RU2216676C2

RU2216676C2 - Quickly-detachable unit

Info

Publication number: RU2216676C2
Application number: RU2002103080A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Медведев; В.М. Мартынов; М.В. Лузгачев; П.В. Чистоусов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева"
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-11-20

Abstract

FIELD: rocketry. SUBSTANCE: proposed quickly-detachable unit includes pneumatic pusher mounted inside closed cavity; one end of said pusher is connected with pulling-off unit through sealing members and its other end is connected with locking bush through stroke stop. Locking bush is located inside collet lock. Pneumatic pusher is provided with retainer provided with sealing members. Locking bush is provided with partition for sealing-up the lock cavity which is provided with locking passage relieving pneumatic pressure and filling passage connected with one of filling pipe unions of ground block by means of through pipe line. Pneumatic drive is located inside locking bush. EFFECT: simplified construction; increased payload for spacecraft. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмогидромагистралей, космического корабля (КК), и может быть использовано в других отраслях машиностроения. The invention relates to the field of rocket technology, in particular to devices that provide separation of inter-unit pneumohydraulic lines, spacecraft (SC), and can be used in other engineering industries.

Известен быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наружную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде наземной цанги с подвижной запирающей гильзой, пневмопривода с поршнем и захватываемого механизма в виде упора на бортовой колодке, который снабжен бортовой цангой, жестко закрепленной на бортовой колодке и охватывающей упор, и дополнительным пневмоприводом, подпружиненный поршень которого размещен в полости бортовой цанги (см. патент РФ 2118735, кл. F 16 L 39/00). A quick-disconnect assembly is known, including an onboard and an outer block 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 and a gripping mechanism in the form of a stop on the onboard block, which is equipped with an on-board collet rigidly fixed to the on-board 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 (see RF patent 2118735, class F 16 L 39/00).

Недостатком данной конструкции является отсутствие дублирования открытия пневмозамка ходом изделия (тросом) и требует установки дополнительного оборудования на КК, в следствие чего увеличивается вес КК, и сложность системы управления, что приводит к уменьшению полезной нагрузки. The disadvantage of this design is the lack of duplication of the opening of the pneumatic lock by the product (cable) and requires the installation of additional equipment on the spacecraft, as a result of which the weight of the spacecraft and the complexity of the control system increase, which leads to a decrease in the payload.

Близким по технической сущности является быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные замком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей втулкой, пневмопривода с поршнем, при этом подвижная запирающая втулка снабжена ухом для крепления сдергивающего устройства, а в бортовой колодке выполнена замкнутая полость с обратным клапаном, которая соединена с системой подачи рабочего тела и Т- образным каналом с пневмоприводом (см. патент РФ 2173428, кл. F 16 L 37/40). Close in technical essence is a quick disconnect assembly, including side and ground blocks connected by a lock consisting of a gripping mechanism in the form of a collet with a movable locking sleeve, a pneumatic actuator with a piston, while the movable locking sleeve is equipped with an ear for attaching a holding device, and is made in the side block closed cavity with a non-return valve, which is connected to the supply system of the working fluid and a T-shaped channel with pneumatic drive (see RF patent 2173428, class F 16 L 37/40).

Недостатком данной конструкции является сложность конструкции, установленной на бортовой колодке исполнительных элементов, что приводит к увеличению веса КК части. The disadvantage of this design is the complexity of the structure installed on the side block of the actuating elements, which leads to an increase in the weight of the QC part.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции быстроразъемного агрегата и увеличение полезной нагрузки КК. The objective of the invention is to simplify the design of the quick coupler and increase the payload of the spacecraft.

