RU2683054C1

RU2683054C1 - Hydraulic connector

Info

Publication number: RU2683054C1
Application number: RU2018113134A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Тихонов; Виктор Николаевич Павлов; Евгений Николаевич Рябко; Дмитрий Сергеевич Малышев; Светлана Васильевна Каюкова
Original assignee: Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-03-26

Abstract

FIELD: astronautics.

SUBSTANCE: invention relates to space technology, in particular in spacecraft docking devices for connecting and disconnecting highways. In the hydraulic connector containing docked nozzles: inlet nozzle located on the active part and outlet nozzle located on the passive part, the outlet is connected through a bellows with a safety gear, and the inlet is connected with a pin, on which sealing cuffs, disc springs are installed, the first bushing, a separator, a pusher, the ring and the clamping nut, the pin on one side is fixed in screwed coupling halves active, in the end of which the spring is resting, the second end of the spring is pressed into the active sleeve, which is mounted on the outer diameter of the flange connected by a threaded connection by means of screws with the pusher, active coupling halves are installed in the active support, the active limiter is mounted for movement in the groove of the active case, the second sleeve with the front end is propped on the flange of the fixed fitting, and the rear end is backed up by the first flange, which is connected to the case by active screws and an active nut, the outlet is connected through a bellows with a safety device, which is fixed in the passive couplings connected to each other and the flange is passive, the passive bushes are screwed in with cups with springs installed in them, the coupling halves are installed in a passive bearing with a passive restraint installed in it, which is mounted so that it can move in the groove of the passive body, the right front end cap is pressed against the end of the outlet nozzle, and the rear end is clamped with a passive flange through a passive nut, the passive flange is connected to the body with passive screws.

EFFECT: increase of reliability with ensuring tightness of the highway of liquids.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике; в частности в стыковочных устройствах космических аппаратов для соединения и разъединения магистралей по перекачке жидкостей из баков одного аппарата в баки другого аппарата при их стыковке на орбите, с обеспечением герметичности стыков магистралей двух аппаратов, а также в областях техники, где необходимо проведение перекачки жидких компонентов с обеспечением герметичности в загазованных или зараженных зонах без участия человека с помощью робототехнических средств.The invention relates to space technology; in particular, in the docking devices of spacecraft for connecting and disconnecting the lines for transferring liquids from the tanks of one device to the tanks of another device when they are docked in orbit, ensuring the tightness of the joints of the lines of two devices, as well as in areas of technology where it is necessary to pump liquid components with ensuring tightness in gassed or infected areas without human intervention using robotic means.

Известно устройство для соединения и разъединения трубопроводов RU №2167360 С1 МПК7 F16L 37/28, содержащее два стыкуемых штуцера с установленными в них клапанами, соединенные между собой шариковым замком и пружинами.A device for connecting and disconnecting pipelines RU No. 2167360 C1 MPK7 F16L 37/28, containing two mating fittings with valves installed in them, interconnected by a ball lock and springs.

К недостаткам соединения можно отнести малую надежность соединения из-за наличия шарикового замка, в работе которого участвует большое количество деталей.The disadvantages of the connection include the low reliability of the connection due to the presence of a ball lock, in which a large number of parts are involved.

Известен так же гидроразъем самозапирающийся патент RU2366852 С1 МПК: F16L 37/28 01.2006, содержащий стыкуемые патрубки: входной патрубок и выходной патрубок, а также уплотнительные элементы, в входной патрубок и выходной патрубок установлены клапаны и поворотный элемент. Патрубки снабжены антифрикционными кольцами и охвачены втулкой, в которой с помощью винтов-ручек установлен поворотный элемент, в центре вращения которого имеются выступы, взаимодействующие с отверстиями, выполненные в клапанах, которые посредством правой и левой резьб взаимодействуют с соответствующими резьбами патрубков. В поворотном элементе выполнены окна для прохождения рабочей среды, а один из винтов ручек является предохранительным клапаном, в зоне установки которого в поворотном элементе выполнено отверстие для стравливания избыточного давления рабочей среды, возникающего в момент запирания гидроразъема, причем стыкуемые патрубки стягиваются и удерживаются внутри втулки с помощью резьбовых деталей.The hydraulic connector self-locking patent RU2366852 C1 IPC is also known: F16L 37/28 01.2006, containing abutting nozzles: inlet and outlet pipes, as well as sealing elements, valves and a rotary element are installed in the inlet pipe and outlet pipe. The nozzles are equipped with antifriction rings and are surrounded by a sleeve in which a rotary element is installed using screw handles, in the center of rotation of which there are protrusions interacting with holes made in valves that interact with the corresponding threads of the nozzles by means of right and left threads. Windows are provided in the rotary element for the passage of the working medium, and one of the handle screws is a safety valve, in the installation zone of which a hole is made in the rotary element to relieve excess pressure of the working medium that occurs when the hydraulic connector is locked, and the mating pipes are pulled together and held inside the sleeve with using threaded parts.

