Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу



Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу
Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу
Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу
Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу
Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу
Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу

 


Владельцы патента RU 2413660:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (RU)

Группа изобретений относится к средствам взятия и транспортировки образцов, преимущественно внеземного грунта. Устройство содержит трубопровод (5), узел транспортирования контейнера по трубопроводу и узел загрузки и подготовки контейнера. Последний содержит поворотный кронштейн (8), установленный на неподвижном кронштейне (7), втулку (16) для размещения контейнера (17) и крышку (18) контейнера. Узел транспортирования содержит корпус (19) с размещенным в нем газонепроницаемым рукавом (20) в виде плоской ленты в исходном состоянии. Открытый конец рукава герметично соединен с корпусом (19). Полость (22) соединена пневмомагистралью (11) через пускоотсечный клапан (12) с источником сжатого газа (10). Втулка (16) имеет подпружиненный фланец (24) и зафиксирована пирочекой (27). Крышка (18) зафиксирована пирочекой (28). Кронштейн (8) также зафиксирован пирочекой и снабжен пружинным толкателем (31) со штоком (32), который при срабатывании этой пирочеки подводит узел транспортирования вместе со втулкой (16) и контейнером (17) под крышку (18). После срабатывания пирочеки (27) контейнер (17) закрывается крышкой (18). После срабатывания пирочеки (28) и клапана (12) рукав (20), расправляясь под давлением газа, перемещает контейнер (17) по трубопроводу (5). Доставка контейнера в посадочный аппарат обеспечивается с любого направления, без ограничений на размещение контейнера перед загрузкой в него грунта. Технический результат изобретений заключается в обеспечении большей универсальности устройства для доставки контейнера с грунтом, а также в исключении требования герметичности трубопровода и в уменьшении требуемого давления рабочего агента. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Группа изобретений относится к области ракетно-космической техники, а именно к средствам, обеспечивающим перегрузку контейнера с образцами грунта на другой планете или на любом другом небесном теле из положения, в котором производится загрузка контейнера, в спускаемый аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции. При этом второе изобретение, используемое в первом, может иметь более широкое применение, а именно во всех случаях, когда требуется осуществить транспортирование грузов по трубопроводу.

Известно устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции (Кемурджиан А.Л., Громов В.В., Черкасов И.И. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. - М.: Машиностроение, 1976, с.51-71 [1]), выполненное в виде манипулятора, содержащего несколько кинематически связанных звеньев и элементы крепления к конструкции космической станции. Это устройство разработано применительно к конкретной компоновке космической станции Луна-16 и реализуемому при работе этой станции способу забора грунта, предусматривающему использование средства для бурения, конструктивно связанного с контейнером, в котором грунт должен быть доставлен на Землю. При этом указанный манипулятор, несмотря на его довольно сложную кинематическую схему, позволяет загружать контейнер с грунтом в посадочный отсек возвращаемой на Землю ступени только сбоку, а возможности выбора места для забора грунта полностью определяются возможностями указанного манипулятора. По изложенным причинам данное известное устройство не обладает достаточной универсальностью.

В перспективных проектах исследования небесных тел, в частности спутника планеты Марс Фобоса, может использоваться компоновка космической станции, не обязательно предусматривающая загрузку контейнера с грунтом в посадочный отсек сбоку. Кроме того, могут быть предусмотрены иные способы забора грунта, например сбор образцов в окрестности космической станции, недоступной для манипулятора типа, известного из книги [1]. В таких случаях средство для сбора образцов грунта должно быть выполнено в виде отдельного механизма, не связанного с устройством для доставки контейнера в посадочный аппарат, а контейнер должен представлять собой открытую сверху емкость, которая перед доставкой в указанный аппарат должна быть закрыта крышкой.

Устройство, известное из [1], наиболее близко к предлагаемому изобретению, относящемуся к устройству для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции.

Предлагаемая группа изобретений направлена на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении большей универсальности конструкции устройства для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции. В частности, конструкция устройства должна позволять осуществлять загрузку контейнера с грунтом в указанный аппарат с любого направления, обусловленного конструкцией этого аппарата, и допускать размещение контейнера перед загрузкой в него собранных образцов грунта в любом месте, определяемом особенностями средства для сбора этих образцов. Ниже при раскрытии изобретения и рассмотрении его конкретного выполнения будут названы и другие виды достигаемого технического результата.

