Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением
Владельцы патента RU 2298512:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" (RU)
Изобретение относится к быстроразъемным соединениям коммуникаций и может быть использовано в ракетно-космических стартовых комплексах. Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением, включающим бортовую плату и отделяемый блок, содержит снабженную приводом каретку, патрубок с коммуникациями и защитную крышку патрубка с механизмом ее перемещения. Патрубок установлен на каретке посредством уравновешивающего устройства и снабжен механизмом запирания стыка между патрубком и отделяемым блоком. Уравновешивающее устройство содержит пружинные пневмоподвески и пружинные пневмостабилизаторы патрубка. Защитная крышка патрубка с механизмом ее перемещения установлена в помещении пускового стола с возможностью ее удержания в закрытом положении упомянутым механизмом запирания. При этом расстояние между кареткой и защитной крышкой патрубка в ее закрытом положении выбрано исходя из условия нахождения в межпусковой период пружин пружинных пневмоподвесок в положении предварительного поджатия. Изобретение позволяет исключить соударение подвижных частей устройства отвода в процессе ускоренного отвода патрубка с отделяемым блоком и коммуникациями и несоосность патрубка и защитной крышки в процессе ее закрытия, обеспечить защиту внутренних полостей коммуникаций патрубка в межпусковой период от попадания пыли и влаги и избежать остаточных деформаций и осадки пружин пневмоподвесок патрубка. 5 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам отвода коммуникаций с разъемным соединением от борта ракеты, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах.
Известно устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением по патенту России №2124464, МПК В65G 53/40.
Устройство состоит из поворотной стрелы, привода, уравновешивающего устройства. Разъемное соединение включает в себя бортовую плату и отделяемый блок.
Основным недостатком устройства является ручное подсоединение коммуникаций к отделяемому блоку, что не позволяет автоматизировать процессы стыковки и отвода коммуникаций.
Известно устройство отвода с разъемным соединением по патенту России №2185315, МПК 7 B65G 53/40.
Устройство содержит каретку, снабженную приводом, патрубок с коммуникациями, снабженный механизмом запирания стыка и уравновешивающее устройство. Разъемное соединение включает в себя бортовую плату РКН (ракеты космического назначения) и отделяемый блок. В указанном устройстве обеспечена автоматизация процессов стыковки и отвода коммуникаций.
Масса отделяемого блока соизмерима с массой патрубка, а жесткость пружинных элементов уравновешивающего устройства выбрана из условия уравновешивания только патрубка с коммуникациями при стыковке с отделяемым блоком разъемного соединения для обеспечения передачи минимальных нагрузок на бортовую плату РКН.
Отстыковка и отвод отделяемого блока, закрепленного на патрубке, проводится на начальном участке подъема РКН, при этом для отвода на безопасное расстояние в помещение пускового стола необходим ускоренный режим отвода. В связи с этим после отстыковки происходит ускоренное перемещение вниз отделяемого блока с патрубком и коммуникациями и значительное ударное нагружение пружинных элементов уравновешивающего устройства, при этом в процессе ускоренного отвода движение подвижных частей устройства осуществляется по закону затухающих колебаний механической системы с несколькими степенями свободы.
Кроме того, в межпусковой период пружины подвесок длительное время нагружены массой патрубка с коммуникациями, при этом с течением времени это приводит к остаточным деформациям и осадке пружин.
Другим недостатком указанного устройства является незащищенность внутренних полостей коммуникаций патрубка в нерабочем положении от попадания пыли и влаги.
Эти недостатки устраняются в предлагаемом устройстве тем, что дополнительно введены пружинные пневмоподвески и пружинные пневмостабилизаторы патрубка, а защитная крышка патрубка с механизмом ее перемещения установлена в помещении пускового стола, причем расстояние между кареткой и защитной крышкой в ее закрытом положении выбрано исходя из условия нахождения в межпусковой период пружин пружинных пневмоподвесок в положении предварительного поджатия.
Таким образом, в предлагаемом устройстве:
1. За счет введения пружинных пневмоподвесок и пружинных пневмостабилизаторов:
- обеспечена пространственная фиксация патрубка с отделяемым блоком и коммуникациями в процессе их ускоренного отвода, при этом исключается соударение подвижных частей,
- обеспечена пространственная фиксация патрубка в отведенном положении устройства в процессе закрытия защитной крышки, исключающая несоосность патрубка и защитной крышки.
2. За счет установки защитной крышки патрубка с механизмом ее перемещения в помещении пускового стола, причем расстояние между кареткой и защитной крышкой патрубка в ее закрытом положении выбрано исходя из условия нахождения в межпусковой период пружин пружинных пневмоподвесок в положении предварительного поджатия, обеспечивается:
- защита внутренних полостей коммуникаций патрубка в межпусковой период от попадания пыли и влаги;
- исключение остаточных деформаций и осадки пружин подвесок патрубка.
