Устройство для дистанционной управляемой стыковки разъемных соединителей коммуникаций

Изобретение может быть использовано для стыковки и расстыковки разъемных соединителей электрических кабелей, гидравлических и пневматических магистралей, расположенных в местах, опасных или недоступных для человека в ограниченных конструктивных объемах. Устройство содержит привод, состоящий из соединенных в общем корпусе гидроцилиндра и пневмоцилиндра, при этом гидроцилиндр расположен коаксиально в штоке пневмоцилиндра, соединенном со штоком гидроцилиндра посредством общего фланца, на котором установлен компенсатор рассогласования взаимного положения частей соединителя вилки и розетки с держателем, удерживающим, например, вилку соединителя. Компенсатор выполнен в виде полого усеченного конического эластомерного элемента, внутри которого расположен подпружиненный телескопический толкатель, взаимодействующий со штоком замка соединителя. Контроль конечных положений штоков привода и наличие отделяемой вилки соединителя на держателе осуществляется датчиками. Пневмоцилиндр является аварийным приводом, дублирующим работу гидроцилиндра в случае отказа гидросистемы. Технический результат - обеспечение надежной стыковки и расстыковки разъемных соединителей коммуникаций, расположенных в опасных или недоступных для человека местах, с обеспечением контроля. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Устройство для дистанционной управляемой стыковки разъемных соединителей коммуникаций относится к области машиностроения и может быть использовано для стыковки и расстыковки разъемных соединителей различных коммуникаций, например электрических кабелей, гидравлических и пневматических магистралей, расположенных в местах опасных или недоступных для человека в ограниченных конструктивных объемах.

Известно устройство автоматической стыковки коммуникаций (патент России №2162185, МПК F16L 37/00), которое содержит направляющую каретку с приводом, шарнирно установленный на каретке патрубок, механизм его уравновешивания и устройство ориентации. Привод каретки выполнен в виде двух параллельно установленных пневмоцилиндров, один из которых предназначен для предварительного подвода каретки, а другой - для стыковки.

Недостатком данной конструкции является ее конструктивная сложность из-за наличия каретки, направляющих и двух раздельных приводов, требующих больших конструктивных объемов для их размещения.

Известно также устройство для автоматической стыковки и расстыковки электрического соединителя (патент России №2173922, МПК H01R 13/62), содержащее корпус, подпружиненную каретку, подпружиненный плоской пружиной фиксатор и привод, связанный с кареткой и фиксатором через средство их перемещения. Фиксатор установлен с возможностью поворота на заданный угол и удержания каретки в расстыкованном состоянии соединителя. Средство перемещения выполнено в виде кулачкового механизма.

К недостаткам указанного выше устройства можно отнести наличие каретки со средством ее перемещения, выполненным в виде кулачкового механизма, требующих повышенной точности изготовления и монтажа, отсутствие компенсатора рассогласования положения ответных частей соединителя в поперечном направлении.

Несмотря на указанные недостатки, устройство, описанное в патенте RU 2173922, может быть принято в качестве прототипа как наиболее близкое по технической сущности.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение приведенных выше недостатков и создание устройства, обеспечивающего дистанционную управляемую стыковку и расстыковку соединителей электрогидропневматических коммуникаций, расположенных в местах, недоступных для человека, и в ограниченных конструктивных объемах, например в выгородках транспортно-пусковых контейнеров для ракет.

Решение поставленной технической задачи, согласно предлагаемому изобретению, достигается тем, что в нем привод содержит соединенные общим корпусом гидроцилиндр и пневмоцилиндр, при этом гидроцилиндр расположен коаксиально в штоке пневмоцилиндра, причем штоки гидроцилиндра и пневмоцилиндра соединены между собой посредством фланца, на котором установлен компенсатор рассогласования взаимного положения частей соединителя с закрепленным на нем держателем одной из ответных частей соединителя.