Предлагаемое устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции, как и упомянутое выше наиболее близкое к нему известное устройство, описанное в [1], содержит манипуляционное средство и элементы крепления к конструкции космической станции.

Для достижения указанного технического результата предлагаемое устройство, в отличие от наиболее близкого к нему известного, снабжено трубопроводом, имеющим загрузочное отверстие и отверстие для выгрузки контейнера с грунтом в указанный посадочный аппарат, узлом транспортирования контейнера по трубопроводу, а также узлом загрузки и подготовки контейнера. В состав последнего узла входят указанное манипуляционное средство, выполненное в виде поворотного кронштейна, установленного на неподвижном кронштейне, который является элементом крепления устройства к конструкции космической станции, втулка, предназначенная для размещения контейнера, и крышка контейнера.

Узел транспортирования контейнера по трубопроводу установлен на поворотном кронштейне и содержит цилиндрический корпус, открытый с одного конца и имеющий возле этого конца свободное внутреннее пространство. Другой конец цилиндрического корпуса закрыт, и возле него внутри цилиндрического корпуса размещен рукав из газонепроницаемого пленочного материала, имеющий в исходном состоянии вид плоской ленты, сложенной зигзагом, с образованием компактной укладки. Указанный рукав способен в расправленном состоянии принимать форму цилиндра. Один конец рукава закрыт, а другой открыт и герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки. Полость, заключенная между внутренними поверхностями рукава и цилиндрического корпуса, соединена пневмомагистралью, имеющей пускоотсечный клапан, с источником сжатого газа. Втулка, предназначенная для размещения контейнера, установлена в свободном внутреннем пространстве цилиндрического корпуса и снабжена у ее конца, выступающего из цилиндрического корпуса, фланцем, подпружиненным относительно цилиндрического корпуса, а у противоположного конца - выполненным внутри втулки кольцевым упором для контейнера. В исходном состоянии положение указанной втулки вместе с размещенным в ней контейнером относительно цилиндрического корпуса зафиксировано с помощью первой пирочеки. Крышка контейнера установлена в отверстии неподвижного кронштейна под загрузочным отверстием трубопровода и в исходном состоянии зафиксирована с помощью второй пирочеки. Поворотный кронштейн в исходном состоянии зафиксирован третьей пирочекой и снабжен пружинным толкателем, выполненным с возможностью поворота данного кронштейна после срабатывания этой пирочеки и подведения установленного на поворотном кронштейне узла транспортирования контейнера по трубопроводу вместе со втулкой и размещенным в ней контейнером под крышку контейнера.

Как видно из приведенной характеристики устройства, доставка контейнера с грунтом осуществляется по трубопроводу, который может иметь любую желаемую форму и протяженность в зависимости от требуемого места выгрузки контейнера в посадочный аппарат (с которым должно быть совмещено выходное отверстие трубопровода для выгрузки контейнера), и места возможного расположения входного (загрузочного) отверстия трубопровода, определяемых общей компоновкой космической станции, на которую со стороны предлагаемого устройства не накладывается никаких ограничений. Загрузка образцов грунта в контейнер производится в исходном положении узла загрузки и подготовки контейнера, содержащего предельно простое манипуляционное средство в виде поворотного кронштейна. Это позволяет обеспечить согласование места расположения загрузочного отверстия трубопровода и места загрузки контейнера грунтом, не накладывая никаких ограничений на конструкцию средства для сбора образцов грунта. Размещение поворотного кронштейна на неподвижном кронштейне также не накладывает каких-либо ограничений на эту конструкцию и общую компоновку космической станции. Место установки поворотного кронштейна и его размеры могут быть любыми, в зависимости от указанных конструкции и компоновки. Работа узла загрузки и подготовки контейнера, включающая перемещение загруженного грунтом контейнера под загрузочное отверстие трубопровода, осуществляется автоматически благодаря пружинному толкателю, приводимому в действие в результате срабатывания третьей пирочеки. После этого обеспечивается автоматическое закрытие контейнера крышкой благодаря тому, что контейнер с грунтом размещен во втулке с подпружиненным фланцем, которая в результате срабатывания первой пирочеки прижимает контейнер к крышке, размещенной под загрузочным отверстием трубопровода и удерживаемой второй пирочекой. При этом обеспечивается закрепление крышки на контейнере. После срабатывания второй пирочеки, завершающего работу узла загрузки и подготовки контейнера, становится возможным перемещение контейнера по трубопроводу. Эта возможность реализуется действием узла транспортирования контейнера по трубопроводу после срабатывания пускоотсечного клапана пневмомагистрали. Рукав, уложенный и соединенный с цилиндрическим корпусом описанным образом, при наполнении его газом выдвигается в сторону контейнера, последовательно вытягивая и расправляя новые складки. Транспортирование контейнера с грунтом по трубопроводу происходит под воздействием рукава, расправляющегося при наполнении его газом, без участия в этом процессе каких-либо иных механических конструктивных элементов.

