RU2596706C1

RU2596706C1 - Detachable connection

Info

Publication number: RU2596706C1
Application number: RU2015148803/06A
Authority: RU
Inventors: Георгий Яковлевич Коляскин
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to detachable connections and can be used for connection with subsequent separation of air ducts of a system for thermal conditioning of spacehead when carrier rocket with latter are located at start position. Detachable connection comprises hatch neck, mounted on housing of spacehead, fixing device with tensioning mechanism and detachable flange of air duct. Fixing device is based on bayonet engagement and consists of two parts, one of which is installed on hatch neck, and other on detachable flange of air duct. On hatch neck there is a three-link split ring. Described is a design and connection of said ring with help of screw tightening of connection. Outer surface links of ring is stepped to form a shoulder in contact with top end flange of hatch neck. In shoulder of each link there is a through slot adjacent to wedge-like section formed in shoulder on side of its lower end facing side of housing of spacehead. On side surface of shoulder there are teeth interacting with spring-loaded retainer arranged on other part of fixing device, made in form of stepped bushing installed with possibility of rotation on lower part of detachable flange. Lower part of detachable flange is made in form of a hollow cylinder, having an outer shoulder on side of lower end, forming a support for stepped bushing. Upper part of detachable flange is made in form of a hollow truncated cone, connected by smaller base with upper end of cylinder. At lower base of bushing, on side of its inner surface, there are wedge-shaped protrusions to form bayonet connection in contact with wedge-like sections of split ring when bushing turns relative to lower part of detachable flange.

EFFECT: invention improves connection reliability.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для подсоединения с последующим отделением воздуховодов системы термостатирования космической головной части (КГЧ) при нахождении ракеты-носителя (РН) с КГЧ на стартовой позиции.The invention relates to space technology and can be used to connect, with subsequent separation of the air ducts, the thermostatic control system of the space head part (KGCH) when the launch vehicle (LV) with the KGCH is at the starting position.

Известно байонетное соединение для соединения труб, шлангов рукавов разного диаметра (патент РФ 2370677, приоритет от 10.12.2008). Байонетное соединение, содержит обхватываемую деталь с герметично установленными пальцами и обхватывающую деталь с пазами. Обхватываемая деталь выполнена с выемкой, имеющей скос в сторону пальцев, в которой установлено эластичное уплотнительное кольцо, поджатое подшипником и пружиной, установленными в выемке обхватывающей детали, выполненной с фиксирующим выступом. Профиль каждого паза в обхватывающей детали выполнен в виде крючка. Указанное соединение обеспечивает повышение герметичности соединения и защиту от непроизвольного разъединения деталей, но малоэффективно при больших диаметрах трубопроводов, которые могут иметь диаметр 300 мм и более, т.к. не обладает достаточной прочностью и чувствительно к различным загрязнениям, затрудняющим работу соединения на стартовой позиции.Known bayonet connection for connecting pipes, hoses of hoses of different diameters (RF patent 2370677, priority from 10.12.2008). The bayonet joint contains a girth piece with hermetically seated fingers and a girth part with grooves. The wrapped part is made with a recess having a bevel towards the fingers, in which an elastic o-ring is mounted, preloaded by the bearing and a spring installed in the recess of the wrapped part, made with a locking protrusion. The profile of each groove in the girth piece is made in the form of a hook. The specified connection provides increased tightness of the connection and protection against involuntary separation of parts, but is ineffective with large diameters of pipelines, which may have a diameter of 300 mm or more, because It does not have sufficient strength and is sensitive to various contaminants that impede the operation of the joint at the starting position.

