RU2118735C1

RU2118735C1 - Quick-release apparatus

Info

Publication number: RU2118735C1
Application number: RU96114631A
Authority: RU
Inventors: И.А. Мордвинников; Н.И. Медведев; Л.Г. Сягаев; В.М. Мартынов
Original assignee: Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-09-10

Abstract

FIELD: disengagement of interunit pneumohydraulic main lines at separating units of rocket or space articles. SUBSTANCE: quick-release apparatus includes board- and land-borne shoes joined by means of pneumatic lock including gripping mechanism in the form of collet chuck with movable locking sleeve and pneumatic drive with piston mounted on land-borne shoe. Gripped mechanism is the form of collet chuck rigidly secured to board-based shoe and embracing stop. Spring-loaded piston of additional pneumatic drive is arranged in cavity of collet chuck and it is rigidly connected with stop. Bowl engaging with end of collet chuck of gripping mechanism is secured to end of piston rod. Inner diameter of bowl is more than outer diameter of stop; outer diameter of bowl is less than inner diameter of collet chuck of gripping mechanism. EFFECT: enhanced reliability of apparatus. 1 dwg

Description

Быстроразъемный агрегат предназначен для использования в ракетно-космической технике, а точнее для расстыковки пневмогидромагистралей при разделении блоков ракетного или космического изделия. The quick disconnect unit is intended for use in space rocket technology, and more specifically for undocking pneumohydraulic lines when separating blocks of a rocket or space product.

Известен соединитель для нескольких труб (патент США N 4630847, кл. F 16 L 39/00, 1986), содержащий 2 фиксируемых между собой корпуса, в отверстиях которого установлены вкладыши, соосно расположенные в разных корпусах, которые контактируют между собой, а противоположные концы их соединены с подводящими трубопроводами. Недостатком данной конструкции является конструктивная сложность механизма фиксации и невысокая надежность при использовании в автоматических устройствах разделения. A known connector for several pipes (US patent N 4630847, class F 16 L 39/00, 1986), containing 2 fixed to each other housing, in the openings of which are liners coaxially located in different bodies that are in contact with each other, and opposite ends they are connected to the supply pipelines. The disadvantage of this design is the structural complexity of the locking mechanism and low reliability when used in automatic separation devices.

Известен быстроразъемный агрегат (патент СССР N 1825406, кл. F 16 B 2/16, 1991), содержащий стянутые пневмозамком колодки, причем пневмозамок состоит из захватывающего механизма, содержащего цангу с подвижной запирающей втулкой, соединенной с пневмоприводом, и захватывающего механизма, содержащего упор. Known quick-coupler unit (USSR patent N 1825406, class F 16 B 2/16, 1991) containing pads pulled by a pneumatic lock, and the pneumatic lock consists of a gripping mechanism containing a collet with a movable locking sleeve connected to the pneumatic actuator, and a gripping mechanism containing a stop .

Недостатком известного быстроразъемного агрегата является невысокая надежность из-за одностороннего подвода управляющего давления газа, то есть от пневмосистем одного из блоков. A disadvantage of the known quick disconnect unit is its low reliability due to the one-sided supply of control gas pressure, that is, from the pneumatic systems of one of the units.

Сущность изобретения заключается в том, что быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде наземной цанги с подвижной запирающей гильзой, пневмопривода с поршнем на наземной колодке и захватываемого механизма в виде упора на бортовой колодке, причем захватываемый механизм снабжен бортовой цангой, жестко закрепленной на бортовой колодке и охватывающей упор, и дополнительным пневмоприводом, подпружиненный поршень которого размещен в полости бортовой цанги, а на торце штока поршня пневмопривода захватывающего механизма закреплена чашка, контактирующая с торцем бортовой цанги захватываемого механизма, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра упора, а наружный меньше внутреннего диаметра наружной цанги захватывающего механизма. The essence of the invention lies in the fact that the quick-disconnect unit, including the side and ground pads, connected by a pneumatic lock, consisting of a gripping mechanism in the form of a ground collet with a movable locking sleeve, a pneumatic actuator with a piston on a ground block and a gripping mechanism in the form of a stop on the side block, the mechanism is equipped with an onboard collet, rigidly fixed to the onboard block and covering the emphasis, and an additional pneumatic actuator, the spring-loaded piston of which is placed in the cavity of the onboard collet, and on the end of the piston rod of the pneumatic actuator of the gripping mechanism is fixed a cup in contact with the end of the side collet of the gripping mechanism, the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the stop, and the outer is smaller than the inner diameter of the outer collet of the gripping mechanism.