Данный гидроразъем самозапирающийся позволяет многократную стыковку и расстыковку магистралей, находящихся под давлением и в труднодоступных места.This self-locking hydraulic connector allows multiple docking and undocking of pipelines under pressure and in inaccessible places.

К недостаткам соединения следует отнести то, что не образуется прямоточная магистраль, и соединение производится за счет резьбового соединения с выполнением ручных операций.The disadvantages of the connection include the fact that a straight-through line does not form, and the connection is made through a threaded connection with manual operations.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а также устранение ручных операций. Техническим результатом является повышение надежности с обеспечением герметичности магистрали жидкостей.The objective of the present invention is to remedy these disadvantages, as well as the elimination of manual operations. The technical result is to increase reliability while ensuring the tightness of the fluid line.

Технический результат достигается тем, что в гидроразъеме, содержащем стыкуемые патрубки: входной патрубок и выходной патрубок, а также уплотнительные элементы, в отличие от известного, входной патрубок расположен на активной части, а выходной патрубок расположен на пассивной части, выходной патрубок соединен через сильфон с ловителем, а входной со штырем, на котором установлены уплотнительные элементы, выполненные в виде уплотнительных манжет, тарельчатые пружины, втулка первая, сепаратор, толкатель, кольцо и поджимающая гайка, штырь с одной стороны закреплен в соединенных между собой винтами полумуфтах активных, в торец которых уперта пружина, второй торец пружины уперт во втулку активную, которая установлена на внешний диаметр фланца, соединенного резьбовым соединением посредством винтов с толкателем, полумуфты активные установлены в опору активную, ограничитель активный установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса активного, вторая втулка передним торцем уперта во фланец неподвижного штуцера, а задний торец подперт фланцем первым, который соединен с корпусом активным винтами и гайкой активной, выходной патрубок, соединенный через сильфон с ловителем, закрепленным в соединенных между собой полумуфтах пассивных и фланце пассивном, в который ввернуты втулки пассивные с установленными в них стаканами с пружинами, полумуфты установлены в опору пассивную с установленным в нее ограничителем пассивным, который установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса пассивного, втулка правая передним торцем уперт в торец выходного патрубка, а задний торец поджат фланцем пассивным через гайку пассивную, фланец пассивный соединен с корпусом пассивным винтами.The technical result is achieved in that in a hydraulic connector containing abutting nozzles: inlet and outlet nozzles, as well as sealing elements, in contrast to the known, inlet nozzle is located on the active part, and the outlet nozzle is located on the passive part, the outlet nozzle is connected through a bellows to catcher, and the input with a pin on which are installed the sealing elements, made in the form of sealing cuffs, Belleville springs, the first sleeve, the separator, the pusher, the ring and the tightening nut, the pin with on one side it is fixed in the active coupling halves interconnected by screws, the end of which is spring-loaded, the second end of the spring is pressed into the active sleeve, which is mounted on the outer diameter of the flange connected by a threaded connection using screws with a pusher, the active coupling halves are mounted in the active support, the active limiter is installed with the possibility of movement in the groove of the active housing, the second sleeve with the front end abuts against the flange of the fixed fitting, and the rear end is supported by the first flange, which is connected to the housing with an active screw and active nut, an outlet pipe connected through a bellows to a catcher fixed in interconnected passive couplings and a passive flange, into which passive bushes are screwed with cups with springs installed in them, half couplings are installed in a passive support with a limiter installed in it passive, which is installed with the ability to move into the groove of the passive case, the sleeve with the right front end rests against the end of the outlet pipe, and the rear end is pressed by the passive flange through the nut A passive flange is connected to the housing with passive screws.

