RU2173429C1 - Quick-release unit - Google Patents

Abstract

FIELD: rocket-space and mechanical engineering, applicable for separation of interunit pneumohydraulic service lines. SUBSTANCE: the quick-release unit consists of on-board and ground blocks connected by a pneumatic lock consisting of a gripping mechanism in the form of a collet with a movable locking bush, packing members. Use is made of an additional bush installed for axial movement inside the on- board block and having a gripped stop engageable with the collet, made on its outer surface is a shoulder forming a cavity with the on-board block body for feeding the control pressure, and positioned on its inner surface is a spring-loaded locking bush. The collet is positioned in the unit inner cavity and rigidly linked with the ground block. The additional bush is balanced by two springs, the force of each of them is by an order of magnitude greater than the force of the locking bush spring. The sectional area of the cavity for feeding the control pressure exceeds the sectional area of the collet surface engageable with the packing member of the ground block. EFFECT: enhanced reliability of separation of the on-board and ground blocks. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение межблочных пневмогидромагистралей, и может быть использовано в машиностроении. The invention relates to the field of rocket and space technology, in particular to devices providing separation of interunit pneumohydraulic lines, and can be used in mechanical engineering.

Известен быстроразъемный агрегат, содержащий захватываемый упор и захватывающий механизм с подвижной втулкой, соединенной с пневмоприводом (патент SU N 1825406 A3, кл. 5 F 16 B 2/16; F 16 L 37/22). Known quick coupler containing a gripping stop and a gripping mechanism with a movable sleeve connected to a pneumatic actuator (patent SU N 1825406 A3, CL 5 F 16 B 2/16; F 16 L 37/22).

Недостатком данной конструкции является отсутствие дублирующего устройства для открытия замка в случае перекрытия магистрали управляющего давления в результате аварии. The disadvantage of this design is the lack of a backup device for opening the lock in case of overlapping control pressure line as a result of an accident.

Близким по технической сущности является быстроразъемный агрегат, включающий в себя бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей втулкой, уплотнительные элементы (патент RU N 2118735 C1, кл. 6 F 16 L 39/00). Close in technical essence is a quick-disconnect assembly, including side and ground blocks connected by a pneumatic lock, consisting of a gripping mechanism in the form of a collet with a movable locking sleeve, sealing elements (patent RU N 2118735 C1, class 6 F 16 L 39/00) .

Недостатком данной конструкции является отсутствие дублирующего устройства для открытия замка в случае перекрытия магистрали управляющего давления в результате аварии. The disadvantage of this design is the lack of a backup device for opening the lock in case of overlapping control pressure line as a result of an accident.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является обеспечение более высокой надежности разделения бортовой и наземной колодок. The technical result of the proposed design is to provide higher reliability of separation of airborne and ground pads.

Сущность изобретения заключается в том, что в быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей втулкой, уплотнительные элементы, введена дополнительная втулка, установленная с возможностью осевого перемещения внутри бортовой колодки и имеющая захватываемый упор, взаимодействующий с цангой, при этом на ее наружной поверхности выполнен уступ, образующий с корпусом бортовой колодки полость для подачи управляющего давления, а на ее внутренней поверхности закреплена подпружиненная запирающая втулка, причем цанга размещена во внутренней полости агрегата и жестко соединена с наземной колодкой, кроме того, дополнительная втулка уравновешена двумя пружинами, усилие каждой из которых на порядок превышает усилие пружины запирающей втулки, а площадь сечения полости для подачи управляющего давления превышает площадь сечения поверхности цанги, контактирующей с уплотнительным элементом наземной колодки. The essence of the invention lies in the fact that in the quick-disconnect assembly, including side and ground blocks, connected by a pneumatic lock, consisting of a gripping mechanism in the form of a collet with a movable locking sleeve, sealing elements, an additional sleeve is installed, mounted with the possibility of axial movement inside the side block and having a grip an emphasis interacting with a collet, with a ledge being made on its outer surface, forming a cavity with a body of the side block for supplying control pressure I, and on its inner surface a spring-loaded locking sleeve is fixed, the collet is placed in the internal cavity of the unit and rigidly connected to the ground block, in addition, the additional sleeve is balanced by two springs, the force of each of which is an order of magnitude greater than the spring force of the locking sleeve, and the cross-sectional area cavity for supplying control pressure exceeds the cross-sectional area of the surface of the collet in contact with the sealing element of the ground block.

