓的螺杆向内分离筒60的第二端飞去，并撞击螺母套30。图4示出的是爆炸螺栓起爆之后第二时间点的状态，此时主螺母20撞击螺母套30后受到反作用力，向主螺母20的第一端飞回，被捕获器10的捕获片11阻止，受到捕获片的反作用力再返回飞向内分离筒60内并停下，保证主螺母20和爆炸螺栓的螺杆不超出分离面。反向运动停止后螺杆的方向变为倾斜状态。捕获装置工作完成。

以下分别介绍本实用新型的爆炸螺栓捕获装置的组件：

1、捕获器。参见图5、图6及图7所示，本实用新型的捕获器10具有捕获片11。捕获器本体为圆柱形筒状，壁上向筒内中心方向及螺母套方向倾斜延伸出捕获片11，多个捕获片11的末端边沿形成一个小于主螺母外径的圆。

现有技术中的捕获器具有四个捕获片，而本实用新型的捕获片11有六片，沿圆周均分。优选地，也可以是六片以上。本实用新型的捕获器的尺寸、厚度、直径上均大于现有技术，捕获片数量增加了，由此提高了捕获可靠性。

2、主螺母。参见图8、图9所示，本实用新型的主螺母20与现有技术相比，增加了圆形法兰21，该圆形法兰21设置在主螺母朝向爆炸螺栓螺杆的一侧边沿上。圆形法兰21的外径大于多片捕获片11的内径形成的圆。

在传统的捕获装置的主螺母上并没有关于该圆形法兰21的类似设计，主螺母的截面外形是普通的带有六个角的六边形。这种六边形螺母存在问题：如果撞击捕获片11时恰好是角或是短边撞击在捕获片11上，那么可能会导致瞬时冲击力集中于撞击的点，造成捕获片11局部受力过大，导致破坏和失效。而本实用新型增加了一个圆形法兰，这样螺母撞击面的边缘均为圆滑曲线，从而避免了撞击力在某些地方集中的问题。

3、螺母套。参见图10所示，与现有技术不同，本实用新型的螺母套30的中心孔31是偏置的，中心孔31的轴线与螺母套30的轴线不重合，而是上下有一个偏心量。现有技术中的螺母套的中心孔位于螺母套的正中位置，所以主螺母在撞击螺母套并反弹的过程中的受力是均匀的，主螺母将沿直线返回。这样主螺母的返回轨迹正对中心线处捕获片中心的开口，容易冲过该开口，造成捕获器失效。而本实用新型的偏心孔设计，使得主螺母在撞击螺母套时受力并不均匀，对着开孔的部分不受反作用力，而对着实心的部分的则会受到反作用力，从而使得主螺母的返回轨迹略微偏离中心线，斜向飞向捕获片的根部，从而大大增加了捕获效率。

本实用新型的捕获装置结构方案制造了实际样品，并经过配套大药量(装药量为864mg)、小药量(装药量为576mg)、设计药量(装药量为720mg)的爆炸螺栓各2枚的试验，大小药量爆炸螺栓是为了考核捕获装置的功能裕度。验证试验表明：不论是大药量、小药量还是设计药量状态的爆炸螺栓，本实用新型捕获装置结构方案可以可靠捕获解锁后的爆炸螺栓，并具有足够的功能裕度。

Claims (7)

1.一种爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，包括：

捕获器(10)，设置在所述爆炸螺栓捕获装置的内部，所述捕获器(10)的内壁上设置捕获片(11)，所述捕获器(10)内部容纳与爆炸螺栓的螺杆连接的主螺母(20)；

螺母套(30)，设置在所述爆炸螺栓捕获装置的一端并封闭所述捕获器(10)的开口，所述螺母套(30)具有中心孔(31)，所述中心孔(31)的轴线相对于所述螺母套(30)的轴线偏心设置。

2.根据权利要求1所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，所述捕获器(10)具有六片或六片以上的所述捕获片(11)。

3.根据权利要求1或2所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，所述主螺母(20)的一侧边缘设有圆形法兰。

4.根据权利要求2所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，所述主螺母(20)朝向所述爆炸螺栓螺杆的边缘设有圆形法兰。

5.根据权利要求1所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，还包括，内分离筒(60)和外分离筒(70)，所述内分离筒(60)和外分离筒(70)上各具有一个通孔，所述内分离筒(60)的通孔和所述外分离筒(70)上的通孔配合，爆炸螺栓的螺杆穿过所述内分离筒(60)的通孔和所述外分离筒(70)上的通孔与主螺母(20)连接。

6.根据权利要求5所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，还包括，保险螺母(40)，设置在所述主螺母(20)远离所述内分离筒(60)的通孔的一端，压紧所述主螺母(20)。

7.根据权利要求4所述的爆炸螺栓捕获装置，其特征在于，多个所述捕获片(11)的末端边沿形成一个小于主螺母外径的圆；所述圆形法兰(21)的外径大于多个所述捕获片(11)的末端形成的圆的内径。