Из изложенного видно, что описанное выполнение обеспечивает достижение названного выше технического результата и что этот результат достигается благодаря всей совокупности особенностей предлагаемого изобретения, относящегося к устройству для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции.

Целесообразно такое выполнение рукава, при котором его диаметр в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода. Благодаря этому предотвращается возможность разрыва рукава под давлением наполняющего его газа.

Укладку рукава зигзагом целесообразно производить таким образом, чтобы складки рукава были параллельны продольной оси цилиндрического корпуса, а линии сгиба - перпендикулярны этой оси. При этом открытый конец рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, должен быть надет на компактную укладку со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса. При таком выполнении перемещение вдоль трубопровода тех складок укладки, которые еще не расправились в процессе наполнения рукава газом, происходит внутри рукава, без непосредственного контакта со стенками трубопровода.

Известны разнообразные устройства для транспортирования грузов по трубопроводу. В частности, известно устройство по патенту Российской Федерации №2045454, опубл. 10.10.1992 [2], в котором перемещение груза может осуществляться с помощью прикрепленного к нему троса. Использование такого устройства предполагает наличие связи груза с местом назначения и наличие в последнем средства для наматывания троса, что является определенным ограничением. Так, применительно к задаче транспортирования контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю космической станции, использование такого устройства привело бы к конструктивному усложнению и неоправданному увеличению массы возвращаемой ступени и посадочного аппарата.

Известно также устройство по авторскому свидетельству СССР №548505 (опубл. 28.02.1977 [3]), которое содержит эластичный тор, предназначенный для прикрепления к нему подлежащего перемещению груза и являющийся средством, оказывающим силовое воздействие на этот груз. Для осуществления транспортирования груза в трубопровод подают под давлением рабочий агент со стороны, противоположной требуемому направлению транспортирования. Средством для подачи рабочего агента является сам трубопровод. Эластичный тор играет роль поршня, который перемещается под действием давления рабочего агента и увлекает за собой прикрепленный к нему груз.

Аналогичную конструкцию имеет устройство по авторскому свидетельству СССР №1470631 (опубл. 07.04.1989 [4]), в котором тор надет на профилированную вставку, покрытую антифрикционным материалом. В процессе движения тор перекатывается по внутренней поверхности трубопровода и скользит по поверхности вставки.

В обоих этих устройствах должна быть обеспечена герметичность трубопровода на протяжении всей его части, по которой необходимо транспортировать груз. Герметичным должен быть также контакт между упомянутым эластичным тором и внутренней поверхностью трубопровода (а в устройстве по авторскому свидетельству [4] - также между эластичным тором и вставкой). Вместе с тем, в каждом устройстве должна быть предусмотрена возможность загрузки подлежащего транспортированию груза в трубопровод с сохранением герметичности. Очевидно, что описанные требования трудно соблюсти при непостоянном диаметре трубопровода и наличии изгибов, а загрузка с последующей герметизацией особенно сложна в условиях открытого космоса. Кроме того, создаваемое в трубопроводе давление рабочего агента должно обеспечить воздействующее на эластичный тор усилие, превышающее то, которое необходимо для транспортирования груза, поскольку приходится дополнительно преодолевать трение тора о поверхность трубопровода (это трение несколько меньше в устройстве по авторскому свидетельству [4]).

Техническое решение, известное из авторского свидетельства [4], наиболее близко к предлагаемому изобретению, относящемуся к устройству для транспортирования грузов по трубопроводу.

Предлагаемое изобретение, относящееся к такому устройству, направлено на достижение технического результата, заключающегося в исключении необходимости обеспечения герметичности трубопровода, в том числе необходимости герметичности при осуществлении загрузки и в уменьшении требуемого давления рабочего агента.

Предлагаемое устройство для транспортирования грузов по трубопроводу, как и наиболее близкое к нему, известное из авторского свидетельства [4], содержит средство для силового воздействия на транспортируемый груз и средство для подачи рабочего агента.