На фиг. 1 изображен общий вид быстроразъемного агрегата. In FIG. 1 shows a general view of a quick coupler.

На фиг. 2 изображена бортовая колодка. In FIG. 2 shows a side block.

На фиг. 3 изображена наземная колодка. In FIG. 3 shows a ground block.

Конструкция быстроразьемного агрегата состоит из бортовой колодки 1 и наземной колодки 2, соединенных между собой запорным устройством, размещенным внутри рабочей полости агрегата. The design of the quick coupler unit consists of a side block 1 and a ground block 2, interconnected by a locking device located inside the working cavity of the unit.

Запорное устройство включает в себя цангу 3, жестко связанную с наземной колодкой 2, дополнительную втулку 4 с захватываемым упором 5, установленную внутри бортовой колодки 1 с возможностью осевого перемещения, запирающую втулку 6, размещенную на внутренней поверхности дополнительной втулки 4. На наружной поверхности дополнительной втулки 4 выполнен уступ 7, образующий с корпусом бортовой колодки 1 полость 8 для подачи управляющего давления. Дополнительная втулка 4 уравновешена относительно корпуса бортовой колодки 1 двумя пружинами 9 и 10, усилие каждой из которых на порядок превышает усилие пружины 11 запирающей втулки 4. The locking device includes a collet 3, rigidly connected with the ground block 2, an additional sleeve 4 with a gripping stop 5, mounted inside the side block 1 with axial movement, a locking sleeve 6, located on the inner surface of the additional sleeve 4. On the outer surface of the additional sleeve 4, a step 7 is made, forming a cavity 8 with the housing of the side block 1 for supplying control pressure. The additional sleeve 4 is balanced relative to the body of the side block 1 with two springs 9 and 10, the force of each of which is an order of magnitude greater than the force of the spring 11 of the locking sleeve 4.

Цанга 3 конической поверхностью 12 головки 13 взаимодействует с захватываемым упором 5 дополнительной втулки 4, а внутренней поверхностью 14 головки 13 взаимодействует с наружной поверхностью 15 запирающей втулки 6. The collet 3 conical surface 12 of the head 13 interacts with the captured stop 5 of the additional sleeve 4, and the inner surface 14 of the head 13 interacts with the outer surface 15 of the locking sleeve 6.

Запирающая втулка 6 торцем 16 взаимодействует с ограничительным буртиком 17 корпуса бортовой колодки 1. The locking sleeve 6 end 16 interacts with the restrictive flange 17 of the housing of the side pads 1.

Герметичность стыка бортовой 1 и наземной 2 колодок обеспечивает уплотнительный элемент 18, который взаимодействует с поверхностью 19 цанги 3. The tightness of the junction of the side 1 and ground 2 blocks provides a sealing element 18, which interacts with the surface 19 of the collet 3.

Площадь сечения

полости 8 для подачи управляющего давления больше площади сечения

ограниченного поверхностью 19 цанги 3.Cross-sectional area

cavity 8 for supplying control pressure greater than the cross-sectional area

limited by surface 19 of collet 3.

Стыковка бортовой 1 и наземной 2 колодок осуществляется следующим образом:
перемещают цангу 3 внутрь бортовой колодки 1 по стрелке А, при этом головка 13 цанги 3 упирается в дополнительную втулку 4 и за счет прорезей опускается вниз (при этом дополнительная втулка 4 удерживается пружиной 9 на месте, так как необходимое усилие для стыковки мало и определяется жесткостью цанги 3 и весом наземной колодки 2, а усилие пружины 9 значительно превышает усилие стыковки), далее головка 13 цанги 3 упирается в запирающую втулку 6 и перемещает ее до тех пор пока головка 13 цанги 3 не войдет в контакт конической поверхностью 12 с захватываемым упором 5 дополнительной втулки 4. В этот момент головка 13 цанги 3 вернется в горизонтальное положение и даст возможность запирающей втулке 6 под воздействием пружины 11 вернуться в исходное положение и войти во взаимодействие своей наружной поверхностью 15 с внутренней поверхностью 14 головки 13 цанги 3.Docking of side 1 and ground 2 blocks is as follows:
the collet 3 is moved inside the side block 1 in the direction of arrow A, while the head 13 of the collet 3 rests against the additional sleeve 4 and, due to the slots, is lowered down (the additional sleeve 4 is held in place by the spring 9, since the necessary force for joining is small and is determined by the rigidity collet 3 and the weight of the ground block 2, and the force of the spring 9 significantly exceeds the joint force), then the head 13 of the collet 3 abuts against the locking sleeve 6 and moves it until the head 13 of the collet 3 comes into contact with a conical surface 12 with a grip by direct abutment 5 additional sleeve 4. At this time, the head 13 of the collet 3 returns to the horizontal position and allow the locking sleeve 6 under the influence of spring 11 back to its original position and enter into contact with its outer surface 15 to inner surface 14 of the head 13 of the collet 3.