Данное исполнение обеспечивает надежность расстыковки независимо от задержек или отказов в любом из пневмоприводов. This design ensures undocking reliability regardless of delays or failures in any of the pneumatic drives.

На чертеже изображен быстроразъемный агрегат (наземная и бортовая колодки в состыкованном состоянии). The drawing shows a quick coupler (ground and side pads in docked condition).

Быстроразъемный агрегат состоит из наземной 1 и бортовой 2 колодок. Наземная колодка 1 состоит из плиты 3, в которой в сквозных отверстиях закреплен ряд штуцеров 4, соединенных с магистралями пневмогидросистем блока. В центре плиты в сквозном отверстии с помощью гайки 5 закреплен стакан 6. В стакан 6 установлена подвижная поджатая пружиной 7 в сторону бортовой колодки 2 запирающая гильза 8, которая упирается буртиком в буртик наземной цанги 9. Цанга 9 снабжена внутренним цилиндрическим выступом 10 и образует с гильзой 8 пневмополость 11, которая сообщается через штуцер 12 с пневмомагистралями управления разделения каналами 13, выполненными в цанге 9. Внутри цанги 9 установлен поджатый пружиной 14 шток поршня 15 пневмопривода захватывающего механизма, состоящего из цанги 9 и запирающей гильзы 8. На торце штока поршня 15 закреплена чашка 16. Цанга 9 закреплена в стакане 6 с помощью гайки 17. Пневмополость 11 герметизирована подвижными уплотнениями 18, а подпоршневая полость поршня 15 уплотнением 19. Quick disconnect unit consists of ground 1 and side 2 blocks. Ground block 1 consists of a plate 3, in which a number of fittings 4 are fixed in the through holes, connected to the pneumatic and hydraulic systems of the unit. In the center of the plate in the through hole with a nut 5, a cup 6 is fixed. A cup 6 is equipped with a movable spring pressed 7 to the side of the block 2, a locking sleeve 8, which abuts against the shoulder of the ground collet 9. The collet 9 is provided with an inner cylindrical protrusion 10 and forms sleeve 8 pneumatic cavity 11, which communicates through the nozzle 12 with the pneumatic control channels for separating the channels 13, made in the collet 9. Inside the collet 9 is installed spring preloaded 14 piston rod 15 of the pneumatic actuator of the gripping mechanism, consisting of a collet 9 and a locking sleeve 8. A cup 16 is fixed to the end of the piston rod 15. The collet 9 is fixed in the cup 6 with a nut 17. The air cavity 11 is sealed with movable seals 18, and the piston cavity of the piston 15 is sealed with 19.

Бортовая колодка 2 состоит из плиты 20, на которой закреплены штуцера 21, входящие цилиндрическими хвостовиками 22 в штуцера 4 на плите 3. Место стыка герметизируется уплотнителем 23. В центральном отверстии плиты 20 установлена втулка 24, в которой с помощью гайки 25 закреплен стакан 26 с бортовой цангой 27 и штуцером 28 подвода управляющего давления. Во внутренней полости 29 цанги 27 установлен дополнительный пневмопривод с поршнем 30, поджатый пружиной 31 в сторону от наземной колодки 1. Поршень 30 герметизирован уплотнителем 32 и жестко соединен с упором 33. Цанга 27 снабжена цилиндрическим наружным выступом 34. Цанга 27 с упором 33 образуют захватываемый механизм бортовой колодки. Чашка 16 имеет внутренний диаметр больше наружного диаметра упора 33, а наружный - меньше внутреннего диаметра наземной цанги 9. Благодаря этому уменьшается холостой ход дополнительного пневмопривода и повышается быстродействие агрегата. The side block 2 consists of a plate 20, on which the fittings 21 are fastened, which enter cylindrical shanks 22 into the fittings 4 on the plate 3. The joint is sealed with a sealant 23. A sleeve 24 is installed in the central hole of the plate 20, in which a cup 26 is secured with a nut 25 side collet 27 and fitting 28 for supplying control pressure. An additional pneumatic actuator with a piston 30 is installed in the inner cavity 29 of the collet 27, pressed by a spring 31 to the side of the ground block 1. The piston 30 is sealed with a seal 32 and rigidly connected to the stop 33. The collet 27 is provided with a cylindrical outer protrusion 34. The collet 27 with the stop 33 forms a gripping side block mechanism. Cup 16 has an inner diameter larger than the outer diameter of the stop 33, and the outer one is smaller than the inner diameter of the ground collet 9. This reduces the idle speed of the additional pneumatic drive and increases the speed of the unit.

Быстроразъемный агрегат работает следующим образом. Quick disconnect unit operates as follows.

