Устройство для соединения питающих магистралей

 

Изобретение относится к области авиации и предназначено для стыковки частей летательного аппарата, например двигателя и мотогондолы, с обеспечением компенсации несоосности стыкуемых узлов. Устройство для соединения питающих магистралей содержит закрепленный на первом объекте и подпружиненный относительно него посредством пружинных тяг первый корпус, на котором с помощью шаровых шарниров 3 установлено n направляющих питающих магистралей 4, и второй корпус, установленный на пристыковываемом объекте. В каждой направляющей питающей магистрали 4 установлен клапан, а во втором корпусе - оппозитно ему в патрубке толкатель. Первый корпус снабжен двумя разнесенными направляющими с шариковыми замками под ловители. Каждая из направляющих закреплена также на первом объекте с помощью пары разнесенных других пружинных тяг. Пружинные тяги 2 охватываются кронштейнами, выполненными в виде цилиндров. Каждая направляющая питающей магистрали 4 выполнена с двумя выступами 15 и 16 и снабжена накидной гайкой 17, образуя при этом посадочное место для установки с гарантированными зазорами 18 и 19 шаровых шарниров 3. Зазоры обеспечивают возможность смещения направляющих в плоскости, перпендикулярной оси стыковки. Один из корпусов устройства снабжен уплотнением для взаимодействия с другим корпусом. Между корпусами выполнена накопительная полость с дренажным отверстием с отводом. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиации и предназначено для стыковки частей летательного аппарата, например, двигателя и мотогондолы с обеспечением компенсации несоосности стыкуемых узлов.

Известно устройство для соединения питающих магистралей двух автоматически соединяемых объектов, содержащее первый корпус, соединенный пружинными тягами с одним из объектов, по меньшей мере одну направляющую питающей магистрали и по меньшей мере, две направляющие соответственно шарнирно связанную с первым корпусом и жестко закрепленные на нем, установленные в направляющих замковые приспособления с элементами их запирания, посредством других пружинных тяг с ограниченным осевым перемещением связанных с указанным одним из объектов, клапан, установленный в питающей магистрали, закрепленный на пристыковываемом объекте второй корпус, несущий по меньшей мере два ловителя, расположенные с возможностью взаимодействия с соответствующими замковыми приспособлениями направляющих, и патрубок с толкателем, установленный с возможностью сопряжения с питающей магистралью [1].

Известное техническое решение не позволяет ограничить первоначальный диапазон несимметричности узлов стыковки частей летательного аппарата, не позволяет исключить влияние вибраций широкого спектра частот, возникающих от протекания рабочего тела по магистрали, на надежность своей работы и имеет значительные габариты. Кроме того известное устройство имеет низкую ремонтопригодность, так как оно не содержит необходимых конструктивных признаков для замены вышедших из строя деталей, связывающих магистраль с первым корпусом, и самой магистрали без полного отсоединения первого корпуса от объекта.

Техническая задача заключается в ограничении диапазона первоначальной несимметричности узлов стыкуемых частей, исключении влияния вибраций на конструкцию устройства от протекания рабочего тела, уменьшении строительной высоты устройства и повышении его ремонтопригодности.

Техническая задача решается тем, что в устройстве для соединения питающих магистралей двух автоматически соединяемых объектов, содержащем первый корпус, соединенный пружинными тягами с одним из объектов, по меньшей мере, одну направляющую питающей магистрали и по меньшей мере, две направляющие, соответственно шарнирно связанную с первым корпусом и жестко закрепленные на нем, установленные в направляющих замковые приспособления с элементами их запирания, посредством других пружинных тяг с ограниченным осевым перемещением связанных с указанным одним из объектов, клапан установленный в питающей магистрали, закрепленный на пристыковываемом объекте второй корпус, несущий, по меньшей мере, два ловителя, расположенные с возможностью взаимодействия с соответствующими замковыми приспособлениями направляющих, и патрубок с толкателем, установленный с возможностью сопряжения с питающей магистралью, шарнирная связь направляющей питающей магистрали включает в себя кольцевой элемент с внешней сферической поверхностью, расположенный с возможностью радиального перемещения между выступом направляющей питающей магистрали и навинченной на нее гайкой, два кольца с внутренней сферической поверхностью для сопряжения с внешней сферической поверхностью кольцевого элемента, поджатых друг к другу и соединенных с первым корпусом разъемными соединениями. В устройстве указанные кольца закреплены на первом корпусе посредством виброгасящих прокладок.

Кроме того, в устройстве одно из колец с внутренней сферической поверхностью выполнено с кольцевыми упорными выступами для ограничения радиальных перемещений относительно другого кольца и первого корпуса.