Для достижения указанного технического результата предлагаемое устройство, в отличие от наиболее близкого к нему известного, содержит цилиндрический корпус, открытый с одного конца и закрытый с другого. Внутри цилиндрического корпуса размещен рукав из непроницаемого для используемого рабочего агента пленочного материала, имеющий в исходном состоянии вид плоской ленты, сложенной зигзагом с образованием компактной укладки. Указанный рукав, являющийся средством для силового воздействия на транспортируемый груз, способен в расправленном состоянии принимать форму цилиндра. Один конец рукава закрыт, а другой герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки. Магистраль, являющаяся средством для подачи рабочего агента, соединена с полостью, заключенной между внутренними поверхностями рукава и цилиндрического корпуса.

Как видно из приведенного описания, предлагаемое техническое решение не предъявляет требования герметичности ни к трубопроводу, ни к самому устройству. Рукав, уложенный и соединенный с цилиндрическим корпусом описанным образом, при наполнении его рабочим агентом выдвигается в сторону контейнера, последовательно вытягивая и расправляя новые складки. Транспортирование груза по трубопроводу происходит под воздействием рукава, расправляющегося при наполнении его рабочим агентом. При этом усилие, создаваемое выдвигаемым рукавом, должно быть ровно таким, какое достаточно для перемещения груза, так как нет необходимости преодолевать какое-либо еще сопротивление движению. Поэтому требуемое давление рабочего агента может быть уменьшено.

Целесообразно такое выполнение рукава, при котором его диаметр в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода. Благодаря этому предотвращается возможность разрыва рукава под давлением наполняющего его рабочего агента.

Укладку рукава зигзагом целесообразно производить таким образом, чтобы складки рукава были параллельны продольной оси цилиндрического корпуса, а линии сгиба перпендикулярны этой оси. При этом открытый конец рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, должен быть надет на компактную укладку со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса. При таком выполнении перемещение вдоль трубопровода тех складок укладки, которые еще на расправились в процессе наполнения рукава рабочим агентом, происходит внутри рукава, без непосредственного контакта со стенками трубопровода.

В качестве рабочего агента может быть использован, в частности, сжатый газ. Возможно использование также жидкого рабочего агента, например воды, подаваемой извне под давлением.

Предлагаемая группа изобретений иллюстрируются чертежами, на которых показаны:

- на фиг.1 - схематическое изображение компоновки космической станции с предлагаемым устройством для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции;

- на фиг.2, фиг.3 и фиг.4 - предлагаемое устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции, соответственно вид спереди, вид снизу и вид слева;

- на фиг.5 - наиболее целесообразное выполнение укладки рукава;

- на фиг.6 - устройство для транспортирования грузов по трубопроводу и его использование.

Предлагаемое устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции в составе указанной станции, находящейся на поверхности исследуемого небесного тела, схематически показано на фиг.1. На этой фигуре: 1 - посадочный модуль космической станции, 2 - возвращаемая на Землю ступень, 3 - посадочный аппарат, 4 - отсек для загрузки контейнера с грунтом. Позиции 5-12 данной фигуры относятся к предлагаемому устройству: 5 - трубопровод, 6 - элемент крепления к конструкции космической станции, 7 - неподвижный кронштейн (также являющийся элементом крепления к конструкции космической станции), 80 - группа элементов, относящихся к узлу загрузки и подготовки контейнера, 9 - узел транспортирования контейнера с грунтом по трубопроводу, 10 - источник сжатого газа, 11 - пневмомагистраль, 12 - пускоотсечный клапан.

Более детально конструкция устройства для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции представлена на фигурах 2-5.

Трубопровод 5 имеет входное (загрузочное) отверстие 14, расположенное в его нижней на фиг.2 части, и выходное отверстие 15 для выгрузки контейнера с грунтом в отсек 4 посадочного аппарата 3 (фиг.1). Трубопровод 5 имеет элементы крепления к конструкции космической станции, один из которых показан на фиг.1 (позиция 6).

Устройство имеет и другие элементы крепления, один из которых - неподвижный кронштейн 7, служит также для размещения узлов устройства.

На неподвижном кронштейне 7 установлен поворотный кронштейн 8, имеющий ось вращения 23 (ориентированную вертикально, как показано на фиг.2).