В этом положении бортовая 1 и наземная 2 колодки состыкованы, но не стянуты между собой и имеют зазор между торцами. Из этого положения, при необходимости, колодки 1 и 2 могут быть расстыкованы. In this position, the side 1 and ground 2 pads are docked, but not pulled together and have a gap between the ends. From this position, if necessary, pads 1 and 2 can be undocked.

Для этого перемещают наземную колодку 2 по стрелке Б, при этом цанга 3 конической поверхностью 12 головки 13 упирается в захватываемый упор 5 дополнительной втулки 4 и перемещает дополнительную втулку 4 за собой. To do this, move the ground block 2 in the direction of arrow B, while the collet 3 with the conical surface 12 of the head 13 abuts against the gripping stop 5 of the additional sleeve 4 and moves the additional sleeve 4 behind itself.

Перемещаясь по стрелке Б дополнительная втулка 4 сжимает пружину 10 (усилие пружины 10 достаточно, чтобы удерживать вес наземной колодки 2, присоединенной к ней подводящими магистралями, и в то же время не превышает средних величин осевых усилий операторов при расстыковке - приблизительно 20 кг), расположенную справа от полости 8 для подачи управляющего давления до тех пор, пока не упрется в корпус бортовой колодки 1, при этом запирается втулка 6, упираясь торцем 16 в ограничительный буртик 17, корпус бортовой колодки 1 остается на месте и внутренняя поверхность 14 головки 13 цанги 3 уже не взаимодействует с наружной поверхностью 15 запирающей втулки 6. Наземная колодка 2 продолжает перемещение по стрелке Б, дополнительная втулка 4 остается на месте, а головка 13 цанги, перемещаясь конической поверхностью 12 по захватываемому упору 5 дополнительной втулки 4, опускается вниз и выходит из взаимодействия с захватываемым упором 5 дополнительной втулки 4. Moving along arrow B, the additional sleeve 4 compresses the spring 10 (the force of the spring 10 is sufficient to support the weight of the ground block 2 connected to it by the supply lines, and at the same time it does not exceed the average values of the axial forces of the operators when undocking - approximately 20 kg), located to the right of the cavity 8 for supplying control pressure until it abuts against the body of the side block 1, while the sleeve 6 is locked, abutting the end 16 against the restrictive shoulder 17, the body of the side block 1 remains in place and the inner the surface 14 of the head 13 of the collet 3 no longer interacts with the outer surface 15 of the locking sleeve 6. The ground block 2 continues to move along arrow B, the additional sleeve 4 remains in place, and the head 13 of the collet, moving the conical surface 12 along the gripping stop 5 of the additional sleeve 4 , falls down and out of interaction with the captured stop 5 of the additional sleeve 4.

Дополнительная втулка 4, выйдя из взаимодействия с цангой 3 под действием пружины 10, возвращается в исходное положение, а наземная колодка 2 с освобожденной цангой 3 отводится от бортовой колодки 1. The additional sleeve 4, coming out of interaction with the collet 3 under the action of the spring 10, returns to its original position, and the ground block 2 with the released collet 3 is withdrawn from the side block 1.

После операции стыковки в пневмогидромагистраль подают рабочее тело под определенным давлением Р. After the docking operation, a working fluid is supplied to the pneumohydraulic line under a certain pressure R.