Устройство снабжено также уплотнением для сопряжения между собой корпусов и по меньшей мере один из них выполнен с выемкой и с сообщенным с ней дренажным отверстием для образования между корпусами накопительной полости вокруг сопряженных патрубка и питающей магистрали, при этом разъемное соединение может быть выполнено болтовым или винтовым.

Устройство также может быть снабжено закрепленными на первом объекте ограничительными кронштейнами в виде цилиндров, охватывающих соответствующие соединенные с первым корпусом пружинные тяги.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 2 (устройство состыковано); на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг.2 (устройство расстыковано); на фиг.5 - сечение по Б-Б на фиг.2; на фиг.6 - узел I на фиг. 4.

Устройство стыковки разъема питающих линий содержит первый корпус 1, закрепленный на одном из объектов пружинными тягами 2, на котором с помощью шаровых шарниров 3 установлено n направляющих питающих 4 магистралей, и второй корпус 5, установленный на пристыковываемом объекте. В каждой направляющей 4 питающей магистрали установлен клапан 6, а во втором корпусе 5 - оппозитно ему патрубок с толкателем 7, образующие в паре соединительный элемент в виде непроливного клапана.

Первый корпус 1 снабжен двумя разнесенными направляющими 8 с шариковыми замками 9 под ловители 10, установленные на втором корпусе 5. Каждая из направляющих 8 закреплена также на первом объекте с помощью пары разнесенных других пружинных тяг, каждая из которых выполнена в виде взаимно подпружиненных пружиной 11 штока и цилиндра, а последний снабжен пояском ограничения перемещения штока, образующим выбираемый зазор "a", причем свободные концы обеих снабжены шаровыми узлами заделок 12 и 13. Пружинные тяги охватываются кронштейнами, выполненными в виде цилиндров 14, которые закреплены на первом объекте.

Каждая направляющая питающей магистрали выполнена с двумя выступами 15 и 16 по внешнему диаметру и снабжена гайкой 17, которые вместе образуют посадочное место для кольцевого элемента шаровой связи направляющей, выполненного с внешней сферической поверхностью, с гарантированными зазорами: 18 - по оси шарового шарнира и 19 - радиальный зазор. Внешняя обойма 20 шаровой связи выполнена в виде двух колец с внутренней сферической поверхностью, которая сопрягается с внешней сферической поверхностью кольцевого элемента. Одно из колец выполнено с кольцевыми упорными выступами (фиг.6) для ограничения радиальных перемещений относительно другого кольца и первого корпуса. Кольца поджаты друг к другу и соединены с первым корпусом болтовыми или винтовыми соединениями. Это же соединение обеспечивает крепление в целом направляющей 4 питающей магистрали к первому корпусу.

Направляющая 4 питающей магистрали снабжена ориентирующим конусом, а толкатель 7 - патрубком, охватывающим его. Патрубок выполнен со сферическим наконечником и снабжен тороидальной поверхностью, а также в продолжении как касательная к диаметру вдоль оси ловителя цилиндрическим посадочным участком. Сферическая поверхность наконечника и вторая тороидальная поверхность с цилиндрическим участком разнесены по длине ловителя и разделены канавкой. Диаметры сферических и цилиндрической поверхностей равны и выполнены больше диаметра ловителя.

Каждый из ловителей 10 выполнен с конусной заходной законцовкой 21 и снабжен канавкой 22, взаимодействующей с шариковым замком 9. Запирающая втулка 23 шарикового замка закреплена на подпружиненных шаровых узлах 12 других пружинных тяг. По периметру торца второго корпуса 5 со стороны первого корпуса 1 установлено уплотнение 24, а с внутренней стороны его образована единая накопительная полость 25. В нижней точке накопительной полости 25 выполнено дренажное отверстие с отводом 26. Такое же дренажное отверстие с отводом может быть выполнено и в верхнем корпусе 1 (на случай перевернутого полета).

Кроме того, во всех местах крепления направляющих питающих линий для предотвращения передачи пульсирующих частотных колебаний рабочего тела на конструкцию устройства установлен набор виброгасящих прокладок 27. Набор подбирается из неметаллических и профилированных металлических шайб таким образом, чтобы погасить весь спектр возникающих частотных колебаний.

Устройство стыковки группового разъема питающих линий работает следующим образом.