При состыкованных блоках ракеты-носителя пневмогидромагистрали их соединены, т.е. штуцеры 4 и 21 состыкованы, цанги 9 и 27 находятся в зацеплении. Жесткость агрегата обеспечивается затяжкой расчетным моментом гайки 17. When docked blocks of the launch vehicle pneumohydraulic lines are connected, i.e. fittings 4 and 21 are docked; collets 9 and 27 are engaged. The rigidity of the unit is ensured by tightening the design moment of the nut 17.

Перед разделением блоков подается команда на разделение пневмогидромагистралей в виде управляющего давления, подводимого к штуцерам 12 и 28, при этом могут быть следующие варианты:
одновременный подвод управляющего давления к штуцерам 12 и 28;
подвод управляющего давления к штуцеру 28 бортовой колодки 2;
подвод управляющего давления к штуцеру 12 наземной колодки 1.Before the separation of the blocks, a command is issued to separate the pneumohydraulic lines in the form of a control pressure supplied to the fittings 12 and 28, while there may be the following options:
simultaneous supply of control pressure to fittings 12 and 28;
supply of control pressure to the fitting 28 of the side block 2;
supply control pressure to the fitting 12 of the ground block 1.

При подводе управляющего давления со стороны наземной колодки 1, давление через штуцер 12 попадает в полости 11 и подпоршневую полость поршня 15, при этом гильза 8, сжимая пружину 7, перемещается в сторону от бортовой колодки 2 и освобождает цангу 9, выступы 10 которой имеют возможность выйти из зацепления с выступами 34 цанги 27. Шток поршня 15 перемещается в сторону бортовой колодки 2, сжимая пружину 14, упирается чашкой 16 в торец цанги 27 и начинает расталкивать колодки 1 и 2, выводя штуцера 4 и 21 из зацепления. When applying control pressure from the side of the ground block 1, the pressure through the nozzle 12 enters the cavity 11 and the piston cavity of the piston 15, while the sleeve 8, compressing the spring 7, moves away from the side block 2 and releases the collet 9, the protrusions 10 of which disengage with the protrusions 34 of the collet 27. The piston rod 15 moves towards the side block 2, compressing the spring 14, rests the cup 16 against the end of the collet 27 and begins to push the pads 1 and 2 out of the nipple 4 and 21.

Управляющее давление со стороны бортовой колодки 2 подводится к штуцеру 28. Поршень 30, сжимая пружину 31, перемещается в сторону наземной колодки 1, освобождает цангу 27, при этом выступы 34 ее выходят из зацепления с выступами 10 цанги 9. The control pressure from the side of the side block 2 is supplied to the fitting 28. The piston 30, compressing the spring 31, moves towards the ground block 1, releases the collet 27, while its protrusions 34 disengage from the protrusions 10 of the collet 9.

Поршень 30 перемещается до упора в донышко чашки 16. Глубина чашки 16 равна ходу поршня 30 до выхода его из зацепления с цангой 30. The piston 30 moves all the way to the bottom of the cup 16. The depth of the cup 16 is equal to the stroke of the piston 30 until it disengages from the collet 30.

Дальнейшим ходом поршень обеспечивает расталкивание обоих колодок 1 и 2. A further stroke of the piston ensures the repulsion of both pads 1 and 2.

При подаче управляющего давления к штуцерам 12 и 28 происходит одновременное взаимное расталкивание колодок. When applying control pressure to the fittings 12 and 28, the blocks are pushed apart simultaneously.

Таким образом, несмотря на взаимное зацепление цанг обоих колодок, при расстыковке агрегата происходит самостоятельное расталкивание их управляющими давлениями от обоих блоков. Зависание в процессе срабатывания любого из поршней на любом этапе движения не влияет на процесс расстыковки. Thus, despite the mutual engagement of the grips of both pads, when the unit is undocked, they are independently repelled by control pressures from both blocks. Hanging during the operation of any of the pistons at any stage of movement does not affect the undocking process.

Claims

A quick-disconnect assembly, including side and ground blocks, connected by a pneumatic lock, consisting of a gripping mechanism in the form of a ground collet with a movable locking sleeve, a pneumatic actuator with a piston on a ground block and a gripping mechanism in the form of a stop on a side block, characterized in that the gripping mechanism is equipped with a side collet rigidly fixed to the side block and covering the emphasis, and an additional pneumatic actuator, the spring-loaded piston of which is placed in the cavity of the side collet, and at the end of the rod shnya pneumatic gripping mechanism fixed cup in contact with the end sides of the collet gripping mechanism, the inner diameter of a cup larger than the outer diameter of the stop, and an outer diameter smaller than the inner ground collet gripping mechanism.