Узел 9 транспортирования контейнера по трубопроводу установлен на поворотном кронштейне 8. На фиг.2 показано состояние устройства, в котором узел 9 транспортирования контейнера по трубопроводу перемещен в результате поворота кронштейна 8 под трубопровод 5, а на фигурах 3 и 4 - состояние устройства до поворота кронштейна 8.

Узел 9 транспортирования контейнера по трубопроводу содержит цилиндрический корпус 19, открытый с одного конца (верхнего, см. фиг.2) и имеющий возле этого конца свободное внутреннее пространство. Другой конец цилиндрического корпуса 19 (нижний, см. фиг.2) закрыт. Возле него в цилиндрическом корпусе 19 размещен рукав 20. Рукав 20 выполнен из газонепроницаемого пленочного материала (предпочтительно - из фторопластовой пленки) и имеет в исходном состоянии (перед началом работы устройства) вид плоской ленты, сложенной зигзагом с образованием компактной укладки 41. В расправленном виде рукав способен принимать цилиндрическую форму. Для того чтобы избежать возможного разрыва рукава под давлением газа, который наполняет его в процессе работы устройства, целесообразно выбирать диаметр рукава 20 в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода 5.

Один конец рукава 20 (верхний, см. фиг.2) закрыт. Другой его конец (нижний, см. фиг.2) открыт и герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки. На фиг.2 показано, как этот конец расправлен (позиция 21) и соединен со стенкой цилиндрического корпуса 19 вблизи нижнего торца этого корпуса.

На фиг.5 изображен фрагмент цилиндрического корпуса 19 с рукавом, уложенным наиболее целесообразным образом. В этом случае складки 42 рукава параллельны продольной оси цилиндрического корпуса 19, линии 43 сгиба перпендикулярны этой оси, а открытый конец 44 рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом 19 по периметру его стенки (позиция 45 на фиг.5), предварительно надет на компактную укладку 41 со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса 19 (т.е. вверх, см. фиг.5). Полость 22, заключенная между внутренними поверхностями рукава 20 и цилиндрического корпуса 19, соединена пневмомагистралью 11 с источником сжатого газа - баллоном 10. Пневмомагистраль 11 имеет пускоотсечный клапан 12.

В состав упомянутого узла 80 загрузки и подготовки контейнера входят манипуляционное средство, выполненное в виде поворотного кронштейна 8, втулка 16, предназначенная для размещения контейнера 17 с грунтом, и крышка 18 этого контейнера.

Втулка 16 установлена в свободном внутреннем пространстве цилиндрического корпуса 19 (в его верхней, см. фиг.2, части) и снабжена у ее конца, выступающего из цилиндрического корпуса 19, фланцем 24. Фланец 24 подпружинен относительно цилиндрического корпуса 19 сжатой пружиной 25. У противоположного (нижнего, см. фиг.2) конца втулка 16 имеет выполненный внутри нее кольцевой конический упор 26 для контейнера 17. Контейнер 17 в исходном состоянии (до начала транспортирования по трубопроводу 5) размещен внутри втулки 16. В исходном состоянии положение втулки 16 вместе с размещенным в ней контейнером 17 относительно цилиндрического корпуса 19 зафиксировано с помощью первой пирочеки 27. Крышка 18 контейнера установлена в отверстии неподвижного кронштейна 7 под загрузочным отверстием трубопровода 5 и в исходном состоянии зафиксирована с помощью второй пирочеки 28. На фиг.3 показано, что эта пирочека для лучшего центрирования крышки 18 выполнена с тремя штоками 29, образующими угол 120° друг с другом. Эквивалентной указанной является не показанная на чертежах установка крышки в кольце с тройной пирочекой под или над отверстием в неподвижном кронштейне 7, соосном с трубопроводом 5, либо в таком кольце, прикрепленном к краю кронштейна 7. Поворотный кронштейн 8 в исходном состоянии зафиксирован третьей пирочекой 30 (фиг.3). Это кронштейн связан со штоком 32 пружинного толкателя 31, корпус которого связан с неподвижным кронштейном 7. Пружинный толкатель 31 выполнен и установлен таким образом, что после срабатывания третьей пирочеки 30, освобождающей поворотный кронштейн 8, происходит поворот последнего в положение, показанное на фиг.2, в котором цилиндрический корпус 9 и установленная в нем втулка 16 с размещенным в ней контейнером 17 становятся соосными с крышкой 18 контейнера и загрузочным отверстием 14 трубопровода 5.