В образовании гидроразъема участвуют две части: активная часть и пассивная часть. Соединение происходит в автоматическом режиме с исключением ручных операций. Надежность по герметичности обеспечивается за счет поджатая уплотнительных манжет, расположенных в активной части в точном отверстии пассивной части.Two parts are involved in the formation of a hydraulic connector: the active part and the passive part. The connection occurs automatically with the exception of manual operations. Reliability in tightness is ensured by tightened sealing cuffs located in the active part in the exact hole of the passive part.

Активная часть содержит входной патрубок 1, соединенный через сильфон активный 2 со штырем 3, на котором установлены тарельчатые пружины 4 и комплект уплотнительных манжет 5. Для поджатая комплекта манжет 5 на цилиндрическую поверхность штыря установлены сепаратор 6, втулка первая 7, кольцо 8 и поджимающая гайка 9. Штырь с одной стороны закреплен в соединенных между собой винтами полумуфтах активных 10, в торец которых упирается пружина 11, второй торец пружины упирается во втулку активную 12. Втулка активная 12 установлена на внешний диаметр фланца активного 13, который соединен резьбовым соединением (посредством 4 винтов) с толкателем 14. Для компенсации углового рассогласования полумуфты активные 10 установлены в опору активную 15. Ограничением прокачки толкателя 14 по углу определяется внутренним диаметром крышки первой 16 и ограничителем активным 17, который установлен с возможностью перемещения в пазу корпуса активного 18. В неподвижном положении входной патрубок 1 удерживается втулкой второй 19. Втулка вторая 19 передним торцем упирается в торец входного патрубка 1, а задняя часть подпирается фланцем первым 20, который соединяется с корпусом активным 18 винтами 21 и гайкой активной 22.The active part contains an inlet pipe 1 connected through an active bellows 2 to a pin 3, on which disk springs 4 and a set of sealing cuffs are installed 5. For a tightened set of cuffs 5, a separator 6, a sleeve 7, a ring 8 and a compression nut are installed on the cylindrical surface of the pin. 9. The pin is fixed on one side in the active coupling halves of the active 10 connected by screws, the end of which abuts the spring 11, the second end of the spring abuts the active bushing 12. The active bushing 12 is mounted on the outer diameter of the flange and active 13, which is connected by a threaded connection (via 4 screws) to the pusher 14. To compensate for the angular misalignment, the coupling halves of the active 10 are mounted in the active support 15. The restriction of the pump pusher 14 by angle is determined by the inner diameter of the cover of the first 16 and the active stop 17, which is installed with the ability to move into the groove of the active housing 18. In the stationary position, the inlet pipe 1 is held by the second sleeve 19. The second sleeve 19 with its front end abuts against the end of the inlet pipe 1, and the rear part pushed by the first flange 20, which is connected to the housing by active 18 screws 21 and the active nut 22.

Пассивная часть содержит выходной патрубок 23, соединенный через сильфон пассивный 24 с ловителем 25, закрепленным в соединенных между собой полумуфтах пассивных 26 и фланце пассивном 27, в который ввернуты втулки пассивные 28 с установленными в них стаканами с пружинами 29. Для компенсации углового рассогласования полумуфты пассивные 26 установлены в опору пассивную 30 с ограничением угловой прокачки внутренним диаметром крышки пассивной 31 и ограничителем пассивным 32, который перемещается в пазу корпуса пассивного 33. В неподвижном положении выходной патрубок 23 удерживается втулкой правой 34. Втулка правая 34 передним торцем упирается в торец выходного патрубка пассивного 23, а задняя часть подпирается фланцем пассивным 35, который соединяется винтами 36 с корпусом пассивным 33 и гайкой пассивной 37.The passive part contains an outlet pipe 23, connected through a bellows passive 24 with a catcher 25, mounted in interconnected half-couplings passive 26 and a flange passive 27, into which the bushings passive 28 are screwed in mounted cups with springs 29. To compensate for the angular mismatch of the half-couplings 26 are installed in the support passive 30 with the restriction of angular pumping by the inner diameter of the cover passive 31 and the limiter passive 32, which moves into the groove of the housing passive 33. In a stationary position in Khodnev pipe 23 held right sleeve 34. The sleeve 34 of the right front end abuts against the end face 23 of the passive outlet port, and the rear part is supported passive flange 35 which is connected by screws 36 to the housing 33 and the passive passive nut 37.