В процессе установки, например, двигателя, при его перемещении вертикально вверх в мотогондолу ловители 10, перемещаясь вместе установленным на двигателе вторым корпусом 5 попадают в конические части направляющих 8, в результате чего происходит предварительная ориентация первого корпуса 1 относительно второго корпуса 5. Затем происходит взаимодействие сферического наконечника патрубка толкателя и ориентирующего конуса направляющей питающей магистрали, что приводит к необходимому смещению направляющей в радиальном направлении. При упоре в ориентирующий конус направляющей тороидальной поверхности возникает крутящий момент, который разворачивает направляющую 4 вокруг центра шарового шарнира 3, предварительно ориентируя оси стыкуемых полуразъемов, В это время сферический наконечник движется вдоль внутренней цилиндрической поверхности направляющей. Полная соосность стыкуемых полуразъемов происходит в момент, когда внутренняя цилиндрическая поверхность направляющей 4 контактирует с цилиндрическим посадочным участком патрубка толкателя 7. При дальнейшем перемещении двигателя вверх происходит контакт и взаимодействие каждого из толкателей 7 с клапанами б в направляющих 4, ориентирующихся в шаровых узлах 3, и открытие протока для жидкости по питающим линиям. Усилие отжатия пружин клапанов 6 преодолевается пружинными тягами 2.

Одновременно с взаимодействием толкателей 7 и клапанов 6 осуществляется взаимодействие ловителей 10 с шариковыми замками. В конце заданного хода ловителя 10 внутри направляющей 8 происходит закрытие шарикового замка и обеспечивается фиксация группового разъема в состыкованном положении.

При съеме двигателя устройство в состыкованном положении вместе с двигателем перемещается вниз до тех пор, пока не выберется зазор "a" (фиг.3) и цепочка 12-11-13, не превратится в жесткую тягу. При этом дальнейшее перемещение разъема вниз приводит к смещению запирающей втулки 23 относительно шариков шарикового замка, что обеспечивает возможность свободного выхода ловителей 10 из направляющих 8 и расстыковки группового разъема.

Рабочее тело протекающее по магистрали, может иметь частотные характеристики пульсации в диапазоне 4 - 40000 Гц, воздействие которой может передаваться на конструкцию устройства и вызывать преждевременный износ прежде всего замков и прецизионных пар клапанов. Для исключения передачи указанных вибраций установлены виброгасящие прокладки-шайбы 27.

Автономное крепление каждой направляющей питающей магистрали с помощью болтового или винтового соединения позволяет производить демонтаж и замену их каждой в отдельности в случае необходимости без расстыковки устройства в целом.

Введение уплотнения 24 и выполнение между корпусами единой накопительной полости 25 с дренажным отверстием с отводом и принудительным отсосом позволило исключить попадание гидросмеси в случае возможного пролива ее из клапанных пар на горячие части двигателя.

Введение же цилиндров 14, охватывающих пружинные тяги 2, на которых закреплен корпус 1 на первом объекте, позволило заранее установить и ограничить диапазон смещения корпуса 1 с направляющими 4 питающих магистралей. Разнесение пружинных тяг с цепочкой 12-11-13 позволило, опустив их, сократить строительную высоту устройства, а также, что особенно важно, обеспечить условие устойчивого равновесия при взаимодействии направляющей 8 с вышеуказанными пружинными тягами 12-11-13, так как это исключает возможный перекос прецизионных пар направляющей 8 и, следовательно, повышает надежность работы устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для соединения питающих магистралей двух автоматически соединяемых объектов, содержащее первый корпус, соединенный пружинными тягами с одним из объектов, по меньшей мере, одну направляющую питающей магистрали и, по меньшей мере, две направляющие, соответственно шарнирно связанную с первым корпусом и жестко закрепленные на нем, установленные в направляющих замковые приспособления с элементами их запирания, посредством других пружинных тяг с ограниченным осевым перемещением, связанных с указанным одним из объектов, клапан, установленный в питающей магистрали, закрепленный на пристыковываемом объекте второй корпус, несущий по меньшей мере два ловителя, расположенные с возможностью взаимодействия с соответствующими замковыми приспособлениями направляющих, и патрубок с толкателем, установленный с возможностью сопряжения с питающей магистралдью, отличающееся тем, что шарнирная связь направляющей питающей магистрали включает в себя кольцевой элемент с внешней сферической поверхностью, расположенный с возможностью радиального перемещения между выступом направляющей питающей магистрали и навинченной на нее гайкой, два кольца с внутренней сферической поверхностью для сопряжения с внешней сферической поверхностью кольцевого элемента, поджатых друг к другу и соединенных с первым корпусом разъемным соединением.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные кольца закреплены на первом корпусе посредством виброгасящих прокладок.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что одно из колец с внутренней сферической поверхностью выполнено с кольцевыми упорными выступами для ограничения радиальных перемещений относительно другого кольца и первого корпуса.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено уплотнением для сопряжения между собой корпусов и по меньшей мере один из них выполнен с выемкой и с сообщенным с ней дренажным отверстием для образования между корпусами накопительной полости вокруг сопряженных патрубка и питающей магистрали.

5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что разъемное соединение выполнено болтовым или винтовым.

6. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что снабжено закрепленными на первом объекте ограничительными кронштейнами в виде цилиндров, охватывающих соответствующие соединенные с первым корпусом пружинные тяги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6