Средства формирования управляющих сигналов, подаваемых на первую 27, вторую 28 и третью 30 пирочеки и на пускоотсечный клапан 12 пневмомагистрали 11, не входящие в состав предлагаемого устройства, находятся на космической станции и имеют электрическую связь с указанными управляемыми элементами устройства.

Предлагаемое устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции работает и используется следующим образом.

В состоянии устройства, соответствующем показанному на фиг.3 и фиг.4, осуществляется загрузка контейнера 17, размещенного во втулке 16, образцами грунта, собранными на поверхности исследуемого небесного тела.

После завершения загрузки контейнера грунтом подают управляющий сигнал на третью пирочеку 30, фиксирующую положение поворотного кронштейна 8. В результате срабатывания пирочеки 30 происходит освобождение поворотного кронштейна 8, и он под действием пружинного толкателя 31 переходит в положение, соответствующее фиг.2. В этом положении обеспечивается совмещение продольных осей контейнера 17 (который размещен во втулке 16, установленной в цилиндрическом корпусе 19), крышки 18 контейнера 17 и загрузочного отверстия 14 трубопровода 5.

Затем подают управляющий сигнал на первую пирочеку 27. В результате срабатывания этой пирочеки ее шток 38 освобождает удерживаемую им втулку 16 с контейнером 17. Втулка 16 приходит в движение под действием пружины 25 и прижимает находящийся в ней контейнер 17 к его крышке 18. В результате крышка 18 надежно закрывает контейнер 17 благодаря наличию не показанных на чертежах элементов уплотнения и фиксации крышки 18 на горловине контейнера 17.

Далее подают управляющий сигнал на вторую пирочеку 28. Штоки 29 этой пирочеки, удерживающие крышку 18 контейнера, втягиваются и освобождают крышку вместе с закрываемым ею контейнером 17, загруженным грунтом. С этого момента контейнер 17 с крышкой 18 готов к доставке в отсек 4 спускаемого аппарата 3.

После этого подают управляющий сигнал на пускоотсечный клапан 12 пневмомагистрали 11. При срабатывании этого клапана газ из источника сжатого газа - баллона 10 - поступает в полость 22, заключенную между внутренними поверхностями рукава 10 и цилиндрического корпуса 19. Рукав 10 начинает развертываться и перемещает закрытый крышкой 18 контейнер 17 с грунтом по трубопроводу 5 вплоть до попадания контейнера через выходное отверстие 13 трубопровода 5 в отсек 4 спускаемого аппарата 3 (фиг.1).

При выполнении укладки 41, показанном на фиг.5, перемещение вдоль трубопровода тех складок рукава, которые еще не расправились в процессе наполнения рукава газом, происходит внутри рукава, без непосредственного контакта со стенками трубопровода (в отличие от выполнения, показанного на фиг.2), что уменьшает вероятность их повреждения.

Элементы крепления рассматриваемого устройства к конструкции космической станции имеют пиротехническое выполнение и благодаря их срабатыванию происходит отделение устройства от космической станции перед взлетом ее ступени, возвращаемой на Землю.

Предлагаемое устройство для транспортирования грузов по трубопроводу, показанное на фиг.6, содержит цилиндрический корпус 51, открытый с одного конца (правого, см. фиг.6) и закрытый с другого. Внутри цилиндрического корпуса 51 размещен рукав 53 из непроницаемого для используемого рабочего агента пленочного материала. Рукав 53 в исходном состоянии имеет вид плоской ленты, сложенной зигзагом с образованием компактной укладки 52 и способной в расправленном состоянии принимать форму цилиндра. Для того чтобы избежать возможного разрыва рукава под давлением используемого рабочего агента, которым рукав наполняется при работе устройства, целесообразно выбирать его диаметр в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода, по которому должен транспортироваться груз с помощью данного устройства.

Один конец рукава 53 закрыт, а другой его конец открыт и герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки (позиция 57 на фиг.6). На фиг.6 изображено выполнение устройства, соответствующее наиболее целесообразной укладке рукава 53. В этом случае складки 58 рукава параллельны продольной оси цилиндрического корпуса 51, линии 54 сгиба перпендикулярны этой оси, а открытый конец 56 рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом 51 по периметру его стенки (позиция 57 на фиг.6), предварительно надет на компактную укладку 52 со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса 51 (т.е. направо, см. фиг.6). Полость 55, заключенная между внутренними поверхностями рукава 53 и цилиндрического корпуса 51, соединена магистралью 59 с источником 60 рабочего тела. Магистраль 59 имеет управляемый клапан 61.