Активная часть (штырь) жестко закреплена на корпусе стыковочного устройства корабля, которая стыкуется к пассивной части (гнездо), также жестко установленная на корпусе ответного устройства модуля.The active part (pin) is rigidly fixed to the body of the ship’s docking device, which is docked to the passive part (socket), also rigidly mounted on the housing of the module response device.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами:The inventive design is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - активная часть (штырь), устанавливаемая на активный космический аппарат, и служит дозаправщиком жидкими компонентами, необходимые для поддержания длительной эксплуатации объекта.FIG. 1 - the active part (pin) mounted on the active spacecraft, and serves as a refueling liquid components necessary to maintain long-term operation of the object.

Фиг. 2 - пассивная часть (гнездо), устанавливаемая на пассивный объект, готовая для приема жидких компонентов.FIG. 2 - passive part (socket), mounted on a passive object, ready to receive liquid components.

Фиг. 3 - гидроразъем для образования общей магистрали, герметичной по стыку.FIG. 3 - hydraulic connector for the formation of a common line, sealed at the junction.

Стыковка двух частей гидросоединения осуществляется следующим образом.The docking of the two parts of the hydraulic connection is as follows.

После проведения механической сцепки двух космических объектов, и выравнивая их в осевом и боковом направлениях, включается механизм стягивания объектов со стороны активного космического аппарата.After mechanical coupling of the two space objects, and aligning them in the axial and lateral directions, the mechanism for contracting objects from the side of the active spacecraft is turned on.

По мере сближения и выравнивания двух космических аппаратов сферическая поверхность фланца активного 13 активной части (Фиг. 1) касается конусной поверхности ловителя 25 пассивной части (Фиг. 2) возникает сила, действующая на фланец пассивный 13, и штырь 3 активной части (Фиг. 1) начинает выдвигаться вперед относительно фланца активного 13, сжимая пружину 11 (Фиг. 1).As the two spacecraft approach and align, the spherical surface of the flange of the active 13 active part (Fig. 1) touches the conical surface of the trap 25 of the passive part (Fig. 2), a force arises acting on the passive flange 13, and the pin 3 of the active part (Fig. 1) ) begins to move forward relative to the flange of the active 13, compressing the spring 11 (Fig. 1).

В процессе соединения происходит выравнивание оси активной части относительно оси пассивной части за счет поворота штыря 3 вместе с толкателем 14 в сферическом шарнире, образованном опорой активной 15 и корпусом активным 18, в пределах паза в корпусе активном 18 за счет ограничителя активного 17, при этом входной штуцер 1 остается неподвижным (Фиг. 1). Со стороны пассивной части (Фиг. 2) за счет поворота ловителя 3 в сферическом шарнире, образованном опорой пассивной 30 и корпусом пассивным 33 в пределах паза в корпусе пассивном 33 за счет ограничителя пассивного 32. Одновременно с этим выравнивание происходит за счет поджатия пружин в стакане с пружинами 28. Стакан в точке касания с корпусом пассивным 33 имеет сферическую форму, при этом выходной штуцер 1 остается неподвижным.During the connection, the axis of the active part is aligned with the axis of the passive part due to the rotation of the pin 3 together with the pusher 14 in the spherical hinge formed by the active support 15 and the active housing 18, within the groove in the active housing 18 due to the active limiter 17, while the input the fitting 1 remains stationary (Fig. 1). On the side of the passive part (Fig. 2) due to the rotation of the catcher 3 in a spherical hinge formed by the support of the passive 30 and the passive case 33 within the groove in the passive case 33 due to the passive limiter 32. At the same time, alignment occurs due to the compression of the springs in the glass with springs 28. The glass at the point of contact with the passive housing 33 has a spherical shape, while the output fitting 1 remains stationary.

По мере стягивания космических аппаратов штырь 3 активной части входит в отверстие ∅А ловителя 3 пассивной части, при этом происходит дальнейшее сжатие пружины 11 и поджатие комплекта пружин 4 активной части.As the spacecraft contract, the pin 3 of the active part enters the hole ∅A of the trap 3 of the passive part, while further compressing the spring 11 and preloading the set of springs 4 of the active part.

