專利名稱：易碎連接分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于適于各種用途的爆炸分離系統(tǒng)，特別是用擠壓與輥壓工藝制造的能進(jìn)行可靠的、干凈與低成本的分離連接。擠壓工藝適用于制造單一易碎連接元件以代替現(xiàn)有技術(shù)分離系統(tǒng)的一對圓環(huán)，從而簡化了制造與裝配，同時帶來成本的降低，爆炸分離系統(tǒng)通常用于各種航天設(shè)備中各級火箭與有效負(fù)載的分離。
現(xiàn)有的爆炸分離連接在制造上是昂貴的。其耗資昂貴的基本原因是其使用精密的機(jī)加工與需要煩雜的裝配，例如美國專利NO.3，698，281中所公開的爆炸系統(tǒng)需要制出兩個精密機(jī)加工的分離環(huán)50和52(示于圖3的截面圖中)。制出后將50和52裝配在連接兩部分54和56上。其中一個環(huán)52裝在部分54和56的內(nèi)側(cè)部分上，而另一環(huán)50則裝在54和56的外側(cè)部分上。每個環(huán)50和52上都有凹槽，當(dāng)它們裝配在一起時共同形成一個容納爆破索的中空部分58。環(huán)50和52的部位必須十分準(zhǔn)確以保證引爆爆破索在中空部分58中被正確定位來保證在引爆后完全將兩部分54和56分離，每個環(huán)50和52上還在與凹槽對應(yīng)的一側(cè)上制出凹口60，爆破索的引爆兩環(huán)50和52就沿凹口分離，在每個凹口60與爆破索62之間的材料厚度必須精確地控制以保證爆破索62爆炸后能使沿環(huán)50和52整個圓周完全分離。
典型地，在現(xiàn)有技術(shù)中，包含爆破索的管的兩端用“型鍛”，工藝加以密封，其中有一自模塊伸出的心棒被拉入管中，這使管向外擴(kuò)張并與心棒相配，使復(fù)式管頭與管緊密配合，爆破索通過一個孔完全伸入該心棒與模塊中，模塊然后焊接在管上，在現(xiàn)有技術(shù)連接中管子大部分長度是卵圓形。為適應(yīng)上述連接只在兩端保留為圓形，這樣，現(xiàn)有技術(shù)連接需要精確的機(jī)加工環(huán)和與爆破索裝配及連接在被分離結(jié)構(gòu)上的細(xì)心的裝配。
與此相反，本發(fā)明則使用形成單件的，包含有爆破索的空心狀擠壓成形結(jié)構(gòu)，而不是兩個分開的板或環(huán)(一個在爆破索的內(nèi)側(cè)、另一個在爆破索的外側(cè))。單件的擠壓成的連接的成型與安裝工藝無需精密地機(jī)加工與安裝兩個大到直徑幾英尺的單獨(dú)的環(huán)。本發(fā)明的連接還包括一個新式的復(fù)式接頭，它適于該擠壓成形物的端部密封與爆破索的引爆。這樣，本發(fā)明的易碎的擠壓連接結(jié)構(gòu)就優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)所使用的爆炸分離系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)越的、可靠的、干凈操作的爆炸分離系統(tǒng)。它比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)容易制造與安裝并較便宜。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用一單件擠壓結(jié)構(gòu)，它具有空心部分(包括管腔)、一對凸緣凹口，各在擠壓成形件的空心部分的相對的每個側(cè)面上和兩個與待爆炸分離的兩部分連接的連接凸緣部分，包含凸緣的擠壓結(jié)構(gòu)的兩部分位于其間有管腔的連接的每一端部上，一個不銹鋼內(nèi)管插入擠壓結(jié)構(gòu)的空心部分中。此管包容著引爆后的爆炸副產(chǎn)物，在避免對周圍環(huán)境污染并不重要的場合也可以不用，然后將擠成結(jié)構(gòu)輥壓成其最后的形狀-例如，若用于連接宇宙飛船的兩個圓柱體部分時可以是開口環(huán)。將包含柔性導(dǎo)爆索(MDF)的雙重引爆線狀爆炸物的爆破索置于橡膠套中。