RU2462648C1

RU2462648C1 - Quick-split unit

Info

Publication number: RU2462648C1
Application number: RU2011141564/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Медведев (RU); Николай Иванович Медведев; Лорета Александровна Асафьева (RU); Лорета Александровна Асафьева
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-09-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: within a composition of a ground pad a pneumatic pusher installed on a body of a pneumatic drive is arranged in the form of a piston. At the same time the minimum force of a pulling-off device and maximum push-away force from the pneumatic drive is not transferred to trusses of filling-draining masts. A quick-split unit comprises a board and a ground pads with filling nozzles, a collet lock, a pneumatic drive with a piston, a lock bushing, a reverse valve, a pull-away device. The pneumatic pusher is installed on the body of a pneumatic drive and is connected by its one end to the pull-away device of the pneumatic drive, and by its other end is connected with the mechanism to divert a filling truss and is arranged in the form of a piston with a control cavity, and piston stroke exceeds the value of collet joint opening. In the pneumatic drive the pull-away device and stroke limiter are arranged with a stroke, the value of which exceeds the value of lock joint opening.

EFFECT: invention provides for reliable separation of board and ground nozzles, also in case of emergencies.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к устройствам, обеспечивающим экстренное разделение межблочных и наземных пневмогидромагистралей при возникновении аварийной ситуации, и может быть использовано в машиностроении. Задачей изобретения является создание быстроразъемного агрегата, обеспечивающего надежное разделение бортовых и наземных штуцеров, в том числе при возникновении аварийных ситуаций.The invention relates to the field of rocket and space technology, in particular to devices that provide emergency separation of interblock and ground pneumohydraulic lines when an emergency occurs, and can be used in mechanical engineering. The objective of the invention is the creation of a quick coupler that provides reliable separation of airborne and ground fittings, including in the event of an emergency.

Известен быстроразъемный агрегат (патент RU №2173428 С2, кл. F16L 37/40), 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.Known quick coupler (patent RU No. 2173428 C2, class F16L 37/40), 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 securing the holding device, and in the side block a closed cavity with a non-return valve is made, which is connected to the supply system of the working fluid and a T-shaped channel with pneumatic drive.

Недостатком данной конструкции является передача нагрузок на ферму обслуживания, а также недостаточное быстродействие срабатывания замкового механизма.The disadvantage of this design is the transfer of loads to the service farm, as well as the insufficient response of the locking mechanism.

Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является быстроразъемный агрегат (патент RU №2216676 С2, кл.7 F16L 37/40), включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запираюитую втулку, замкнутую полость с обратным клапаном и сдергивающее устройство. Пневмотолкатель установлен в замкнутой полости и соединен одним концом через уплотнительные элементы со сдергивающим устройством, а другим концом связан через ограничитель хода с запирающей втулкой.Close in technical essence to the proposed technical solution is a quick coupler (patent RU No. 2216676 C2, class 7 F16L 37/40), including side and ground pads with filling fittings, a collet lock, a pneumatic actuator with a piston, a lockable sleeve, a closed cavity with a reverse valve and retaining device. The pneumatic pusher is installed in a closed cavity and is connected at one end through sealing elements to a retaining device, and the other end is connected through a travel stop with a locking sleeve.

Недостатком данной конструкции является передача нагрузок на ферму обслуживания, а также отсутствие быстродействия срабатывания замкового механизма при необходимости быстрого отвода заправочно-дренажных матч (ЗДМ).The disadvantage of this design is the transfer of loads to the service farm, as well as the lack of speed of operation of the locking mechanism, if necessary, the rapid withdrawal of the filling and drainage match (ZDM).

Техническим результатом предлагаемой конструкции является увеличение быстродействия срабатывания замкового механизма и уменьшение нагрузок на ЗДМ при разделении бортовых и наземных штуцеров.The technical result of the proposed design is to increase the response speed of the locking mechanism and reduce the load on the ZDM when separating the airborne and ground fittings.

Технический результат заключается в том, что в составе наземной колодки пневмотолкатель, установленный на корпусе пневмопривода, выполнен в виде поршня. При этом минимальное усилие сдергивающего устройства и максимальное расталкивающее усилие от пневмопривода не передается на фермы ЗДМ.The technical result consists in the fact that, as part of the ground block, the pneumatic pusher mounted on the housing of the pneumatic actuator is made in the form of a piston. In this case, the minimum force of the pulling device and the maximum pushing force from the pneumatic drive are not transmitted to the ZDM trusses.