На приведенных чертежах изображено:
- на фиг.1 - устройство отвода в исходном положении;
- на фиг.2 - устройство отвода в исходном положении с открытой защитной крышкой патрубка;
- на фиг.3 - устройство отвода в пристыкованном положении;
- на фиг.4 - устройство отвода в отведенном положении;
- на фиг.5 - вид А фиг.2.
Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением состоит из патрубка 1 (фиг.1), установленного посредством уравновешивающего устройства на каретке 2. Уравновешивающее устройство состоит из четырех шарнирных штанг 3, двух пневмоподвесок 4 и двух пневмостабилизаторов 5. Пневмоподвеска состоит из цилиндра 6 (фиг.5), штока 7 с поршнем 8, пружины 9. Цилиндр 6 и шток 7 снабжены шаровыми опорами 10. Пневмостабилизатор 5 (фиг.1) состоит из кронштейна 11 (фиг.5), в котором шарнирно установлен цилиндр 12 со штоками 13, 14 и поршнем 15. Шток 13 снабжен пружиной 16. На кронштейне 11 шарнирно установлен рычаг 17 с роликом 18 и шарнирно связан со штоком 14 цилиндра 12. Пневмоподвески 4 (фиг.1) и пневмостабилизаторы 5 снабжены штуцерами «Ш1» (фиг.5) и «Ш2».
Каретка 2 (фиг.1) установлена в катках 19, жестко закрепленных на боковых стенках помещения в опорах 20 пускового стола 21, и снабжена приводом 22, шток которого шарнирно связан с кареткой 2, а корпус шарнирно связан с опорой 23 пускового стола 21. В опоре 24 жестко закреплен буфер 25. Патрубок 1 снабжен направляющими штырями 26, захватами 27 и трубопроводами 28, к которым крепятся гибкие коммуникации 29.
В помещении пускового стола 21 шарнирно установлена защитная крышка 30 патрубка 1 с механизмом ее перемещения, состоящим из привода 31, рычажного устройства 32 и фиксатора 33.
На РКН 34 на бортовой плате 35 по плоскости «а» закреплен отделяемый блок 36 бортового разъема, снабженный уплотнительными элементами стыкуемых магистралей по плоскостям «а» и «б».
В исходном положении каретка 2 (фиг.1) с патрубком 1 и коммуникациями 29 находится в отведенном положении, защитная крышка 30 закрыта и удерживается захватами 27, при этом на уплотнительных элементах крышки обеспечивается усилие, необходимое для защиты внутренних полостей патрубка 1 от попадания пыли и влаги, а также для удержания массы патрубка 1. Масса патрубка 1 с коммуникациями воспринимается рычажным устройством 32, установленным на потолке помещения пускового стола 21. Штоки 7 (фиг.5) пневмоподвесок находятся в выдвинутом положении, а пружины 9 пружинных подвесок - в положении предварительного поджатия. Продольная ось патрубка 1 (фиг.1) совмещена с продольной осью защитной крышки 30 и находится на расстоянии «в» от каретки. Каретка 2 находится на расстоянии «г» от продольной оси отделяемого блока 35.
Операции по стыковке коммуникаций выполняются в автоматическом режиме.
Подается сжатый воздух в штуцеры «Ш1» (фиг.5) пружинных пневмоподвесок 4, при этом пневмоподвески обеспечивают усилие, превышающее массу патрубка 1 с коммуникациями 29. Подается сжатый воздух в штуцеры «Ш2» пружинных пневмостабилизаторов 5, при этом обеспечивается ориентация патрубка 1 в поперечном направлении таким образом, чтобы плоскость, образованная осями «г» и «в» была вертикальной. Открываются захваты 27, освобождая защитную крышку, при этом расстояние «в» от продольной оси патрубка до каретки не меняется. Подается сжатый воздух в привод 31, посредством рычажного устройства 32 открывается защитная крышка 30 патрубка 1 (фиг.2) и запирается в открытом положении фиксатором 33. Дренируется сжатый воздух из пружинных пневмоподвесок 4 и пружинных пневмостабилизаторов 5, при этом продольная ось патрубка 1 совмещается с продольной осью отделяемого блока 35, а масса патрубка 1 с коммуникациями 29 воспринимается пружинами пружинных пневмоподвесок 4. Пружины пружинных пневмоподвесок находятся в положении рабочего поджатия. Подается сжатый воздух в привод 22, каретка 2 в катках 19 перемещается в направлении стыковки, штыри 26 патрубка 1 заходят в направляющие втулки отделяемого блока 36, патрубок ориентируется относительно отделяемого блока посредством уравновешивающего устройства, включающего в себя 4 шарнирные тяги 3, пружинные пневмоподвески 4 и пружинные пневмостабилизаторы 5, осуществляется стыковка, после чего захваты 27 закрываются, обеспечивая необходимое усилие герметизации состыкованных магистралей патрубка 1 и отделяемого блока 36 (фиг.3) по плоскости «б». После этого проводится заправка РКН.
