Разъемное соединение

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмогидромагистралей, и может быть использовано в машиностроении. Разъемное соединение содержит бортовой и съемный штуцера с торцевым уплотнительным элементом между ними и шариковый замок. Замок состоит из гильзы - двух свинченных между собой стаканов - наружного и внутреннего. Наружный стакан снабжен наружным и внутренним буртиками, в наружный упирается пружина запирающей шарики втулки, а во внутренний - упругий элемент, установленный между стаканом и съемным штуцером. Во внутреннем стакане выполнены конические отверстия с установленными в них шариками, поджимаемыми запирающей втулкой к дну канавки бортового штуцера. Изобретение повышает надежность соединения. 2 ил.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмогидромагистралей, и может быть использовано в машиностроении.

Известно разъемное соединение, содержащее бортовой и съемный штуцера, соединенные замковым устройством (патент США N 3901538, кл. F 16 L 35/00 от 1975 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность его использования в пневмогидросистемах с криогенными рабочими средами.

Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является разъемное соединение, содержащее бортовой и съемный штуцера с уплотнительным элементом между ними и шариковый замок, включающий в себя гильзу, охватывающую оба штуцера, в отверстиях которой установлены шарики, контактирующие с канавкой бортового штуцера, и охватывающая шарики втулка (патент США N 4582347, кл. F 16 L 37/00 от 1984 г.).

Недостатком данного разъемного соединения является невозможность обеспечения герметичности стыка в широком диапазоне температур (от плюсовых до криогенных), а также сложность устройства и недостаточная надежность при расстыковке при криогенных температурах.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является возможность обеспечения надежной работоспособности разъемного соединения и герметичности стыков в диапазоне температур от плюсовых до криогенных.

Сущность изобретения заключается в том, что гильза разъемного соединения, размещенная на съемном штуцере и охватывающая бортовой штуцер - с торцевым уплотнением между ними, в отверстиях которой размещены шарики, контактирующие с канавкой бортового штуцера, выполнена в виде двух стаканов, наружного и внутреннего, подвижно соединенных между собой с помощью резьбы, причем наружный стакан снабжен наружным и внутренним буртиками, в наружный из которых упирается пружина втулки шарикового замка, а во внутренний - упругий элемент, другой торец которого упирается в буртик, выполненный на наружной поверхности съемного штуцера, причем отверстия под шарики в гильзе выполнены в виде усеченного конуса с диаметром верхнего основания, равным 0,85-0,95 диаметра шарика, и вершиной конуса, направленной в сторону оси разъемного соединения.

На фиг. 1 изображено разъемное соединение (продольный разрез).

На фиг. 2 изображено отверстие в гильзе разъемного соединения.

Разъемное соединение состоит (см. фиг. 1) из бортового штуцера 1, закрепляемого с помощью сварки на криогенном трубопроводе верхнего блока ракеты-носителя, съемного штуцера 2, закрепляемого также с помощью сварки на криогенном трубопроводе нижнего блока. Внутри съемного штуцера 2 установлен фильтр 3 вершиной в сторону набегающего потока рабочей среды. На торце съемного штуцера 2 выполнено седло 4, а на торце бортового штуцера 1 завальцован уплотнительный элемент 5, в который упирается седло 4. Снаружи бортового штуцера 1 выполнена канавка 8 в сечении трапецеидальной формы и фланец 7 с шпильками и пазом 8. Фланец предназначен для жесткого крепления штуцера 1 к корпусу ракеты. Снаружи съемного штуцера 2 установлена гильза, выполненная в виде 2-х стаканов - наружного 9 и внутреннего 10, соединенных между собой ходовой резьбой.