Задача решается тем, что в быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном и сдергивающее устройство, введен пневмотолкатель, установленный внутри замкнутой полости и соединенный одним концом через уплотнительные элементы со сдергивающим устройством, а другим концом связан через ограничитель хода с запирающей втулкой, размещенной внутри цангового замка, при этом пневмотолкатель снабжен удержателем замка от пневматического давления с уплотнительными элементами, а на запирающей втулке установлена перегородка, герметизирующая замкнутую полость, которая снабжена запирающим каналом сбрасывания пневматического давления и каналом запитки, соединенным с одним из заправочных штуцеров наземной колодки сквозным отборным трубопроводом, кроме того, пневмопривод размещен внутри запирающей втулки. The problem is solved in that a quick-release assembly installed inside a closed cavity and connected at one end through sealing gaskets is inserted into a quick-disconnect assembly, including side and ground pads with filling fittings, a collet lock, a pneumatic actuator with a piston, a locking sleeve, a closed cavity with a check valve and a clamping device. elements with a holding device and the other end connected via a travel stop with a locking sleeve located inside the collet lock, while the pneumatic pusher is equipped with a retainer m of the lock from pneumatic pressure with sealing elements, and on the locking sleeve a partition is installed that seals the closed cavity, which is equipped with a locking channel for releasing pneumatic pressure and a feeding channel connected to one of the filling nozzles of the ground block with a through selective pipe, in addition, the pneumatic actuator is located inside the locking bushings.

Технический результат заключается в том, что в состав КК не входит специальный заправочный трубопровод с арматурой, при этом колодкам не требуется дополнительный механизм расталкивания. При этом минимальное усилие сдергивающего устройства и максимальное расталкивающее усилие от пневмопривода за счет находившегося рабочего тела в замкнутой полости. The technical result consists in the fact that the composition of the spacecraft does not include a special filling pipeline with fittings, while the blocks do not require an additional pushing mechanism. In this case, the minimum force of the pulling device and the maximum pushing force from the pneumatic drive due to the working fluid in a closed cavity.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен общий вид агрегата в состыкованном состоянии. Figure 1 shows a General view of the unit in the docked state.

На фиг.2 изображен общий вид агрегата в расстыкованном состоянии. Figure 2 shows a General view of the unit in the undocked state.

Быстроразъемный агрегат состоит из наземной 1 и бортовой 2 колодок. Наземная колодка 1 состоит из плиты 3, в которой закреплен ряд заправочных штуцеров 4, соединенных с магистралями пневмогидросистем наземных коммуникаций или нижнего блока ракеты. В центре плиты 3 установлен цанговый замок 5, закрепленный гайкой 6. Внутренняя полость 7 замка 5 является замкнутой полостью 8, в которой установлены обратный клапан 9 и пневмотолкатель 10, соединенный концом 11 при помощи резьбовой серьги 12 со сдергивающим устройством 13. Противоположный конец пневмотолкателя 10 выполнен в виде удержателя 14 замка 5 от пневматического давления с уплотнительными элементами 15 и с внутренней резьбовой поверхностью 16, в которую ввернут ограничитель хода 17, имеющий бурт зацепления 18. Бурт зацепления 18 в процессе расстыковки контактирует с буртом 19 запирающей втулки 20, которая установлена внутри цангового замка 5. Запирающая втулка 20 своей поверхностью 21 герметизируется уплотнительными элементами 22 с перегородкой 23 с уплотнительными элементами 24 замкнутой полости 8. Quick disconnect unit consists of ground 1 and side 2 blocks. Ground block 1 consists of a plate 3, in which a number of refueling fittings 4 are fixed, connected to the mains of pneumohydrosystems of ground communications or the lower rocket block. In the center of the plate 3, a collet lock 5 is mounted, fixed by a nut 6. The internal cavity 7 of the lock 5 is a closed cavity 8, in which a check valve 9 and a pneumatic pusher 10 are installed, connected by the end 11 using a threaded earring 12 with a clamping device 13. The opposite end of the pneumatic pusher 10 made in the form of a retainer 14 of the lock 5 from pneumatic pressure with sealing elements 15 and with an internal threaded surface 16 into which a travel stop 17 having a collar of clutch 18 is screwed. the pumpkin is in contact with the shoulder 19 of the locking sleeve 20, which is installed inside the collet lock 5. The locking sleeve 20 is sealed with its surface 21 with sealing elements 22 with a baffle 23 with sealing elements 24 of the closed cavity 8.