Компенсатор рассогласования взаимного положения одной части соединителя (вилки) относительно другой (розетки) как в осевом, так и в поперечном направлениях выполнен в виде закрепленного на основании, армированного металлическими фланцами, полого усеченного конического упругого эластомерного элемента, внутри которого расположен подпружиненный телескопический толкатель, взаимодействующий со штоком замка соединителя, при этом компенсатор закреплен на основании со стороны большего диаметра конического элемента, а толкатель снабжен тарельчатой опорой, контактирующей с поверхностью основания, которое соединено с фланцем штоков привода.

Держатель одной из частей соединителя, например вилки, выполнен в виде платформы, снабженной четырьмя сдвижными подпружиненными захватами, взаимодействующими с профилированными поверхностями корпуса вилки. Платформа держателя соединена с фланцем штоков привода, которые имеют предварительное натяжение и установлены с угловым отклонением от оси компенсатора.

Устройство снабжено двумя датчиками контроля конечных положений штоков привода и датчиком наличия вилки на держателе после расстыковки соединителя.

Фиксатор, удерживающий шток привода в исходном (отведенном) положении, состоит из последовательно расположенных в кольцевой проточке корпуса привода, резинового кольца и разрезного металлического кольца, взаимодействующего с выступом, образованным на фланце штока привода. На внутренней поверхности металлического кольца имеются выступы, контактирующие с резиновым кольцом.

Компенсатор установлен на фланце штоков привода с возможностью возвратно-поступательного скольжения по поверхности фланца штоков в любом направлении.

Узел, обеспечивающий возвратно-поступательное скольжение компенсатора по поверхности фланца штоков привода, выполнен в виде двух пальцев, закрепленных на основании компенсатора, которые взаимодействуют с резиновыми дисками, установленными во фланце штоков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства стыковки, на фиг.2 дан вид на устройство в плане по стрелке А, на фиг.3 дан вид на устройство по стрелке Б, на фиг.4 изображена выноска места В по фиксатору, а на фиг.5 показан узел возвратно-поступательного скольжения компенсатора.

Устройство для дистанционной управляемой стыковки и расстыковки разъемных соединителей электрогидропневмокоммуникаций включает в себя корпус 1 пневмоцилиндра 2, закрепленный на фундаменте 3, выгородки 4 транспортно-пускового контейнера. В пневмоцилиндре 2 размещен шток 5, внутри которого коаксиально расположен корпус гидроцилиндра 6. Шток 7 гидроцилиндра 6 соединен со штоком 5 пневмоцилиндра 2 посредством фланца 8, на котором установлен компенсатор 9 с закрепленным на нем держателем 10.

Компенсатор 9 выполнен в виде полого усеченного конического упругого эластомерного элемента 11, армированного металлическими фланцами 12 и 13. Компенсатор 9 закреплен на основании 14 большим фланцем 13. Внутри конического элемента 11 расположен телескопический подпружиненный толкатель 15, взаимодействующий со штоком 16 замка, например, электрогидросоединителя, состоящего из вилки 17 и розетки 18. Толкатель 15 снабжен тарельчатой опорой 19, контактирующей с поверхностью основания 14.

Держатель 10 содержит четыре сдвижных подпружиненных двуплечих захвата 20, одно плечо которых взаимодействует с профилированными поверхностями Д и Е вилки 17, а другое - с пружинными толкателями 21. Держатель 10 соединен с фланцем 8 гибкими тягами 22.

Положение штоков 5 и 7 привода в исходном (отведенном) положении контролируется датчиком 23, закрепленным на корпусе 1 и взаимодействующим с фланцем 8, а положение штоков 5 и 7, выдвинутых на полный ход, контролируется датчиком 24, закрепленным на выгородке 4 и взаимодействующим с упором 25 фланца 8. Контроль наличия вилки 17 на держателе 10 осуществляется датчиком 26, закрепленным на корпусе 1 и взаимодействующим с упором 27, установленным на корпусе вилки 17.

