RU2102696C1

RU2102696C1 - Impactless separation cartridge

Info

Publication number: RU2102696C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Беляков; А.И. Казаков; Ю.Н. Коробов
Original assignee: Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: rocketry, applicable in rocket stage separation systems, jettisoning of the nose fairing, deployment of solar batteries, etc. SUBSTANCE: impactless separation cartridge has a case with explosive charges and explosive chamber, piston and a coupling bolt with a groove which accommodates inserts, the case accommodates a sleeve with radial ducts and flanging. One end of the sleeve has a recess which receives the inserts of the coupling bolt, and a nut is fastened on the other end. A running clearance is formed between the nut end face and inner end face of the case. A sealing ring engageable with the piston is placed between the case and sleeve. A minimum clearance is formed between the ring end face and the sleeve flanging. The case has a stop between the sleeve flanging and ring end face, and longitudinal ducts communicating the explosive chamber with the sleeve radial ducts and the cavity between the piston groove and ring. The minimum clearance is less than the running clearance between the nut end face and inner end face of the case, and exceeds the value of engagement of the inserts and sleeve. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в системах разделения ступеней ракет, сбросе головного обтекателя, раскрытия солнечных батарей и т. д. The invention relates to rocket technology and can be used in systems for separating rocket stages, dropping the head fairing, opening solar panels, etc.

Известно пироразделительное устройство, предназначенное для разделения соединенных элементов за счет срабатывания пирозаряда и выталкивания соединительного пальца из зацепления (патент США N 2732765, кл.89-15 от 22.03.51 г.). A pyrodividing device is known for separating connected elements by actuating the pyro charge and pushing the connecting finger out of engagement (US Pat. No. 2,732,765, cl. 89-15 of 03/22/51).

Недостатком данного устройства является то, что при срабатывании и перемещении соединительного пальца он соударяется с корпусом и тем самым вызывает ударные нагрузки в конструкции. The disadvantage of this device is that when the connecting finger is triggered and moved, it collides with the housing and thereby causes shock loads in the structure.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является пироболт по патенту США N 3546999, МКИ 89-1 от 06.68 г. Closest to the invention in technical essence and the achieved technical effect is pyro-bolt according to US patent N 3546999, MKI 89-1 from 06.68,

Пироболт содержит корпус с пиропатронами и пирокамерой, поршень и стяжной болт с проточкой, в которой размещены вкладыши. При срабатывании давление продуктов сгорания действует на поршень, который при движении освобождает вкладыши. Вкладыши под действием сил, действующих на разделяемые части, выходят из проточки стяжного болта, благодаря чему происходит разделение частей изделия. Pyrobolt contains a housing with pyrocartridges and a pyrocamera, a piston and a coupling bolt with a groove in which the liners are placed. When triggered, the pressure of the combustion products acts on the piston, which releases the liners during movement. The liners under the action of forces acting on the shared parts come out of the groove of the coupling bolt, due to which the separation of the parts of the product.

Недостатком указанного пироболта является то, что при его срабатывании возникают большие ударные нагрузки. The disadvantage of this pyro-bolt is that when it is triggered, large shock loads occur.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик. The aim of the invention is to improve performance.

Для достижения этой цели в корпусе установлена гильза с радиальными каналами и отбортовкой, на одном конце которой выполнена выточка, в которой установлены вкладыши стяжного болта, а на другом конце гильзы закреплена гайка, между торцом которой и внутренним торцом корпуса образован рабочий зазор, при этом между корпусом и гильзой размещено контактирующее с поршнем и проточкой герметичное кольцо, между торцом которого и отбортовкой образован гарантированный зазор, а в корпусе выполнены упор между отбортовкой гильзы и торцом кольца и продольные каналы, сообщающие пирокамеру с радиальными каналами гильзы и полостью между проточкой поршня и кольцом, при этом гарантированный зазор меньше рабочего зазора между торцом гайки и внутренним торцом корпуса и больше величины зацепления вкладышей и гильзы. To achieve this goal, a sleeve with radial channels and a flange is installed in the housing, on one end of which there is a recess in which the coupling bolt inserts are installed, and a nut is fixed at the other end of the sleeve, between which the end face and the inner end of the housing have a working gap, while between a sealed ring in contact with the piston and the groove is placed in the housing and the sleeve, a guaranteed clearance is formed between the end of the latter and the flange, and an emphasis is made in the housing between the flange of the sleeve and the end of the ring and Aulnay channels communicating with the radial channels pirokameru sleeve and the cavity between the piston and the ring groove, with guaranteed clearance smaller working air gap between the end nut and the inner end of the housing and greater than the meshing liners and sleeves.