Известно быстроразъемное соединение для соединения трубопроводов, содержащее охватывающую деталь с уплотнительным элементом и охватываемую деталь, соединенные между собой с помощью запирающего элемента, выполненного в виде прямоугольной рамки с радиусными выемками, установленной в пазах охватывающей детали (патент РФ 2035634, приоритет от 20.05.1995). На охватываемой детали выполнена кольцевая канавка, образующая бурты, один из которых выполнен коническим. Рамка снабжена клиновыми участками, расположенными на плоскости, обращенной к коническому бурту. Клиновые участки имеют начало в глубине тела рамки на ее поперечной оси, проходящей через центр радиусных выемок, а конец - на плоскости рамки. При перемещении рамки ее участки будут взаимодействовать с коническим буртом ниппеля, задвигая при этом его торцовую поверхность внутрь муфты и прижимая тем самым резиновое уплотнительное кольцо. Указанное устройство обеспечивает герметичность соединения, однако требует конструктивной доработки стандартных горловин люков КГЧ и усложнения их конструкции, что препятствует его использованию для воздуховодов КГЧ.A quick-disconnect connection for connecting pipelines is known, comprising a female part with a sealing element and a male part interconnected by a locking element made in the form of a rectangular frame with radius recesses installed in the grooves of the female part (RF patent 2035634, priority from 05.20.1995) . An annular groove is made on the male part, forming collars, one of which is conical. The frame is equipped with wedge sections located on a plane facing the conical shoulder. Wedge sections have a beginning in the depths of the body of the frame on its transverse axis, passing through the center of the radius grooves, and the end is on the plane of the frame. When moving the frame, its sections will interact with the conical collar of the nipple, while pushing its end surface into the sleeve and thereby pressing the rubber o-ring. The specified device ensures the tightness of the connection, however, it requires constructive refinement of the standard mouths of the hatch KGCH and the complexity of their design, which prevents its use for ducts KGCh.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является бортовое разъемное соединение для подсоединения трубопровода системы термостатирования, отделяемого в момент старта ракеты-носителя (патент РФ 2473003, приоритет от 17.10.2011). Устройство содержит приемную горловину, закрепляемую на борту ракеты, и отделяемый патрубок, сопрягаемые фланцами с коническими внешними поверхностями, и запорное устройство. Запорное устройство выполнено в виде расположенных по периферии и установленных на фланцах V-образных колодок, закрепленных упругими элементами на патрубке и охваченных тросовой системой, снабженной элементами натяжения и состоящей из нескольких ветвей, соединенных между собой и патрубком посредством цилиндрических стержней, размещенных внутри зафиксированных срезными элементами подвижных штоков, связанных с наземным механизмом отвода. Указанное устройство позволяет уменьшить силовое воздействие на ракету при отделении подстыкованной к борту трубопроводной магистрали до минимально возможного уровня, однако при больших диаметрах трубопровода и, соответственно, при увеличении его массы снижается надежность соединения при воздействии увеличенных внешних нагрузок. Кроме того, при отсутствии необходимости обеспечения дистанционного отделения трубопроводов при старте, предлагаемое устройство обладает излишней конструктивной сложностью.The closest analogue to the claimed invention is an airborne detachable connection for connecting the pipeline of the thermostatic system, separated at the time of launch of the launch vehicle (RF patent 2473003, priority from 10/17/2011). The device includes a receiving neck, fixed on board the rocket, and a detachable pipe, mating with flanges with conical external surfaces, and a locking device. The locking device is made in the form of V-shaped blocks located on the periphery and mounted on flanges, fixed with elastic elements on the nozzle and covered by a cable system, equipped with tension elements and consisting of several branches connected to each other and the nozzle by means of cylindrical rods placed inside fixed shear elements movable rods associated with a ground retraction mechanism. The specified device allows you to reduce the force effect on the rocket when separating the pipeline connected to the side of the pipeline to the lowest possible level, however, with large diameters of the pipeline and, consequently, with an increase in its mass, the reliability of the connection decreases under the influence of increased external loads. In addition, in the absence of the need to provide remote separation of pipelines at startup, the proposed device has unnecessary structural complexity.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности соединения и удобства эксплуатации, а также упрощение его конструкции.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the connection and ease of use, as well as simplifying its design.