Наружный стакан 9 снабжен наружным 11 и внутренним 12 буртиками, а внутренний стакан снабжен отверстиями 13, в которых размещены шарики 14. Отверстия 13 выполнены в виде усеченного конуса и равнорасположены по периметру. Диаметр верхнего основания конуса должен быть равен 0,85-0,95 (см. фиг. 2) диаметра шарика, т.е. обеспечивать его выступание над внутренним диаметром стакана 9 на величину, обеспечивающую контакт с поверхностью канавки 6. При меньшем значении 0,85 диаметра шарика верхнего основания конуса шарик не входит в канавку 6, при большем или равном значении диаметра шарика происходит его выпадание. На торце наружного стакана 9 выполнен выступ 15, заходящий в паз 8 фланца 7, чем исключается вращение стакана 9 относительно бортового штуцера 1. Снаружи разъемного соединения установлена втулка 16, охватывающая стаканы 9 и 10 и запирающая шарики 14. Запирающая часть втулки 16 двухступенчатая. Меньшим диаметром шарики 14 запираются в положении "в канавке". Больший диаметр исключает выпадание шариков 14 при расстыковке. Втулка 16 поджата вдоль оси к шарикам 14 пружиной 17. Снаружи втулки 16 размещены два ушка 18, предназначенные для принудительной расстыковки разъемного соединения при приложении осевого усилия в сторону нижнего блока ракеты. Между внутренним буртиком 12 стакана 11 и буртиком 19 штуцера 2 установлен упругий элемент 20, обеспечивающий необходимое усилие поджатия седла 4 к уплотнительному элементу 5 при изменении температур от плюсовых до криогенных.

Для исключения несанкционированной расстыковки разъемного соединения (смещение втулки 16 в сторону нижнего блока ракеты, например, от ударного импульса) на стакане 9 выполнена цилиндрическая проточка 21, в которой установлено предохранительное устройство 22 в виде 2-х полуколец, соединенных, например, болтами, ограничивающее перемещение втулки 16.

Состыковка разъемного соединения производится следующим образом.

Снимают предохранительное устройство 22 со стакана 9.

Стакан 9 свинчивают со стаканом 10 на величину, обеспечивающую возможность легкого захода шариков 14 в канавку 6.

Втулку 16 за ушки 18 отводят вниз, сжимая пружину 17.

Штуцер 1 вводят внутрь штуцера 2 до упора уплотнительным элементом 5 в седло 4 и захода выступа 15 стакана 10 в паз 8 фланца 7.

Втулку 16 отпускают, при этом она заталкивает шарики 14 вглубь стакана 9 до упора их в дно канавки 6.

Производят вращение стакана 9 за шестигранник на завинчивание до заданного момента, при этом происходит сжатие упругого элемента 20, который упирается одним торцом во внутренний буртик 12 наружного стакана 9, другим торцом - в буртик 19 штуцера 2, и поджатие седла 4 штуцера 2 к уплотнительному элементу 5.

Заданный момент определяется исходя из обеспечения необходимого удельного давления в стыке седло 4 - уплотнительный элемент 5.

Устанавливают предохранительное устройство 22 в паз 21 стакана 9.

Заправку баков производят через штуцер 2 с фильтром 3, штуцер 1.

После проведения заправки баков ракеты и подготовки ее к старту производят снятие всех предохранительных устройств, в том числе устройства 22.

В полете ракеты в процессе разделения блоков через тягу от нижнего блока производится смещение втулки 16 по стрелке А до освобождения шариков 14 с одновременным приложением усилия к штуцеру 2. Происходит отход штуцера 1 от штуцера 2, т. е. разделение магистрали.

Таким образом, предложенная конструкция разъемного соединения обеспечивает надежную расстыковку пневмогидромагистралей ракеты в широком диапазоне температур - от плюсовых до криогенных.

Формула изобретения

Разъемное соединение, содержащее бортовой и съемный штуцера с торцевым уплотнительным элементом между ними и шариковый замок, включающий гильзу, закрепленную на съемном штуцере и охватывающую бортовой штуцер, в отверстиях которой установлены шарики, контактирующие с канавкой бортового штуцера, и охватывающая шарики подпружиненная втулка, отличающееся тем, что гильза выполнена в виде двух стаканов, наружного и внутреннего, подвижно соединенных с помощью резьбы, причем наружный стакан снабжен наружным и внутренним буртиками, в наружный упирается пружина втулки шарикового замка, а во внутренний - упругий элемент, другой торец которого упирается в буртик, выполненный на наружной поверхности съемного штуцера, причем отверстия под шарики в гильзе выполнены в виде усеченного конуса с диаметром верхнего основания, равным 0,85 - 0,95 диаметра шарика, и вершиной конуса, направленной в сторону оси разъемного соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2