Сущность изобретения заключается в том, что быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки с заправочными штуцерами, цанговый замок, пневмопривод с поршнем, запирающую втулку, обратный клапан, сдергивающее устройство, пневмотолкатель, установленный на корпусе пневмопривода и соединенный одним концом со сдергивающим устройством пневмопривода, а другим концом соединенный с механизмом отвода заправочной фермы, выполнен в виде поршня с управляющей полостью, ход поршня превышает величину раскрытия стыка цанги, а в пневмоприводе сдергивающее устройство и ограничитель хода выполнены с ходом, величина которого превышает величину раскрытия стыка замка.The essence of the invention lies in the fact that the quick-disconnect assembly, including side and ground blocks with refueling fittings, a collet lock, a pneumatic actuator with a piston, a locking sleeve, a check valve, a clamping device, a pneumatic pusher mounted on the pneumatic actuator housing and connected at one end to a pneumatic actuator clamping device, and the other end connected to the mechanism for withdrawing the fueling farm, made in the form of a piston with a control cavity, the piston stroke exceeds the magnitude of the opening of the junction of the collet, and in the pneumatic In the drive, the holding device and the travel stop are made with a stroke, the value of which exceeds the value of the opening of the lock joint.

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

На фиг.2 изображен общий вид быстроразъемного агрегата в расстыкованном состоянии.Figure 2 shows a General view of the quick coupler 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. Пневмопривод 7 включает в себя запирающую втулку 8 с поршнем 9 и обратный клапан 10. К корпусу 11 пневмопривода 7 с помощью хомута 12 прикреплен пневмотолкатель 13, соединенный одним концом со сдергивающим устройством 14 пневмопривода 7, а другим концом с механизмом отвода 15 заправочной фермы. Пневмотолкатель 13 выполнен в виде поршня 16 с управляющей полостью 17, ход поршня 16 превышает величину раскрытия стыка цангового замка 5, а в пневмоприводе сдергивающее устройство 14 и ограничитель хода 18 выполнены с ходом, величина которого превышает величину раскрытия стыка цангового замка 5.Quick disconnect unit consists of ground 1 and side 2 blocks. Ground block 1 consists of a plate 3, in which a number of filling nozzles 4 are fixed, connected to the mains of pneumohydrosystems of ground communications or the lower rocket block. A collet lock 5 is mounted in the center of the plate 3 and secured with a nut 6. The pneumatic actuator 7 includes a locking sleeve 8 with a piston 9 and a check valve 10. A pneumatic pusher 13 is attached to the housing 11 of the pneumatic actuator 7 using a clamp 12, connected at one end to a pneumatic actuator holding device 14 7, and the other end with a retraction mechanism 15 of the refueling farm. The pneumatic pusher 13 is made in the form of a piston 16 with a control cavity 17, the piston stroke 16 exceeds the opening size of the junction of the collet lock 5, and in the pneumatic actuator the retaining device 14 and the travel stop 18 are made with a stroke whose value exceeds the opening size of the junction of the collet lock 5.

