дренажный трубопровод

Формула изобретения

Дренажный трубопровод, состоящий из входного и выходного наконечников с фланцами и уплотнительного элемента между ними в виде двухпоясковой манжеты, отличающийся тем, что между входным и выходным наконечниками установлен промежуточный трубопровод с сферическими выступами на концах, контактирующий с возможностью осевого перемещения одним сферическим выступом с внутренней поверхностью входного наконечника, другим сферическим выступом закреплен во фланце выходного наконечника с возможностью вращения, двухпоясковая манжета выполнена с наружным цилиндрическим и внутренним сферическим поясками и установлена с возможностью опоры на сферический выступ промежуточного трубопровода со стороны действия давления рабочей среды, причем между ними установлено распорное кольцо, пружина которого опирается на буртик, выполненный на конце промежуточного трубопровода, а в месте контакта сферического выступа с выходным наконечником установлено кольцо трапецеидального сечения, обращенного меньшим основанием трапеции в сторону сферического выступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к системам дренажирования рабочей среды.

Известен трубопровод, содержащий входной и выходной наконечники, один из которых выполнен сферической формы, а другой снабжен двумя кольцами, охватывающими сферический выступ первого наконечника, скрепленными замком в виде вкладышей и запирающей их втулкой, и привод, обеспечивающий расстыковку трубопровода (патент США № 4477105, кл. F 16 L 27/06 от 1984 г.).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и необходимость наличия системы управления расстыковкой.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является трубопровод, содержащий входной и выходной наконечники, один из которых выполнен сферической формы и снабжен уплотнительным элементом в виде двухпоясковой манжеты с наружным сферическим и внутренним цилиндрическим поясами (патент США № 3642306, кл. F 16 L 27/12 от l972 г.).

Данное устройство может быть использовано как дренажный трубопровод, обеспечивающий дренаж собранных утечек из различных агрегатов (например, из базового модуля ракетного блока) и отвод их за пределы головного обтекателя, закрывающего ракетный блок, т.е. позволять некоторую свободу перемещения точек крепления с последующим разделением (расстыковкой) трубопровода.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, технологии монтажа, недостаточная надежность и герметичность при взаимном перемещении мест крепления трубопровода и в условиях криогенной рабочей среды, а также значительная масса оставшихся деталей на сбросе головного обтекателя.

Задача изобретения достигается тем, что в дренажный трубопровод, состоящий из входного и выходного наконечников с фланцами и уплотнительного элемента между ними в виде двухпоясковой манжеты, между входным и выходным наконечниками установлен промежуточный трубопровод с сферическими выступами на концах, контактирующий с возможностью осевого перемещения одним сферическим выступом с внутренней поверхностью входного наконечника, другим сферическим выступом закреплен во фланце выходного наконечника с возможностью вращения, двухпоясковая манжета выполнена с наружным цилиндрическим и внутренним сферическим поясками и установлена с возможностью опоры на сферический выступ промежуточного трубопровода со стороны действия давления рабочей среды, причем между ее поясками установлено распорное кольцо с пружиной, опирающейся на буртик, выполненный на конце промежуточного трубопровода, а в месте контакта сферического выступа и выходного наконечника установлено кольцо трапецеидального сечения, обращенное меньшим основанием трапеции в сторону сферического выступа.

На фиг.1 показан общий вид дренажного трубопровода.

На фиг.2 показано место уплотнения стыка входного наконечника с промежуточным трубопроводом.

На фиг.3 показано место уплотнения стыка выходного наконечника с промежуточным трубопроводом.

Дренажный трубопровод, предназначенный для сброса утечек рабочего тела (газообразного кислорода) из базового модуля ракетного блока за головной обтекатель, состоит из входного наконечника 1, промежуточного трубопровода 2 и выходного трубопровода 3. На входном трубопроводе 1 выполнен фланец 4 и закреплена предохранительная муфта 5, охватывающая одновременно и промежуточный трубопровод 2 с целью исключения их смещения. На промежуточном трубопроводе 2 выполнены сферические выступы 6 и 7. На сферическом выступе 6 установлена двухпоясковая манжета 8 с наружным цилиндрическим пояском 9, контактирующим с внутренней цилиндрической поверхностью входного наконечника 1, и внутренним сферическим пояском 10, контактирующим с поверхностью сферического выступа 6. Двухпоясковая манжета 8 установлена на сферическом выступе 6 со стороны действия давления рабочей среды (по стрелке "Вход") и поджимается им внутренним сферическим пояском 10 к поверхности сферического выступа 6.

Для повышения герметичности дренажного трубопровода при малых давлениях рабочей среды пояски внутренний сферический 10 и наружный цилиндрический 9 поджимаются дополнительно к соответствующим поверхностям промежуточного трубопровода 2 и входного наконечника 1 распорным кольцом 11, поджатым пружиной 12, опирающейся другим концом на буртик 13 промежуточного трубопровода 2. Сферический выступ 7 промежуточного трубопровода 2 установлен во фланце 14, закрепленном на выходном наконечнике 3 с возможностью вращения. Для обеспечения герметичности места контакта промежуточного трубопровода 2 с выходным наконечником 3 установлено кольцо 15 трапецеидального сечения, меньшим основанием направленным в сторону сферического выступа 7. К выходному наконечнику 3 пристыкован патрубок 16, направленный при монтаже на головном обтекателе 17 вниз и закрыт заглушкой 18. Фланец 4 крепится на базовом модуле 19 ракетного блока. Работает дренажный трубопровод следующим образом: через окно в головном обтекателе 17 дренажный трубопровод вводят в полость между головным обтекателем 17 и базовым модулем 19 ракетного блока и крепят фланцем 4 к трубопроводу сбора утечек из агрегатов базового модуля 19 ракетного блока. После снятия предохранительной муфты 5 производят крепление дренажного трубопровода к головному обтекателю 17. Расстояние между местами крепления и между фланцами 4 и 14 дренажного трубопровода выравнивается за счет осевого перемещения промежуточного трубопровода 2 в входном наконечнике 1. Угловое несоответствие мест крепления выбирают за счет вращения сферических выступов 6 и 7 промежуточного трубопровода 2 в соответствующих опорах входного 1 и выходного 2 наконечников. При прохождении криогенной рабочей среды через дренажный трубопровод происходит его захолаживание, в т.ч. и герметизирующих элементов - двухпоясковой манжеты 8 и кольца 15. Эти элементы плотнее охватывают уплотнительные поверхности - сферические выступы 6 и 7, чем обеспечивают достаточную герметичность дренажного трубопровода при криогенных температурах. При достижении определенного давления в дренажном трубопроводе происходит сброс заглушки 18, и рабочая среда дренажируется в окружающую головной обтекатель 17 среду. В процессе заправки и на участке полета ракетного блока до сброса головного обтекателя 17 происходит изменение координат точек крепления дренажного трубопровода (одного фланца 4 относительно другого 14). Это изменение компенсируется аналогично сборке перемещением промежуточного трубопровода 2 вдоль входного наконечника 1 и вращением сферических выступов 6 и 7 трубопровода 2 в соответствующих опорах дренажного трубопровода. При сбросе головного обтекателя 17 с базового модуля 19 ракетного блока происходит выдергивание обтекателем 17 промежуточного трубопровода 2 из входного наконечника 1, при этом масса остающихся деталей на базовом модуле 19 блока минимальна. Выпадающие детали при разделении отсутствуют.

Таким образом, предложенная конструкция дренажного трубопровода обеспечивает упрощение конструкции и технологии монтажа, достаточную надежность и минимальную массу деталей, остающихся на базовом модуле ракетного блока.