Замкнутая полость 8 с одной стороны снабжена запирающим каналом 25, выполненным в виде штуцера 26 со сбрасывающим отверстием 27, который запирается уплотнительной втулкой 28, а с другой стороны каналом подпитки 29, в котором установлен штуцер 30 с обратным клапаном 9. Штуцер 30 соединен со штуцером 31 наземной колодки 3 сквозным отборным трубопроводом 32, имеющим штуцер заправки 33, аналогичный штуцеру 31. Благодаря этому исключается установка на колодку дополнительного заправочного трубопровода и уменьшение силы сдергивающего устройства. The closed cavity 8 is provided on one side with a locking channel 25 made in the form of a nozzle 26 with a discharge opening 27, which is locked by a sealing sleeve 28, and on the other hand, a make-up channel 29, in which a fitting 30 with a check valve 9 is installed. The fitting 30 is connected to the fitting 31 of the ground block 3 through a selective pipe 32 having a filling nozzle 33, similar to the fitting 31. This eliminates the installation on the block of an additional filling pipe and reducing the force of the holding device.

В бортовой колодке 2 имеются штуцеры 34, 35. Цанговый замок 5 выполнен с лепестками 36 и затяжной гайкой 37. Пневмотолкатель 10 соединен со сдергивающим устройством 13 через уплотнительные элементы 38. Пневмопривод 39 размещен внутри запирающей втулки 20. In the side block 2 there are fittings 34, 35. The collet lock 5 is made with petals 36 and a tightening nut 37. The pneumatic pusher 10 is connected to the holding device 13 through the sealing elements 38. The pneumatic actuator 39 is placed inside the locking sleeve 20.

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

Агрегат собирают в цехе-изготовителе и устанавливают при состыкованных блоках ракеты-носителя, где к агрегату с двух сторон (борта и Земли) подсоединяют пневмогидромагистрали. Штуцеры 34, 31, 35 и 4 состыкованы. Цанговый замок 5 находится в зацеплении, т.е. лепестки 36 цветового замка 5 находятся на запирающей втулке 20. Надежность состыковки агрегата обеспечивают затяжкой расчетным моментом гайки 37 цангового замка 5. При испытании правильности состыковки штуцеров 35, 4 и т.д. в цехе-изготовителе их проверяют на герметичность воздухом или испытуемым газом. Воздух подводят к штуцеру 33, штуцер 34 глушат. В это время воздух отжимает клапан 9 и заполняет замкнутую полость 8. После проведения испытательных работ, не расстыковывая агрегат, воздух сбрасывают из замкнутой полости 8 через запирающий канал 25, открутив втулку 28 до выхода воздуха через сбрасывающее отверстие 27. После всех испытаний запирающий канал 25 глушат уплотнительной втулкой 28. Изделие вывозят на старт и производят заправку всех систем КК через штуцеры быстроразъемного агрегата. В процессе заправки баллонов КК к штуцеру 33 подают заправочное давление газа, который проходит через сквозной отборный трубопровод 32. Через штуцер 31 производят заправку баллонов борта изделия. В процессе заправки часть заправочного газа отбирают через штуцер 30, и отжимая обратный клапан 9, заполняют замкнутую полость 8 до давления заправки баллонов КК. После заправки баллонов идет сброс давления из трубопровода 32. Обратный клапан 9 садится на седло штуцера 30 и запирает давление в полости 8. Площадь, ограниченная уплотнительными элементами 15, выполнена больше площади, ограниченной уплотнительными элементами 38, на необходимое усилие удержания зацепления цангового замка 5. Разность площадей создает силу, обеспечивающую надежное удержание замка 5 при работе двигателей КК. При расстыковке обеспечивает необходимое расчетное усилие сдергивающего устройства 13. The unit is assembled in the manufacturer’s workshop and installed with the docked launch vehicle blocks, where pneumohydraulic lines are connected to the unit from both sides (side and ground). Fittings 34, 31, 35 and 4 are docked. The collet lock 5 is engaged, i.e. the petals 36 of the color lock 5 are located on the locking sleeve 20. Reliability of the coupling of the unit is ensured by tightening the estimated torque of the nut 37 of the collet lock 5. When testing the fit of the fittings 35, 4, etc. in the manufacturer’s workshop, they are checked for leaks by air or test gas. Air is brought to the fitting 33, the fitting 34 is suppressed. At this time, the air presses the valve 9 and fills the closed cavity 8. After testing, without disconnecting the unit, the air is discharged from the closed cavity 8 through the locking channel 25, unscrewing the sleeve 28 until the air leaves the discharge hole 27. After all the tests, the locking channel 25 jam the sealing sleeve 28. The product is taken to the start and refuel all QC systems through the fittings of the quick coupler. In the process of refueling KK cylinders, a gas pressure is supplied to the nozzle 33, which passes through the through selective pipe 32. Through the nozzle 31, the product's gas cylinders are refilled. During the refueling process, part of the refueling gas is taken through the nozzle 30, and by pressing the check valve 9, the closed cavity 8 is filled up to the pressure of the refueling of the SC containers. After filling the cylinders, pressure is released from the pipeline 32. The non-return valve 9 sits on the seat of the nozzle 30 and locks the pressure in the cavity 8. The area limited by the sealing elements 15 is larger than the area limited by the sealing elements 38 to the necessary holding force of the collet lock 5. The difference in area creates a force that provides reliable retention of the lock 5 during the operation of KK engines. When undocked, it provides the necessary calculated force of the pulling device 13.