При использовании устройства открытый конец цилиндрического корпуса 51 совмещают с входным отверстием трубопровода 62, по которому предстоит транспортирование груза.

Груз 63, подлежащий транспортированию, предварительно размещают в начале трубопровода 62 или в свободном пространстве цилиндрического корпуса 51 (см. фиг.6 - в правой его части), либо на стыке трубопровода 62 и цилиндрического корпуса, как показано на фиг.6. Груз может быть размещен указанным образом как таковой или предварительно помещен в контейнер, в котором он будет транспортироваться (например, если груз сыпучий). Для уменьшения трения о стенки трубопровода контейнер может быть снабжен соответствующими средствами типа роликов либо на поверхность контейнера может быть нанесено антифрикционное покрытие.

Для осуществления транспортирования груза открывают управляемый клапан 61. Рабочий агент из источника 60 по средству для подачи рабочего агента - магистрали 59 - поступает в полость 55. Рукав под давлением рабочего агента начинает расправляться, и его расправленная часть продвигается вперед по цилиндрическому корпусу 51 и далее - по трубопроводу 66, оказывая силовое воздействие на транспортируемый груз (или на контейнер, если груз помещен в контейнер). В результате груз 63 перемещается вдоль трубопровода 62.

Выполнение укладки рукава 53, показанное на фиг.6, имеет то преимущество, что перемещение вдоль трубопровода 62 складок рукава, которые еще не расправились в процессе его наполнения рабочим агентом, происходит внутри рукава, без непосредственного контакта их со стенками трубопровода, что уменьшает вероятность их повреждения.

В качестве рабочего агента может быть использован сжатый газ, например воздух. В этом случае источником 60 рабочего агента может быть баллон со сжатым газом. Возможно также использование жидкости, например воды, в качестве рабочего агента. В этом случае источник 60 должен содержать средство для нагнетания жидкости в магистраль 59.

Литература

1. А.Л.Кемурджиан А.Л., В.В.Громов В.В., И.И.Черкасов И.И. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. - М.: Машиностроение, 1976, с.51-71.

2. Патент Российской Федерации №2045454, опубл. 10.10.1992.

3. Авторское свидетельство СССР №548505, опубл. 28.02.1977.

4. Авторское свидетельство СССР №1470631, опубл. 07.04.1989.

1. Устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции, содержащее манипуляционное средство и элементы крепления к конструкции космической станции, отличающееся тем, что оно снабжено трубопроводом, имеющим загрузочное отверстие и отверстие для выгрузки контейнера с грунтом в указанный посадочный аппарат, узлом транспортирования контейнера по трубопроводу, а также узлом загрузки и подготовки контейнера, причем в состав последнего узла входят указанное манипуляционное средство, выполненное в виде поворотного кронштейна, установленного на неподвижном кронштейне, являющимся элементом крепления устройства к конструкции космической станции, втулка, предназначенная для размещения контейнера, и крышка контейнера, при этом узел транспортирования контейнера по трубопроводу установлен на поворотном кронштейне и содержит цилиндрический корпус, открытый с одного конца и имеющий возле этого конца свободное внутреннее пространство, а другой конец цилиндрического корпуса закрыт, и возле него внутри цилиндрического корпуса размещен рукав из газонепроницаемого пленочного материала, имеющий в исходном состоянии вид плоской ленты, сложенной зигзагом с образованием компактной укладки и способной в расправленном состоянии принимать форму цилиндра с диаметром не менее диаметра трубопровода, причем один конец рукава закрыт, другой открыт и герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, а полость, заключенная между внутренними поверхностями рукава и цилиндрического корпуса, соединена пневмомагистралью, имеющей пускоотсечной клапан, с источником сжатого газа, втулка, предназначенная для размещения контейнера, установлена в свободном внутреннем пространстве цилиндрического корпуса и снабжена у ее конца, выступающего из цилиндрического корпуса, фланцем, подпружиненным относительно цилиндрического корпуса, а у противоположного конца - выполненным внутри втулки кольцевым упором для контейнера, при этом в исходном состоянии положение указанной втулки вместе с размещенным в ней контейнером относительно цилиндрического корпуса зафиксировано с помощью первой пирочеки, крышка контейнера установлена в отверстии неподвижного кронштейна под загрузочным отверстием трубопровода и в исходном состоянии зафиксирована с помощью второй пирочеки, поворотный кронштейн в исходном состоянии зафиксирован третьей пирочекой и снабжен пружинным толкателем, выполненным с возможностью поворота данного кронштейна после срабатывания этой пирочеки и подведения установленного на поворотном кронштейне узла транспортирования контейнера по трубопроводу вместе со втулкой и размещенным в ней контейнером под крышку контейнера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр рукава в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что складки рукава в компактной укладке параллельны продольной оси цилиндрического корпуса, а линии сгиба перпендикулярны этой оси, при этом открытый конец рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, надет на компактную укладку со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса.