然后把爆破索和橡膠管引入擠成結(jié)構(gòu)空心部分的不銹鋼管中，最后，在靠近環(huán)和管密封處把引爆復(fù)式接頭安裝在管的端部，現(xiàn)有技術(shù)中的心棒在本發(fā)明的易碎連接中不再適用，這是因?yàn)樵诒景l(fā)明的連接中由于把管引入擠成結(jié)構(gòu)的橢圓形空心部分中管的端部可以不再是圓形的。在本發(fā)明中用彎邊、粘接和夾緊工藝把一種新式復(fù)式接頭安裝在管的端部，在本發(fā)明的引爆的復(fù)式接頭中還有隔離含有兩端爆破索腔室的隔板。它可防止線性裝藥的每個相對端的共鳴引爆的傷害。
分離系統(tǒng)為所公知的那樣通過復(fù)式接頭所提供的電信號來引爆導(dǎo)火索。爆炸使不銹鋼管膨脹，它使連接在凹口處斷裂成兩部分。


圖1是本發(fā)明的擠壓成形易碎連接的透視圖;
圖2是沿圖1中2-2線的剖視圖，顯示出空心狀擠壓成形結(jié)構(gòu)、不銹鋼管、橡膠套和爆破索。
圖3是表示美國專利No.3，698，281中所公開的現(xiàn)有技術(shù)爆炸分離系統(tǒng)的類似于圖2的剖視圖;
圖4是本發(fā)明的復(fù)式接頭及其在擠壓成形結(jié)構(gòu)易碎連接的安裝的分解圖;
圖5是擠壓成形結(jié)構(gòu)易碎連接的局部剖視圖。
參照圖1和圖2，擠壓成型件10用6061鋁或其它適宜金屬通過適當(dāng)形狀的模具(未示出)擠壓成形，并在以T6條件進(jìn)行熱處理回火。該模具包括具有橢圓形截面的中心件(未示出)。中心件伸出以形成橢圓形的擠出成形件10的中空部分12。擠出成形件還包括兩個凸緣14和16，其上有孔42作為把擠出成形件10安裝到相應(yīng)的被連接結(jié)構(gòu)上的裝置-例如，宇宙飛船的兩級。擠壓成形件10作為易碎連接分離系統(tǒng)8(如圖1所示)的結(jié)構(gòu)承載部件，兩條平行的分離溝槽或凹口18和20，在空心部分12的每一側(cè)分別作為在空心部分12的每一側(cè)的減薄的易碎點(diǎn)22和24。這些易碎點(diǎn)22和24是爆破索30引爆后沿其發(fā)生分離的部位。
在擠壓成形件10形成后，把細(xì)長管26插入到空心中央部分12中。在最佳實(shí)施例中，管26是304C(退火狀態(tài))的不銹鋼管，其外徑為0.625英寸，墊厚0.049英寸，管26是用來包容引爆爆破索30后的爆炸副產(chǎn)物，在不必慮及污染的應(yīng)用場合，管26可以省略。在將管26插入空心部分12中以后，把擠壓成形件10輥壓成所需的形狀-例如圖1中所示出的開口環(huán)狀，為了接納復(fù)式接頭40，在輥壓成形后，管26和擠壓成形件10用，例如，磨床或手鋸和銼刀修邊。
爆破索30包括例如柔性導(dǎo)爆索(MDF)，它是由置于鋁套中，拉成標(biāo)稱23，25格令/英尺(grain/foot)爆破索30被插入擠壓成形的硅橡膠或其它適宜材料的套28中，它把爆破索30保持在管26的中心位置，在套28和管26之間有公稱空間以允許有制造公差，然后把爆破索30和橡膠套28引入管26中，如果需要再修整到適宜的長度。
現(xiàn)在，易碎連接8包括了擠壓成形件10，套28，1，破索30和復(fù)式接頭40已基本如圖1所示。完成連接8的最后步驟是安裝引爆復(fù)式接頭40。
現(xiàn)有技術(shù)分離連接是如上所述地用帶有圓的端部的管子安裝在復(fù)式接頭上的。由于在本發(fā)明中管26必須拉過擠壓成形件10的長度，管26的端部26是橢圓形而不是圓形，因此，本發(fā)明還包括一種新式復(fù)式接頭40和將其安裝在管26端部的方法。參照圖4和5，引爆復(fù)式接頭40包括一個具有一對螺孔71的機(jī)加工不銹鋼體70，用于分別將引爆用的柔性約束引爆索(FCDC)72A和72B與HNS/鋁MOF即爆破索30的一端相鄰接。