Отстыковка и отвод коммуникаций проводятся на начальном участке подъема РКН. За некоторое время до запуска ракетных двигателей подается сжатый воздух в привод 22 каретки 2 в направлении отвода, при этом отстыковка не производится в связи с тем, что отделяемый блок 36 и бортовая плита 35 РКН 34 связаны замком по плоскости «а», а патрубок 1 заперт относительно отделяемого блока захватами 27 по плоскости «б». Подается сжатый воздух в пружинные пневмоподвески 4 и пружинные пневмостабилизаторы 5, при этом прикладывается усилие на патрубок 1 и отделяемый блок 35 в направлении подъема РКН.
В этом положении устройство находится в режиме готовности к отстыковке, при этом на борт РКН продолжают поступать по коммуникациям необходимые газы. После запуска ракетных двигателей и начала подъема РКН устройство отвода посредством шарнирных тяг 3 и пружинных пневмоподвесок отслеживает подъем РКН. На некоторой высоте подъема срабатывают пиросредства бортовой плиты 34, открывается замок, соединяющий бортовую плиту 35 и отделяемый блок 36 по плоскости «а», после чего поршни 8 (фиг.5) и 15 пружинных пневмоподвесок 4 и пружинных пневмостабилизаторов 5 перемещаются под действием сжатого воздуха до упора в цилиндрах 6, 12, обеспечивая пространственную фиксацию отделяемого блока 35 с патрубком 1 и коммуникациями 29. Под действием привода 22 каретка в ускоренном режиме перемещается в направлении отвода, при этом энергия отвода каретки гасится буфером 24 (фиг.4). Проводится дренаж сжатого воздуха из всех приводов устройства.
После проведения пуска РКН проводятся работы по приведению устройства в исходное положение, для чего открываются захваты 27 патрубка 1, проводится эвакуация отделяемого блока 36, подается сжатый воздух в пневмоподвески 4 и пневмостабилизаторы 5, при этом поршни 8 (фиг.5, 4) и 15 перемещаются до упора в цилиндрах 6, 12, обеспечивая пространственную фиксацию патрубка, а продольная ось защитной крышки 30 совпадает с продольной осью патрубка 1, после чего открывается фиксатор 33 (фиг.1) открытого положения защитной крышки, подается сжатый воздух в привод 31, защитная крышка 30 патрубка 1 закрывается, после чего закрываются захваты 27, при этом на уплотнительных элементах обеспечивается усилие, необходимое для защиты внутренних полостей патрубка 1 от попадания пыли и грязи, а также для удержания массы патрубка 1 с коммуникациями 29, после чего дренируется сжатый воздух из приводов захватов 27, крышки 30, пневмоподвесок 4 и пневмостабилизаторов 5. При этом обеспечивается размер «в» между кареткой 2 и продольной осью патрубка 1, а пружины пружинных пневмоподвесок находятся в положении предварительного поджатия.
Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается:
- пространственная фиксация патрубка с отделяемым блоком и коммуникациями в процессе их ускоренного отвода, при этом исключается соударение подвижных частей;
- пространственная фиксация патрубка в отведенном положении устройства в процессе закрытия защитной крышки, исключающая несоосность патрубка и защитной крышки;
- защита внутренних полостей коммуникаций патрубка в межпусковой период от попадания пыли и влаги;
- исключение остаточных деформаций и осадки пружин подвесок патрубка.
Устройство отвода коммуникаций с разъемным соединением, включающим бортовую плату и отделяемый блок, содержащее каретку, снабженную приводом, патрубок с коммуникациями, установленный на каретке посредством уравновешивающего устройства и снабженный механизмом запирания стыка между патрубком и отделяемым блоком, отличающееся тем, что в состав уравновешивающего устройства дополнительно введены пружинные пневмоподвески и пружинные пневмостабилизаторы патрубка, а в состав устройства отвода введена защитная крышка патрубка с механизмом ее перемещения, установленная в помещении пускового стола с возможностью ее удержания в закрытом положении упомянутым механизмом запирания, причем расстояние между кареткой и защитной крышкой патрубка в ее закрытом положении выбрано, исходя из условия нахождения в межпусковой период пружин пружинных пневмоподвесок в положении предварительного поджатия.