Суть изобретения поясняется чертежом, где изображен безударный пирозамок, удерживающий стыкуемые объекты. The essence of the invention is illustrated by the drawing, which depicts an unshocked pyrozamok holding the joined objects.

Пирозамок состоит из корпуса 1, в котором установлены пиропатроны 2 и гильза 3 с радиальными каналами 4 и отбортовкой 5. На одном конце гильзы 3 выполнена выточка 6, в которой расположены вкладыши 7, установленные в стяжной болт 8 с проточкой 9, натянутый пружиной 10. Pyrozamok consists of a housing 1, in which a squib 2 and a sleeve 3 with radial channels 4 and a flange 5 are installed. A groove 6 is made at one end of the sleeve 3, in which there are inserts 7 installed in a coupling bolt 8 with a groove 9, tensioned by a spring 10.

На другом конце гильзы 3 закреплена гайка 11, поджатая пружиной 12. Между торцом гайки 11 и внутренним торцом корпуса 13 образован рабочий зазор β. At the other end of the sleeve 3, a nut 11 is fixed, preloaded by the spring 12. Between the end of the nut 11 and the inner end of the housing 13, a working gap β is formed.

Между корпусом 1 и гильзой 3 размещено контактирующее с поршнем 14 и проточкой 15 герметичное кольцо 16. Между торцом последнего и отбортовкой 5 гильзы 3 образован гарантированный зазор g. Between the housing 1 and the sleeve 3 there is placed an airtight ring 16 in contact with the piston 14 and the groove 15. A guaranteed clearance g is formed between the end face of the latter and the flange 5 of the sleeve 3.

В корпусе 1 выполнен упор 17, контактирующий с торцом герметичного кольца 16, а также продольный канал 18, сообщающий пирокамеру 19 с радиальными каналами 4 гильзы 3 и полостью 20 между проточкой 15 поршня 14 и герметичного кольца 16. A stop 17 is made in the housing 1, which contacts the end face of the sealed ring 16, and also a longitudinal channel 18 communicating with the pyrocamera 19 with radial channels 4 of the sleeve 3 and the cavity 20 between the groove 15 of the piston 14 and the sealed ring 16.

Гарантированный зазор g выполнен меньше рабочего зазора b между торцом головки 11 и внутренним торцом корпуса 13 и больше величины зацепления a вкладышей 7 и гильзы 3. The guaranteed gap g is made smaller than the working gap b between the end face of the head 11 and the inner end of the housing 13 and more than the engagement value a of the bushings 7 and the sleeve 3.

Безударный пирозамок работает следующим образом. При срабатывании пиропатронов 2, установленных в корпусе 1, давление продуктов сгорания из пирокамеры 19, проходя через продольный канал 18 в корпусе 1 и радиальные каналы 4 в гильзе 3, попадают в полость 20 между проточкой 15 поршня 14 и герметичного кольца 16. Shockless pyrozamok works as follows. When triggered pyrocartridges 2 installed in the housing 1, the pressure of the combustion products from the pyrochamber 19, passing through the longitudinal channel 18 in the housing 1 and the radial channels 4 in the sleeve 3, fall into the cavity 20 between the groove 15 of the piston 14 and the sealed ring 16.

Давление, действуя на поршень 14 с проточкой 15, контактирующий с герметичным кольцом 16 через гайку 11, создает усилие, при помощи которого гильза 3 перемещается и своей выточкой 6 выходит из зацепления с вкладышами 7. The pressure acting on the piston 14 with the groove 15, in contact with the sealed ring 16 through the nut 11, creates a force by which the sleeve 3 is moved and its groove 6 out of engagement with the liners 7.