兩個插塞元件74和75，側(cè)邊各至少有一彎曲凹陷76A和76B(TZ最佳實(shí)施例中是兩個)，插塞元件自主體70在相反方向上向外延伸，插塞元件74和75的截面形狀和尺寸可密配在管26的端部中。復(fù)式接頭40包括沿插塞元件74和75的軸向分別向復(fù)式接頭40的中心延伸的共軸的孔78和79的端部之間留下一隔板90而不相通?？?8和79的直徑選定可使爆破索30的端部插入其中。保持環(huán)86和87分別插套在管26的端部，是為了加強(qiáng)管26以防在其伸出擠壓成形件10處破斷。套28的長度短于管26的長度，以使在套28的端部與相應(yīng)的管26端部間存在著間隙以允許插塞元件74和75插入其中，然后把爆破索30各自的端部在管26的各自端部通過波形凹口76A和76B固定在插塞元件74和75上，借助于包括內(nèi)側(cè)件80和外側(cè)件81的夾子把管26的波形部分保持在插塞元件74的波形凹口76A中，K｜們用緊固件84或其它適宜裝置夾持在管26和插塞元件74的端部位置。從而管26的一端固定在復(fù)式接頭40的插塞元件74上。類似地，靠近管26的另一端的波形部分被包括內(nèi)側(cè)件82和外側(cè)件83的夾子保持在波形凹口76B內(nèi)，內(nèi)、外側(cè)件被堅(jiān)固件84夾持在位。這樣，管26的另一端就固定在復(fù)式接頭40的插塞75上。上述裝置也用于把爆破索30密封在管26和復(fù)式接頭40中，在最佳實(shí)施例中，使用適宜的粘合劑把管26的端部粘接到插塞74和75上以加強(qiáng)該連接并提供較好的密封。復(fù)式接頭40在每個爆破索30端部的裝藥杯91A和91B與FCDC端頭89A和89B之間保持有適當(dāng)?shù)拈g隙88A和88B，裝藥杯91和A91B分別被FCDC72A和72B引爆，它再引爆各自爆破索30的端部。裝藥杯91A和91B中含有炸藥用于提高從FCDC72A和72B到各自的爆破索30的端部的爆炸傳導(dǎo)性能。
在最佳實(shí)施例中，復(fù)式接頭40設(shè)計(jì)成從每一用隔板90彼此隔開的包括孔78和79的分開腔室中用兩個FCDC72A與72B從側(cè)面引爆爆破索30的線狀炸藥，獨(dú)自的腔室可以消除對每個爆破索30端部由另一端引爆而產(chǎn)生的振動損害，這往往發(fā)生在一端引爆較另一端引爆略早的情況下。
此連接用在孔42中的多個緊固件(未示出)連接在待連接的宇宙飛船(未示出)的兩部分上。復(fù)式接頭用孔41中的緊固件(未示出)安裝在待分離結(jié)構(gòu)之一上，在結(jié)構(gòu)分離后它仍保持在該結(jié)構(gòu)上。在爆破索30引爆的作用下，不銹鋼管26被壓向外成為一個近于圓形的截面，管26的變形對在空心部分12中的擠壓成形件10的內(nèi)面作功，這引起擠壓成形件10中的較弱的破裂點(diǎn)22和24的破裂而后分離，破裂點(diǎn)分別位于分離凹口18和20之下部，管26結(jié)合復(fù)式接頭40也用于包容爆炸的副產(chǎn)物，這樣就得到了一種可靠的、干凈操作的成本低的分離連接以及通過擠壓與輥壓工藝而一種制造其的方法。
雖然是用特例進(jìn)行描述的，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可對此作出各種改進(jìn)與變型，申請人意在使本發(fā)明包含這些改進(jìn)與變型使之包含在所提各權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種把第一與第二結(jié)構(gòu)物連接在一起并能使它們爆炸分離的爆炸分離系統(tǒng)，包括擠壓成形的連接件，它有連接在第一結(jié)構(gòu)物上的第一凸緣部分和連接在第二結(jié)構(gòu)物上的第二凸緣部分，位于第一、第二凸緣部分之間的空心部分，各在上述空心部分上的一對平行的溝槽，上述溝槽將上述第一、第二凸緣部分劃界并減小上述空心部分的每一側(cè)的連接件的厚度；及把上述第一凸緣部分從上述第二凸緣部分上爆炸分離的爆炸裝置。
2.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述第一、第二凸緣部分和上述空心部分由一塊材料構(gòu)成。