Указанная задача обеспечивается тем, что в известном разъемном соединении, содержащем горловину люка, закрепленную на корпусе космической головной части, фиксирующее устройство с механизмом натяжения и отделяемый фланец воздуховода, новым является то, что фиксирующее устройство выполнено на основе байонетного зацепления и состоит из двух частей, одна из которых установлена на горловине люка, и другая на отделяемом фланце воздуховода, при этом на горловине люка установлено трехзвенное разъемное кольцо, у которого среднее звено шарнирно соединено с крайними звеньями, а крайние звенья соединены друг с другом посредством винтового стяжного соединения, причем наружная поверхность звеньев кольца выполнена ступенчатой с образованием буртика, контактирующего верхним торцом с закраиной горловины люка, при этом в буртике каждого звена имеется сквозной паз, граничащий с клиновидным участком, образованным в буртике со стороны его нижнего торца, обращенного в сторону корпуса космической головной части, а на боковой поверхности буртика выполнены зубцы, взаимодействующие с подпружиненным стопором, установленным на другой части фиксирующего устройства, выполненной в виде ступенчатой втулки, установленной, с возможностью вращения, на нижней части отделяемого фланца, у которого нижняя часть выполнена в форме полого цилиндра, имеющего наружный буртик со стороны нижнего торца, образующего опору для ступенчатой втулки, а верхняя часть отделяемого фланца выполнена в форме полого усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с верхним торцом цилиндра, при этом на нижнем основании втулки, со стороны ее внутренней поверхности, закреплены клиновидные выступы, расстояние между которыми соответствует расстоянию между пазами разъемного кольца для образования байонетного соединения, контактирующие с клиновидными участками разъемного кольца при развороте втулки относительно нижней части отделяемого фланца.This task is ensured by the fact that in the known detachable connection containing the neck of the hatch, mounted on the housing of the space head part, a fixing device with a tension mechanism and a detachable duct flange, it is new that the fixing device is based on bayonet engagement and consists of two parts, one of which is installed on the neck of the hatch, and the other on the detachable flange of the duct, while on the neck of the hatch a three-link split ring is installed, in which the middle link is hinged connected to the outer links, and the outer links are connected to each other by means of a screw tightening connection, the outer surface of the ring links being stepped to form a shoulder contacting the upper end with the edge of the hatch neck, while there is a through groove in the shoulder of each link bordering the wedge-shaped section formed in the collar from the side of its lower end facing the casing of the space head part, and teeth interacting with the sub a spring stopper mounted on another part of the fixing device, made in the form of a stepped sleeve, mounted, rotatably, on the lower part of the detachable flange, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder having an outer flange on the side of the lower end, forming a support for the stepped of the sleeve, and the upper part of the detachable flange is made in the form of a hollow truncated cone connected by a smaller base to the upper end of the cylinder, while on the lower base of the sleeve, from the inside on the surface, wedge-shaped protrusions are fixed, the distance between which corresponds to the distance between the grooves of the detachable ring to form a bayonet joint, which contact the wedge-shaped sections of the detachable ring when the sleeve is rotated relative to the lower part of the detachable flange.

Выполнение фиксирующего устройства на основе байонетного зацепления позволяет обеспечить надежность соединения и повысить удобство его эксплуатации, а также упростить его конструкцию.The implementation of the locking device based on the bayonet engagement allows to ensure the reliability of the connection and increase the convenience of its operation, as well as simplify its design.