Фиксатор, удерживающий штоки 5 и 7 в исходном положении, состоит из последовательно расположенных в кольцевой проточке корпуса 1 резинового кольца 28 и разрезного металлического кольца 29, взаимодействующего по наружной поверхности с выступом 30 фланца 8. На внутренней поверхности металлического кольца 29 имеются выступы 31, контактирующие с резиновым кольцом 28.

Для обеспечения возвратно-поступательного скольжения основания 14 компенсатора 9 по поверхности Ж фланца 8 на основании 14 закреплены пальцы 32, которые взаимодействуют с резиновыми дисками 33, установленными во фланце 8.

Для стыковки вилки 17 электросоединителя с розеткой 18, установленной на корпусе ракеты, вилка 17 перед загрузкой ракеты в транспортно-пусковой контейнер закрепляется на держателе 10 четырьмя сдвижными подпружиненными захватами 20, при этом штоки привода 5 и 7 находятся в исходном «отведенном» положении, а от датчиков 23 и 26 на пульт управления поступают соответствующие сигналы.

После загрузки ракеты в транспортно-пусковой контейнер в поршневую полость 34 гидроцилиндра 6 подается под давлением рабочая жидкость, вследствие чего штоки 5 и 7 выдвигаются из корпуса 1 и вилка 17 подводится к розетке 18. При взаимодействии направляющих штырей 35 вилки 17 с ответными отверстиями 36 розетки 18 в случае рассогласования взаимного положения в осевом, поперечном направлениях и угловом отклонении их осей за счет деформации упругого элемента 11 компенсатора 9 и скольжения его по поверхности Ж фланца 8 обеспечиваются компенсация указанных рассогласований и совмещение осей вилки 17 и розетки 18. В процессе стыковки вилки 17 с розеткой 18 в результате воздействия основания 14 на подпружиненный телескопический толкатель 15 последний выдвигается из компенсатора 9 и воздействует на шток 16, обеспечивая срабатывание замка, соединяющего вилку 17 с розеткой 18. В конце хода штоков 5 и 7 от контакта с упором 25 срабатывает датчик 24, выдающий сигнал в систему управления приводом, после чего поршневая полость 34 соединяется со сливной магистралью гидросистемы, а в штоковую полость 37 гидроцилиндра 6 подают рабочую жидкость под давлением и штоки 5 и 7 втягиваются внутрь привода. При обратном ходе штоков 5 и 7 упругий элемент 11 компенсатора 9 разжимается до натяжения гибких тяг 22. При дальнейшем ходе штоков 5 и 7 держатель 10 отводится от вилки 17, при этом подпружиненные захваты 20 скользят по профилированным поверхностям Д корпуса вилки 17 и, разворачиваясь на оси 38, сжимая пружины 39 толкателя 21, выходят из зацепления с ней.

В конце обратного хода штоков 5 и 7 выступ 30 фланца 8 обжимает металлическое кольцо 29 и деформирует резиновое кольцо 28 фиксатора. После прохождения выступа 30 кольца 28 и 29 разжимаются, фиксируют и удерживают штоки 5 и 7 в отведенном исходном положении после отключения гидравлики. Одновременно, при контакте с фланцем 8, срабатывает датчик 23, по сигналу которого система гидравлики прекращает подачу рабочей жидкости в штоковую полость 37 гидроцилиндра 6.