Под действием пружины 10 вкладыши 7 выходят из проточки 9 стяжного болта 8 и дают перемещаться стяжному болту 8 за плоскость разделения. После того как гильза 3 выходит из зацепления с вкладышами 7, она продолжает движение под действием силы, передаваемой ей поршнем 14 с проточкой 15, и выбирает гарантированный зазор между отбортовкой 5 гильзы 3 и торцом герметичного кольца 16, контактирующего с упором 17 корпуса 1. Under the action of the spring 10, the liners 7 exit the groove 9 of the coupling bolt 8 and allow the coupling bolt 8 to move beyond the separation plane. After the sleeve 3 disengages from the liners 7, it continues to move under the force transmitted to it by the piston 14 with the groove 15, and selects the guaranteed clearance between the flanging 5 of the sleeve 3 and the end face of the hermetic ring 16 in contact with the stop 17 of the housing 1.

Гильза 3 своей отбортовкой 5 соприкасается с герметичным кольцом 16 и начинает перемещать его. Силы, действующие на герметичное кольцо 16, поршень 14 с проточкой 15 и передаваемые ими на гильзу 3, равны, так как их рабочие площади равны и противоположно направлены. The sleeve 3 with its flange 5 is in contact with the sealed ring 16 and begins to move it. The forces acting on the sealed ring 16, the piston 14 with the groove 15 and transmitted by them to the sleeve 3 are equal, since their working areas are equal and oppositely directed.

Инерционные силы, действующие на поршень 14 с проточкой 15, герметичное кольцо 16, гильзу 3 и гайку 11 при дальнейшем движении гасятся за счет сжатия пружины 12 и сил трения, возникающих между поршнем 14 с проточкой 15, герметичным кольцом 16 и корпусом 1 по мере уменьшения рабочего зазора b между торцом гайки 11 и внутренним торцом корпуса 13. Таким образом, торможение системы происходит не за счет каких-либо дополнительных источников энергии, а за счет использования энергии пороховых газов, которые, как правило, не используются после совершения основной работы по разделению. The inertial forces acting on the piston 14 with the groove 15, the sealed ring 16, the sleeve 3 and the nut 11 are suppressed during further movement due to compression of the spring 12 and the friction forces arising between the piston 14 with the groove 15, the sealed ring 16 and the housing 1 as they decrease the working gap b between the end face of the nut 11 and the inner end of the housing 13. Thus, the braking of the system does not occur due to any additional energy sources, but due to the use of energy of powder gases, which, as a rule, are not used after the main oh separation work.

Исключение или уменьшение удара суммарной массы поршня 14 с проточкой 15, герметичного кольца 16, гильзы 3 и гайки 11 с внутренним торцом корпуса 13 достигается благодаря установке на гильзе 3 подвижного в сторону срабатывания по корпусу 1 и гильзе 3 герметичного кольца 16, на рабочую площадь которого после срабатывания пирозамка действуют пороховые газы, которые создают силу, препятствующую движению системы в сторону срабатывания и, следовательно, исключающую или уменьшающую удар. The elimination or reduction of the impact of the total mass of the piston 14 with the groove 15, the airtight ring 16, the sleeve 3 and the nut 11 with the inner end of the housing 13 is achieved by installing on the sleeve 3 movable in the direction of actuation of the housing 1 and the sleeve 3 of the airtight ring 16, on the working area of which after the operation of the pyrozam, powder gases act, which create a force that prevents the system from moving in the direction of operation and, therefore, eliminates or reduces shock.

Применение такого безударного пирозамка позволяет использовать его в системах разделения, где располагаются чувствительные к ударным перегрузкам аппаратура, приборы и т.д. The use of such a shock-free pyrozam allows its use in separation systems, where equipment, instruments, etc., sensitive to shock overloads, are located.

Claims

An unshocked pyrozamock containing a housing with pyrocartridges and a pyrocamera, a piston and a tightening bolt with a groove in which the liners are placed, characterized in that a sleeve with radial channels and a flange is installed in the housing, a recess is made at one end in which the liners of the tightening bolt are installed, and on the other end of the sleeve a nut is fixed, between the end of which and the inner end of the body a working clearance is formed, while between the body and the sleeve there is a tight ring in contact with the piston and the groove, between the torus whereby a guaranteed clearance is formed by flanging the sleeve, and in the body there is a stop in contact with the end of the ring and longitudinal channels communicating with the pyrocamera with radial channels of the sleeve and the cavity between the piston groove and the ring, while the guaranteed clearance is less than the working gap between the end of the nut and the inner the end face of the housing and more magnitude of engagement of the liners and sleeves.