Изготовление соединения из двух частей, одна из которых установлена на горловине люка, а другая - на отделяемом фланце воздуховода, и выполнение оной из них, установленной на горловине люка, в виде трехзвенного разъемного кольца, у которого среднее звено шарнирно соединено с крайними звеньями, а крайние звенья соединены друг с другом посредством винтового стяжного соединения, причем наружная поверхность звеньев кольца выполнена ступенчатой с образованием буртика, контактирующего верхним торцом с закраиной горловины люка, при этом в буртике каждого звена имеется сквозной паз, граничащий с клиновидным участком, образованным в буртике со стороны его нижнего торца, обращенного в сторону корпуса космической головной части, позволяет выполнить указанную часть соединения съемной и использовать ее для различных люков, упростить процесс монтажа и демонтажа соединения и обеспечить возможность байонетного зацепления.The manufacture of the connection in two parts, one of which is installed on the neck of the hatch, and the other on the detachable flange of the duct, and the execution of one of them, mounted on the neck of the hatch, in the form of a three-link split ring, in which the middle link is pivotally connected to the outer links, and the outer links are connected to each other by means of a screw clamp connection, and the outer surface of the ring links is made stepwise with the formation of a shoulder contacting the upper end with the edge of the neck of the hatch, while in the shoulder Each link has a through groove adjacent to the wedge-shaped portion formed in the collar from the side of its lower end facing the housing of the space head part, allows you to make the specified part of the connection is removable and use it for various hatches, simplify the process of mounting and dismounting the connection and ensure the possibility of bayonet engagement.

Наличие на боковой поверхности буртика зубцов, взаимодействующих с подпружиненным стопором, установленным на другой части фиксирующего устройства, обеспечивает надежную защиту соединения от случайной расстыковки.The presence on the side surface of the shoulder of the teeth interacting with a spring-loaded stopper mounted on another part of the locking device provides reliable protection of the connection from accidental undocking.

Выполнение другой части соединения в виде ступенчатой втулки, установленной, с возможностью вращения, на нижней части отделяемого фланца, у которого нижняя часть выполнена в форме полого цилиндра, имеющего наружный буртик со стороны нижнего торца, образующего опору для ступенчатой втулки, а верхняя часть отделяемого фланца выполнена в форме полого усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с верхним торцом цилиндра, при этом на нижнем основании втулки, со стороны ее внутренней поверхности, закреплены клиновидные выступы, расстояние между которыми соответствует расстоянию между пазами разъемного кольца для образования байонетного соединения, контактирующие с клиновидными участками разъемного кольца при развороте втулки относительно нижней части отделяемого фланца, обеспечивает возможность образования надежного байонетного соединения при развороте ступенчатой втулки относительно нижней части отделяемого фланца, а также упрощает процесс подсоединения и отделения воздуховодов.The execution of the other part of the connection in the form of a stepped sleeve mounted rotatably on the lower part of the detachable flange, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder having an outer flange on the lower end side, forming a support for the stepped sleeve, and the upper part of the detachable flange made in the form of a hollow truncated cone connected by a smaller base to the upper end of the cylinder, while wedge-shaped protrusions are fixed on the lower base of the sleeve, from the side of its inner surface, The distance between which corresponds to the distance between the grooves of the detachable ring for the formation of a bayonet joint, which are in contact with the wedge-shaped sections of the detachable ring when the sleeve is rotated relative to the lower part of the detachable flange, provides the possibility of forming a reliable bayonet connection when the stepped sleeve is rotated relative to the lower part of the detachable flange, and also simplifies the connection process and duct sections.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

Фиг. 1 - общий вид соединения в сборке с разрезом;FIG. 1 is a General view of the connection in the Assembly with a section;

Фиг. 2 - общий вид соединения в разобранном виде;FIG. 2 - a general view of the connection in disassembled form;

Фиг. 3 - общий вид разъемного кольца в сборке;FIG. 3 - general view of the split ring in the assembly;

Фиг. 4 - общий вид разъемного кольца в сборке в изометрической проекции;FIG. 4 is a perspective view of a split ring in an assembly in an isometric view;

Фиг. 5 - вид стопора в разрезе.FIG. 5 is a sectional view of the stopper.