За счет того, что площадь сечения S₁ полости 8 для подачи управляющего давления больше площади сечения S₂, ограниченного поверхностью 19 цанги 3, возникает сила F=P•(S₁-S₂), превышающая усилие пружины 9, которая перемещает дополнительную втулку 4 по стрелке A, при этом цанга 3, взаимодействующая конической поверхностью 12 головки 13 с захватываемым упором 5 дополнительной втулки 4, перемещается одновременно с дополнительной втулкой 4 до упора торцев бортовой 1 и наземной 2 колодок.Due to the fact that the cross-sectional area S _{1 of the} cavity 8 for supplying control pressure is larger than the cross-sectional area S ₂ bounded by the surface 19 of the collet 3, a force F = P • (S ₁ -S ₂ ) arises, exceeding the force of the spring 9, which moves the additional sleeve 4 along arrow A, while the collet 3, which interacts with the conical surface 12 of the head 13 with the gripping stop 5 of the additional sleeve 4, moves simultaneously with the additional sleeve 4 to the end of the ends of the side 1 and ground 2 blocks.

В данной конструкции давление рабочего тела P играет роль стягивающего устройства цанги 3. In this design, the pressure of the working fluid P plays the role of a tightening device of the collet 3.

Все время, пока в пневмогидромагистрали находится рабочее тело под давлением P бортовая 1 и наземная 2 колодки жестко стянуты между собой. All the time, while the working fluid is in the pneumohydraulic line under pressure P, the side 1 and ground 2 blocks are rigidly tightened together.

Разделение бортовой 1 и наземной 2 колодок осуществляется следующим образом:
в полость 8 подается управляющее давление P₁, которое превышает давление P рабочего тела.The separation of side 1 and ground 2 blocks is as follows:
in the cavity 8 is fed a control pressure P ₁ , which exceeds the pressure P of the working fluid.

Возникает сила F₁=P₁(S₁-S₂) которая перемещает дополнительную втулку 4 по стрелке Б до упора в корпус бортовой колодки 1, а запирающая втулка 6 остается на месте, упираясь торцем 16 в ограничительный буртик 17 корпуса бортовой колодки 1.There is a force F ₁ = P ₁ (S ₁ -S ₂ ) which moves the additional sleeve 4 along arrow B all the way into the body of the side block 1, and the locking sleeve 6 remains in place, abutting the end 16 in the restrictive flange 17 of the body of the side block 1.

Наземная колодка 2 под действием силы F₂=P•S₂ перемещается так же по стрелке Б, при этом головка 13 цанги 3, перестав взаимодействовать внутренней поверхностью 14 с наружной поверхностью 15 запирающей втулки 6, перемещается конической поверхностью 12 по захватываемому упору 5 дополнительной втулки 4 вниз и выходит из контакта с дополнительной втулкой 4. Происходит разделение бортовой 1 и наземной 2 колодок.Ground block 2 under the action of the force F ₂ = P • S _{2 also} moves along arrow B, while the head 13 of the collet 3, having ceased to interact with the inner surface 14 with the outer surface 15 of the locking sleeve 6, moves with a conical surface 12 along the gripping stop 5 of the additional sleeve 4 down and out of contact with the additional sleeve 4. There is a separation of side 1 and ground 2 blocks.

Если в пневмогидромагистраль на борту ракеты установлено запорное устройство, которое перекрывает пневмогидромагистраль после окончания заправки ракеты, то с удалением рабочего тела из подводящей пневмогидромагистрали пропадает рабочее давление P, создающее силу F=P(S₁-S₂) которая играет роль стягивающего устройства цанги 3, пропадает необходимость подачи в полость 8 управляющего давления P₁, что упрощает конструкцию пневмогидросхемы ракеты в целом и как следствие повышает надежность разделения бортовой 1 и наземной 2 колодок.If a shut-off device is installed in the pneumatic-hydraulic line on board the missile, which shuts off the pneumatic-hydraulic line after the rocket is refilled, then when the working fluid is removed from the supply pneumatic-hydraulic line, the working pressure P disappears, which creates the force F = P (S ₁ -S ₂ ) which acts as a collet tightening device 3 , there is no need to supply the control pressure P ₁ to the cavity 8, which simplifies the design of the rocket’s pneumohydroscheme as a whole and, as a result, increases the reliability of separation of the side 1 and ground 2 blocks.

Если по конструктивным соображениям запорное устройство в пневмогидромагистрали на борту ракеты не установлено и в полость 8 подается управляющее давление P₁, то в случае перекрытия магистрали управляющего давления в результате аварии разделение бортовой 1 и наземной 2 колодок все равно произойдет.If, for structural reasons, a shut-off device is not installed in the pneumatic hydraulic line on board the rocket and control pressure P ₁ is supplied to cavity 8, then in the event of a control line shutdown as a result of the accident, separation of side 1 and ground 2 blocks will still occur.