Герметизация образовавшейся магистрали осуществляется за счет дополнительного поджатая наружной поверхности комплекта уплотнительных манжет 5 активной части по внутреннему диаметру отверстия ∅А ловителя 25 пассивной части при упоре штыря 3 в дно отверстия

ловителя и торцем тарельчатых пружин под действие силы от механизма стягивания объектов.Sealing of the formed line is carried out due to the additional tightened outer surface of the set of sealing cuffs 5 of the active part along the inner diameter of the hole ∅A of the trap 25 of the passive part when the pin 3 rests in the bottom of the hole

catcher and the end of the Belleville springs under the action of force from the mechanism of constriction of objects.

Рассогласование в осевом и угловом направлениях компенсируется за счет качания в сферических шарнирах активной и пассивной части, отклонений в сильфонах и перемещении оси ловителя пассивной части за счет стаканов с пружинами.The misalignment in the axial and angular directions is compensated by the swing in the spherical joints of the active and passive parts, deviations in the bellows and the movement of the axis of the catcher of the passive part due to cups with springs.

Расстыковка гидросоединения осуществляется следующим образом.The undocking of the hydraulic connection is as follows.

После выполнения перекачки жидких компонентов включается привод активного космического аппарата на их разъединение. Происходит отход активного аппарата от пассивного, с помощью толкателей агрегатов стыковки и пружин собственно гидросоединителей на сопрягаемых плоскостях. При этом штырь 3 активной части (Фиг. 1) выходит из отверстия ∅А ловителя 25 пассивной части (Фиг. 2), за счет комплекта тарельчатых пружин 4 и пружины 11, которые были поджаты в полумуфтах активных 10 и в упоре во втулку активную 12. В итоге под их воздействием штырь 3 возвращается в исходное положение.After pumping the liquid components, the drive of the active spacecraft to disconnect them is turned on. There is a departure of the active apparatus from the passive one, using the pushers of the docking aggregates and the springs of the actual hydraulic connectors on the mating planes. In this case, the pin 3 of the active part (Fig. 1) exits the hole ∅A of the trap 25 of the passive part (Fig. 2), due to the set of Belleville springs 4 and springs 11, which were pressed in the coupling halves of the active 10 and in the emphasis in the sleeve active 12 As a result, under their influence, the pin 3 returns to its original position.

Соединение и разъединение магистралей происходит многократно в автоматическом режиме приводами, установленными на активной части передающего объекта. В образовании гидроразъема участвуют две части: активная часть и пассивная часть. Соединение происходит в автоматическом режиме с исключением ручных операций. Надежность по герметичности обеспечивается за счет поджатая уплотнительных манжет, расположенных в активной части в точном отверстии пассивной части.The connection and disconnection of highways occurs repeatedly in automatic mode by drives mounted on the active part of the transmitting object. Two parts are involved in the formation of a hydraulic connector: the active part and the passive part. The connection occurs automatically with the exception of manual operations. Reliability in tightness is ensured by tightened sealing cuffs located in the active part in the exact hole of the passive part.

Claims

A hydraulic connector containing abutting nozzles: an inlet and an outlet nozzle, as well as sealing elements, characterized in that the inlet nozzle is located on the active part, and the outlet nozzle is located on the passive part, the outlet nozzle is connected through a bellows to the catcher, and the inlet to the pin, on which has sealing elements made in the form of sealing cups, Belleville springs, the first sleeve, the separator, the pusher, the ring and the tightening nut, the pin on one side is fixed in interconnected with active coupling halves with screws, the spring end rests on it, the second spring end rests on the active sleeve, which is mounted on the outer diameter of the flange connected by a threaded connection using screws with a pusher, the active coupling halves are mounted in the active support, the active limiter is installed with the possibility of movement in the housing groove active, the second sleeve with the front end abutted against the flange of the fixed fitting, and the rear end supported by the first flange, which is connected to the housing with active screws and an active nut, a nozzle connected through a bellows to a catcher fixed in interconnected passive coupling halves and a passive flange, into which passive bushings are screwed with cups with springs installed in them, the coupling halves are mounted in a passive support with a passive limiter installed in it, which is mounted with the possibility of moving into the passive housing groove, the right front sleeve is abutted against the end of the outlet pipe, and the rear end is pressed by the passive flange through the passive nut, the passive flange is connected to the housing sive screws.