Предлагаемое разъемное соединение содержит горловину люка 1, закрепленную на корпусе космической головной части 2, фиксирующее устройство 3 с механизмом натяжения 4 и отделяемый фланец 5 воздуховода 6. Фиксирующее устройство выполнено на основе байонетного зацепления и состоит из двух частей, одна из которых установлена на горловине люка 1, а другая - на отделяемом фланце 5 воздуховода. На горловине люка 1 установлено трехзвенное разъемное кольцо 7. Среднее звено 8 кольца шарнирно соединено с крайними звеньями 9, 10. Крайние звенья соединены друг с другом посредством винтового стяжного соединения 4. Наружная поверхность звеньев кольца выполнена ступенчатой с образованием буртика 11, контактирующего верхним торцом с закраиной 12 горловины люка. В буртике каждого звена имеется сквозной паз 13, граничащий с клиновидным участком 14, образованным в буртике со стороны его нижнего торца, обращенного в сторону корпуса космической головной части. На боковой поверхности буртика выполнены зубцы 15, взаимодействующие с подпружиненным стопором 16, установленным на другой части фиксирующего устройства, выполненной в виде ступенчатой втулки 17, установленной, с возможностью вращения, на нижней части 18 отделяемого фланца 5. Ось стопора перпендикулярна оси горловины люка. Стопор размещен в корпусе 19, закрепленном на ступенчатой втулке 17, и снабжен рычагом, 20 обеспечивающим отжатие стопора. Зубцы буртика звена кольца, взаимодействуя со стопором, образуют храповой механизм. Нижняя часть 18 отделяемого фланца выполнена в форме полого цилиндра, имеющего наружный буртик 21 со стороны нижнего торца, образующего опору для ступенчатой втулки 17, а верхняя часть отделяемого фланца 5 выполнена в форме полого усеченного конуса 22, соединенного меньшим основанием с верхним торцом цилиндра. В местах взаимодействия отделяемого фланца 5 с горловиной люка 1 и ступенчатой втулки 17 их контактирование может осуществляться посредством резиновых прокладок 23, обеспечивающих герметичность соединения. На нижнем основании втулки 17, со стороны ее внутренней поверхности, закреплены клиновидные выступы 24, расстояние между которыми соответствует расстоянию между пазами 13 разъемного кольца 7 для образования байонетного соединения, контактирующие с клиновидными участками разъемного кольца 7 при развороте втулки 17 относительно нижней части 18 отделяемого фланца 5.The proposed detachable connection contains the neck of the hatch 1, mounted on the body of the space head part 2, a fixing device 3 with a tension mechanism 4 and a detachable flange 5 of the duct 6. The locking device is made on the basis of bayonet engagement and consists of two parts, one of which is mounted on the neck of the hatch 1, and the other on the detachable flange 5 of the duct. A three-link split ring 7 is installed on the neck of the hatch 1. The middle link 8 of the ring is pivotally connected to the extreme links 9, 10. The extreme links are connected to each other by means of a screw coupling 4. The outer surface of the ring links is made stepwise with the formation of a shoulder 11 in contact with the upper end with the edge of the 12 neck of the hatch. In the flange of each link there is a through groove 13 bordering the wedge-shaped portion 14 formed in the flange from the side of its lower end facing the hull of the space head part. The teeth 15 are made on the side surface of the shoulder, interacting with a spring-loaded stopper 16 mounted on another part of the fixing device, made in the form of a stepped sleeve 17, mounted, with the possibility of rotation, on the lower part 18 of the detachable flange 5. The stopper axis is perpendicular to the axis of the neck of the hatch. The stopper is placed in the housing 19, mounted on a stepped sleeve 17, and is equipped with a lever 20 for releasing the stopper. The teeth of the flange of the ring link, interacting with the stopper, form a ratchet mechanism. The lower part 18 of the detachable flange is made in the form of a hollow cylinder having an outer flange 21 from the side of the lower end forming a support for the stepped sleeve 17, and the upper part of the detachable flange 5 is made in the form of a hollow truncated cone 22 connected by a smaller base to the upper end of the cylinder. In the places of interaction of the detachable flange 5 with the neck of the hatch 1 and the stepped sleeve 17, their contacting can be carried out by means of rubber gaskets 23, ensuring the tightness of the connection. On the lower base of the sleeve 17, from the side of its inner surface, wedge-shaped protrusions 24 are fixed, the distance between which corresponds to the distance between the grooves 13 of the detachable ring 7 to form a bayonet connection, which contact the wedge-shaped sections of the detachable ring 7 when the sleeve 17 is rotated relative to the lower part 18 of the detachable flange 5.