4. Устройство для транспортирования грузов по трубопроводу, содержащее средство для силового воздействия на транспортируемый груз и средство для подачи рабочего агента, отличающееся тем, что оно содержит цилиндрический корпус, открытый с одного конца и закрытый с другого, внутри цилиндрического корпуса размещен рукав из непроницаемого для используемого рабочего агента пленочного материала, имеющий в исходном состоянии вид плоской ленты, сложенной зигзагом с образованием компактной укладки, являющийся средством для силового воздействия на транспортируемый груз, причем один конец рукава закрыт, а другой открыт и герметично соединен с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, а магистраль, являющаяся средством для подачи рабочего агента, соединена с полостью, заключенной между внутренними поверхностями рукава и цилиндрического корпуса.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что рабочим агентом является сжатый газ.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что рабочим агентом является подаваемая под давлением жидкость.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что диаметр рукава в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода.

8. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что складки рукава в компактной укладке параллельны продольной оси цилиндрического корпуса, а линии сгиба перпендикулярны этой оси, при этом открытый конец рукава, герметично соединенный с цилиндрическим корпусом по периметру его стенки, надет на компактную укладку со стороны, обращенной к открытому концу цилиндрического корпуса.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что диаметр рукава в расправленном состоянии не менее диаметра трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горнобуровых выработок, используемых для укрытия людей, а также для ведения геологоразведочных работ и разработки месторождений полезных ископаемых в горных породах космических объектов.

Изобретение относится к области переработки лунного грунта и получения гелия-3 (Не3) на Луне, включая ее обратную сторону. .

Изобретение относится к области разработки грунтов с помощью землеройных машин преимущественно на Луне. .
Изобретение относится к космической энергетике, а также к способам и средствам защиты Земли от опасных космических объектов: астероидов, комет, космического мусора.

Изобретение относится к разработке грунтов с помощью землеройной машины на Луне. .

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности, а именно транспортировке природного газа. .

Изобретение относится к производственным системам транспортирования на воздушной подушке изделий при реализации различных технологических процессов. .

Изобретение относится к транспортным устройствам, подающим на воздушной подушке грузовые контейнеры, например с различными нефтепродуктами, преимущественно сжиженным газом.

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха и энергии постоянных магнитов большой коэрцитивной силы.

Изобретение относится к транспортному оборудованию для перемещения изделий бесконтактным способом в производственных системах транспортирования на воздушной подушке.

Изобретение относится к транспортному оборудованию для перемещения изделий бесконтактным способом при реализации технологических процессов и может быть использовано на предприятиях с повышенными требованиями к качеству управления движением изделий на воздушной подушке, на взрывопожароопасных предприятиях, а также в системах управления струйными потоками.

Изобретение относится к системе и способу печати и доставки напечатанных материалов и может быть использовано для быстрой доставки напечатанных материалов на значительные расстояния.

Изобретение относится к операциям по переносу и стерилизации пустых бутылок и может быть использовано, например, в пищевой, молочной, биотехнической, фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к транспортному оборудованию для перемещения изделий с высоким качеством поверхности, а также может быть использовано на предприятиях с повышенными требованиями к запыленности и шумоизлучению, взрывопожароопасных предприятий и в системах вентиляции.

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам управления угловым движением космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции ракетных разгонных блоков. .

Изобретение относится к стержневым (трубчатым), преимущественно космическим конструкциям в виде выдвижных упругих трансформируемых элементов (ВУТЭ). .

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции ракетных разгонных блоков. .

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и предназначено для использования в стержневых конструкциях, например форменных или рамных, выполненных с использованием трубчатых элементов из композиционных материалов.
Наверх