После команды на разделение происходит отделение сбрасывающей части КК, которая в свою очередь натягивает тросик сдергивающего устройства 13, сдергивает у держатель 14 с уплотнительными элементами 15 с герметизирующей поверхности 21 втулки 20. Управляющий газ под давлением попадает в полость пневмопривода 39 цангового замка 5, а освободившийся удержатель 14 своими уплотнительными поверхностями 38 под действием давления превращается в механизм сдергивания и раскрытия замка 5. Сила действия давления замкнутой полости 8 на площадь пневмотолкателя 10 выводит запирающую втулку 20 из под лепестков 36 цангового замка 5. Происходит раскрытие цангового замка 5, а сила действия пневмопривода 39 производит расстыковывание колодок 1 и 2. After the separation command, the KK discharge part is separated, which, in turn, pulls the cable of the holding device 13, pulls the holder 14 with sealing elements 15 from the sealing surface 21 of the sleeve 20. The control gas under pressure enters the pneumatic drive cavity 39 of the collet lock 5, and the freed the holder 14 with its sealing surfaces 38 under the action of pressure turns into a mechanism for pulling and opening the lock 5. The force of pressure of the closed cavity 8 on the area of the pneumatic push I 10 outputs the locking sleeve 20 out of the petals 36 of collet lock 5. There disclosure collet lock 5, and the force action actuator 39 produces rasstykovyvanie pad 1 and 2.

Claims

Quick disconnect assembly, including side and ground pads with refueling fittings, a collet lock, a pneumatic actuator with a piston, a locking sleeve, a closed cavity with a non-return valve and a clamping device, characterized in that a pneumatic pusher is installed inside the closed cavity and connected at one end through sealing elements with a retaining device and the other end connected through a travel stop with a locking sleeve located inside the collet lock, while the pneumatic pusher is provided with a hold a pneumatic pressure lock box with sealing elements, and a barrier sealing a closed cavity is installed on the locking sleeve, which is equipped with a pneumatic pressure release locking valve and a feed channel connected to one of the ground block filling fittings through a through selective pipe, in addition, the pneumatic actuator is located inside the locking bushings.