При подсоединении воздуховодов системы термостатирования к космической головной части (КГЧ) в процессе подготовки ракетно-космической системы к запуску первоначально закрепляют на горловине люка 1 трехзвенное разъемное кольцо 7, которое упирается буртиком 11 в горловину люка 1. Кольцо стягивают посредством винтового стяжного соединения 4, закрепленного на концах крайних звеньев 9, 10. Затем подводят к люку отделяемый фланец 5 воздуховода 6 и разворачивают ступенчатую втулку 17 таким образом, чтобы закрепленные на ней клиновидные выступы 24 вошли в пазы 13 разъемного кольца 7, после чего поворачивают ступенчатую втулку 17 до упора, т.е. до вступления в контакт клиновидных выступов 24 втулки и звеньев кольца 7. Отсоединение отделяемого фланца от люка происходит в обратном порядке при отжатом стопоре.When connecting the ducts of the temperature control system to the space head part (KCH), in the process of preparing the rocket-space system for launch, a three-link split ring 7 is initially fixed on the neck of the hatch 1, which rests against the neck of the hatch 1 with the shoulder 11. The ring is pulled together by means of a screw coupling 4, fixed at the ends of the extreme links 9, 10. Then, a detachable flange 5 of the duct 6 is brought to the hatch and the stepped sleeve 17 is turned so that the wedge-shaped protrusions 24 mounted on it went into the grooves 13 of the split ring 7, after which the stepped sleeve 17 is turned all the way, i.e. before the contact of the wedge-shaped protrusions 24 of the sleeve and the links of the ring 7. Detachment of the detachable flange from the hatch occurs in the reverse order when the stopper is depressed.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность соединения и удобство его эксплуатации, упростить конструкцию люков и сократить время проведения предстартовых работ.Using the proposed invention improves the reliability of the connection and the convenience of its operation, simplify the design of the hatches and reduce the time for pre-launch work.

Claims

A detachable connection containing the neck of the hatch, mounted on the body of the space head part, a fixing device with a tension mechanism and a detachable duct flange, characterized in that the fixing device is based on bayonet engagement and consists of two parts, one of which is installed on the neck of the hatch, and the other is on the detachable flange of the duct, while on the neck of the hatch there is a three-link split ring, in which the middle link is pivotally connected to the extreme links, and the extreme links are connected They are connected to each other by means of a screw clamp connection, the outer surface of the ring links being stepped with the formation of a shoulder that contacts the upper end with the edge of the hatch neck, while in the shoulder of each link there is a through groove bordering the wedge-shaped section formed in the shoulder from the side of its lower end face facing the body of the space head part, and teeth are made on the side surface of the shoulder interacting with a spring-loaded stopper mounted on the other part of the ph a coding device made in the form of a stepped sleeve mounted rotatably on the lower part of the detachable flange, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder having an outer flange on the side of the lower end forming a support for the stepped sleeve, and the upper part of the detachable flange made in the form of a hollow truncated cone connected by a smaller base to the upper end of the cylinder, while wedge-shaped protrusions are fixed on the lower base of the sleeve, from the side of its inner surface, The distance between which corresponds to the distance between the grooves of the detachable ring to form a bayonet joint, which are in contact with the wedge-shaped sections of the detachable ring when the sleeve is rotated relative to the lower part of the detachable flange.