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 4 и 19, 21 состыкованы. Цанговый замок 5 находится в зацеплении, т.е. лепестки 20 цангового замка 5 находятся на запирающей втулке 8. Надежность состыковки агрегата обеспечивают затяжкой расчетным моментом гайки 6 цангового замка 5. При испытании правильности состыковки штуцеров 19 и 4 и т.д. в цехе-изготовителе проверяют их герметичность воздухом или испытуемым газом. Воздух подводят к штуцеру 21, штуцер 4 глушат. В это время воздух отжимает клапан 10 и заполняет замкнутую полость 22 до давления, проходящего через эту магистраль. После проведения испытательных работ, не расстыковывая агрегат, воздух сбрасывают из замкнутой полости 22 через запирающий канал 23, открутив уплотнительную втулку 24 до выхода воздуха через сбрасывающее отверстие 25. После всех испытаний запирающий канал 23 глушат уплотнительной втулкой 24. Изделие вывозят на старт и производят заправку всех систем КК через штуцеры быстроразъемного агрегата. В процессе заправки баллонов КК к штуцеру 21 подают заправочное давление газа, который проходит через сквозной отборный трубопровод 26. Через штуцер 21 производят заправку баллонов борта изделия. В процессе заправки часть заправочного газа отбирают через штуцер 27 и, отжимая обратный клапан 10, заполняют замкнутую полость 22 до давления заправки баллонов КК. После заправки баллонов идет сброс давления из трубопровода 26. Обратный клапан 10 садится на седло штуцера 27 и запирает давление в полости 22. Уплотиительные элементы 28 установлены с большим расстоянием между собой, чем уплотнительные элементы 29, чтобы создать необходимое усилие удержания цангового замка 5 при работе двигателей КК.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 4 and 19, 21 are docked. The collet lock 5 is engaged, i.e. the petals 20 of the collet lock 5 are located on the locking sleeve 8. Reliability of the coupling of the unit is ensured by tightening the calculated torque of the nut 6 of the collet lock 5. When testing the fit of the fittings 19 and 4, etc. in the manufacturer’s workshop, they are checked for leaks by air or test gas. The air is led to the fitting 21, the nozzle 4 is suppressed. At this time, air presses the valve 10 and fills the closed cavity 22 to the pressure passing through this line. After testing, without disconnecting the unit, the air is discharged from the closed cavity 22 through the locking channel 23, unscrewing the sealing sleeve 24 until the air leaves the discharge hole 25. After all tests, the locking channel 23 is suppressed by the sealing sleeve 24. The product is taken to the start and refueling is carried out all QC systems through quick coupler fittings. In the process of refueling KK cylinders, a gas pressure is supplied to the nozzle 21, which passes through the through selective pipe 26. Through the nozzle 21, the product cylinders are refilled. In the process of filling, part of the filling gas is taken through the nozzle 27 and, pressing the check valve 10, fill the closed cavity 22 to the pressure of the filling of cylinders KK. After filling the cylinders, pressure is released from the pipeline 26. The non-return valve 10 sits on the seat of the nozzle 27 and closes the pressure in the cavity 22. The sealing elements 28 are installed with a greater distance between themselves than the sealing elements 29 to create the necessary holding force of the collet lock 5 during operation KK engines.

При расстыковке по команде КП (команда пуск) изделие летит, а быстроразъемный агрегат находится в состыкованном состоянии и только при наборе высоты 50-60 мм подается команда КП на расстыковку. До набора этой высоты может произойти автоматическое отключение двигателей. Изделие опускается на стартовый стол, и пуск отменяется. Все коммуникации ракеты находятся в состыкованном состоянии. Проводятся проверочные работы и, если нет серьезных ошибок, их устраняют. Запуск производят вновь. После набора этой высоты выполняется команда «Пуск» и быстроразъемный агрегат должен расстыковаться за время не более 0,01 с без увеличения нагрузки на ЗДМ и ракету. Для этого подается команда на подрыв пиропатрона пневмотолкателя. При подрыве пиропатрона давление пороховых газов, необходимое для срабатывания, достигается за время не более 0,004 с и действуют на поршень 16, обеспечивая быстрое срабатывание пневмотолкателя 13. Движение поршня 16 происходит в замкнутой полости 17, поэтому нагрузка от срабатывания пиропатрона не передается на фермы ЗДМ и ракету. Ход поршня 16 превышает величину раскрытия цангового замка 5 и величину хода сдергивающего устройства и ограничителя хода - происходит раскрытие цангового замка 5, а сила действия пневмопривода 7 производит расстыковку колодок 1 и 2.When undocking at the command of the gearbox (start command), the product flies, and the quick-disconnect unit is in the docked state and only when climbing 50-60 mm the command of the gearbox is undocked. Prior to gaining this height, the engines may automatically shut off. The product lowers to the starting table, and the start is canceled. All rocket communications are docked. Verification work is carried out and, if there are no serious errors, they are eliminated. Start up again. After gaining this height, the “Start” command is executed and the quick-disconnect assembly must undock in no more than 0.01 s without increasing the load on the SDM and the rocket. To do this, a command is given to undermine the pneumatic pusher cartridge. When the squib is detonated, the pressure of the powder gases necessary for actuation is achieved within no more than 0.004 s and acts on the piston 16, providing a quick response of the pneumatic pusher 13. The piston 16 moves in a closed cavity 17, so the load from the operation of the squib is not transferred to the ZDM trusses and a rocket. The stroke of the piston 16 exceeds the magnitude of the opening of the collet lock 5 and the magnitude of the stroke of the retaining device and the stroke limiter — the collet lock 5 is opened, and the force of the pneumatic actuator 7 makes undocking of the blocks 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 check valve, a clamping device, a pneumatic pusher mounted on the pneumatic actuator body and connected at one end to a pneumatic actuator releasing device, characterized in that the other connected to the mechanism of removal of the fueling farm and made in the form of a piston with a control cavity, while the piston stroke exceeds the magnitude of the opening of the junction of the collet, and in the pneumatic ivode pulls off the travel stop device and adapted to swing, the magnitude of which exceeds the value of lock seam disclosure.