Перед пуском ракеты или перед выгрузкой ее из транспортно-пускового контейнера вилка 17 должна быть отстыкована от розетки 18. Для чего в поршневую полость 34 подают рабочую жидкость, под давлением которой поршни 5 и 7 выдвигаются из корпуса 1, подводя держатель 10 с центрирующими штырями 40 к ответным отверстиям 41 вилки 17, при этом захваты 20, взаимодействуя с профилированными поверхностями Е вилки 17, сдвигаются по осям 38, сжимая пружины 42. После контакта держателя 10 с вилкой 17 захваты 20 под действием пружины 42, возвращаясь в исходное положение, вступают во взаимодействие с профилированными поверхностями Д корпуса вилки 17. Одновременно происходят обжатие упругого элемента 11 компенсатора 9 в осевом направлении и выдвижение телескопического штока 15, воздействующего на шток 16 замка соединителя, при срабатывании которого вилка 17 расфиксируется с розеткой 18. При дальнейшем ходе штоков 5 и 7 от контакта с упором 25 срабатывает датчик 24, по сигналу которого поршневая полость 34 соединяется со сливной, а штоковая полость 37 - с напорной магистралью, и штоки 5 и 7 втягиваются в корпус 1, отделяя от розетки 18 вилку 17, удерживаемую захватами 20 на держателе 10. В конце обратного хода штоков 5 и 7 срабатывают фиксатор, удерживающий штоки 5 и 7 в отведенном исходном положении, датчик 23, по сигналу которого отключается подача рабочей жидкости в штоковую полость 37 гидроцилиндра 6, и датчик 26 при контакте с упором 27, сигнализирующий о наличии вилки 17 в держателе.

Пневмоцилиндр 2 является аварийным приводом, дублирующим работу гидроцилиндра 6 в случае отказа гидросистемы или нарушения герметичности магистрали, подающей рабочую жидкость под давлением.

Функционирование устройства при включении пневмоцилиндра аналогично его функционированию при работе гидроцилиндра.

Предлагаемая конструкция устройства для дистанционной управляемой стыковки и расстыковки разъемных соединителей электрогидропневматических коммуникаций обеспечивает надежную стыковку и контроль соединения и разъединения частей соединителя в местах, недоступных или опасных для человека, при значительном рассогласовании взаимного положения соединяемых частей и размещении устройства в малых конструктивных объемах.

1. Устройство для дистанционной управляемой стыковки и расстыковки разъемных соединителей коммуникаций, преимущественно, электрогидропневматических, содержащее привод, компенсатор рассогласования взаимного положения частей разъемного соединителя, держатель одной из частей соединителя и фиксатор удержания штока привода в исходном положении, отличающееся тем, что в нем привод содержит соединенные в общем корпусе гидроцилиндр и пневмоцилиндр, при этом гидроцилиндр расположен коаксиально в штоке пневмоцилиндра, причем штоки гидроцилиндра и пневмоцилиндра соединены между собой посредством фланца, на котором установлен компенсатор рассогласования взаимного положения частей разъемного соединителя с закрепленным на нем держателем.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсатор выполнен в виде закрепленного на основании полого усеченного конического эластомерного элемента, армированного металлическими фланцами, внутри которого расположен подпружиненный телескопический толкатель, взаимодействующий со штоком замка соединителя, при этом компенсатор закреплен на основании со стороны большего диаметра конического элемента, а толкатель снабжен тарельчатой опорой, контактирующей с поверхностью основания, которое соединено с фланцем штоков привода.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем держатель выполнен в виде платформы со сдвижными подпружиненными захватами, взаимодействующими с профилированными поверхностями корпуса отделяемой части соединителя, при этом платформа соединена с фланцем штока привода гибкими тягами, имеющими предварительное натяжение.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя датчиками контроля конечных положений штока привода и датчиком контроля наличия отделяемой части разъемного соединителя на держателе после расстыковки соединителя.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор удержания штока привода в отведенном положении содержит последовательно расположенные в кольцевой проточке корпуса привода резиновое кольцо и разрезное металлическое кольцо, взаимодействующее с выступом, образованным на фланце штоков привода, при этом на внутренней поверхности металлического кольца имеются выступы, контактирующие с резиновым кольцом.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в нем основание компенсатора соединено с фланцем штоков привода с возможностью возвратно-поступательного скольжения по его поверхности в любом направлении.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что узел, обеспечивающий возвратно-поступательное скольжение основания компенсатора по поверхности фланца штоков привода, выполнен в виде двух пальцев, закрепленных на основании, которые взаимодействуют с резиновыми дисками, установленными во фланце штоков привода.