В этом случае бортовая колодка 1 начнет перемещение по стрелке A, а наземная колодка 2 остается на месте, удерживаемая наземным оборудованием. Цанга 3 наземной колодки 2 удерживает конической поверхностью 12 головки 13 захватываемый упор 5 дополнительной втулки 4, которая остается на месте, компенсируя перемещение бортовой колодки 1 сжатием пружины 10. In this case, the side block 1 will begin to move along arrow A, and the ground block 2 remains in place, held by ground equipment. The collet 3 of the ground block 2 holds the conical surface 12 of the head 13 grips the stop 5 of the additional sleeve 4, which remains in place, compensating for the movement of the side block 1 by compression of the spring 10.

Запирающая втулка 6, упираясь торцем 16 в ограничительный буртик 17 корпуса бортовой колодки 1, перемещается вместе с бортовой колодкой 1 и ее нижняя поверхность 15 выходит из контакта с внутренней поверхностью 14 головки 13 цанги 3. The locking sleeve 6, abutting the end face 16 in the restrictive flange 17 of the body of the side block 1, moves together with the side block 1 and its lower surface 15 comes out of contact with the inner surface 14 of the head 13 of the collet 3.

Дополнительная втулка 4, дойдя до упора в корпус бортовой колодки 1, начинает перемещаться вместе с бортовой колодкой 1 и захватываемым упором 5 давит на коническую поверхность 12 головки 13 цанги 3 и перемещает головку 13 цанги 3 вниз. Цанга 3 выходит из зацепления с захватываемым упором 5 дополнительной втулки 4. Additional sleeve 4, reaching the stop in the body of the side block 1, begins to move together with the side block 1 and the gripping stop 5 presses on the conical surface 12 of the head 13 of the collet 3 and moves the head 13 of the collet 3 down. Collet 3 disengages from the gripping stop 5 of the additional sleeve 4.

Происходит разделение бортовой 1 и наземной 2 колодок. There is a separation of side 1 and ground 2 blocks.

Помимо уже указанного достоинства данной конструкции - обеспечение более высокой надежности разделения бортовой и наземной колодок, указанный агрегат удобен и прост в эксплуатации - не требует инструментов при стыковке и расстыковке, что позволяет размещать агрегат в труднодоступных или сильно загроможденных местах ракеты. In addition to the already indicated advantages of this design - providing higher reliability of separation of the side and ground blocks, this unit is convenient and easy to operate - it does not require tools when docking and undocking, which allows you to place the unit in hard-to-reach or heavily cluttered rocket locations.

Claims (1)

Быстроразъемный агрегат, включающий бортовую и наземную колодки, соединенные пневмозамком, состоящим из захватывающего механизма в виде цанги с подвижной запирающей втулкой, уплотнительные элементы, отличающийся тем, что в него введена дополнительная втулка, установленная с возможностью осевого перемещения внутри бортовой колодки и имеющая захватываемый упор, взаимодействующий с цангой, при этом на ее наружной поверхности выполнен уступ, образующий с корпусом бортовой колодки полость для подачи управляющего давления, а на ее внутренней поверхности размещена подпружиненная запирающая втулка, причем цанга размещена во внутренней полости агрегата и жестко соединена с наземной колодкой, кроме того, дополнительная втулка уравновешена двумя пружинами, усилие каждой из которых на порядок превышает усилие пружины запирающей втулки, а площадь сечения полости для подачи управляющего давления превышает площадь сечения поверхности цанги, контактирующей с уплотнительным элементом наземной колодки. A quick-disconnect assembly, including side and ground blocks, connected by a pneumatic lock, consisting of a gripping mechanism in the form of a collet with a movable locking sleeve, sealing elements, characterized in that an additional sleeve is inserted into it, mounted with the possibility of axial movement inside the side block and having a gripping stop, interacting with a collet, while on its outer surface a ledge is made, forming a cavity with the body of the side block for supplying control pressure, and on its inner a spring-loaded locking sleeve is placed on its surface, the collet is located in the internal cavity of the unit and rigidly connected to the ground block, in addition, the additional sleeve is balanced by two springs, the force of each of which is an order of magnitude greater than the spring force of the locking sleeve, and the cross-sectional area of the cavity for supplying control pressure exceeds the cross-sectional area of the surface of the collet in contact with the sealing element of the ground block.

Images