3.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述連接件的截面鄰近上述空心部分的面積寬于第一、第二凸緣部分的面積。
4.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述連接件具有截面形狀為其開口端相接的U形叉狀。
5.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，F(xiàn)d中每個上述溝槽與上述第一、第二凸緣部分的各遠(yuǎn)端等距離。
6.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述空心部分在垂直于上述溝槽所確定的平面的方向上延伸成細(xì)長形狀。
7.一種如權(quán)利要求1中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆炸裝置還包括在上述連接件的空心部分中的爆破索和引爆上述爆破索的裝置。
8.一種如權(quán)利要求7中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆炸裝置還包括位于上述爆破索與上述空心部分內(nèi)表面之間的彈性體套。
9.一種如權(quán)利要求8中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆炸裝置還包括一個在上述空心部分中的金屬管，其中上述套和上述爆破索則位于上述管中。
10.一種如權(quán)利要求9中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述連接件被輥壓成圓環(huán)的一部分。
11.一種如權(quán)利要求10中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆炸裝置還包括一個復(fù)式接頭，而其中上述圓環(huán)部分有兩端，每端都安裝在上述復(fù)式接頭上，上述復(fù)式接頭包括一個有第一和第二插塞元件的殼體，各在殼體的一端，每個上述插塞元件定位于上述管的一端且其尺寸與之適配，并具有一孔其位置與尺寸用于容納上述爆破索的一端，而且每個上述插塞元件至少有一凹口，使上述管端的波形部分凸入上述凹口中。
12.一種如權(quán)利要求11中的爆炸分離系統(tǒng)，進(jìn)一步還包括第一與第二夾持裝置，用于把上述管的相應(yīng)端部保持在相對于上述第一與第二插塞元件于固定位置。
13.一種如權(quán)利要求11中的爆炸分離系統(tǒng)，進(jìn)一步還包括第一與第二保持套，用以加強(qiáng)上述管的端部防止破斷。
14.一種如權(quán)利要求11中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆炸裝置進(jìn)一步還包括用來分別引爆上述爆破端部的第一與第二引爆裝置，其中上述殼體上有貫穿上述第一孔的第三孔和貫穿上述第二孔的第四孔，其尺寸用于分別容納上述第一與第二引爆索裝置。
15.一種如權(quán)利要求14中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述爆破索還包括在其一端上的第一裝藥杯和在其另一端上的第二裝藥杯，其中上述第一與第二引爆索裝置進(jìn)一步還包括分別位于上述第三和第四孔的端部的第一與第二端頭，其中分別在上述第一與第二端頭和上述第一和第二引爆索之間在上述第三和第四孔中存在著間隙。
16.一種如權(quán)利要求11中的爆炸分離系統(tǒng)，其中上述第一與第二孔不互相貫穿，從而在上述爆破索端之間確定出一個隔板。
17.一種爆破分離系統(tǒng)，包括成一體的環(huán)狀部分，上述環(huán)部有確定出封閉的環(huán)狀腔室的內(nèi)、外圓周側(cè)面，上述每個圓周側(cè)面基本被確定出上凸緣與下凸緣的溝槽所環(huán)繞;用于爆炸而把上述上凸緣從上述下凸緣上分離的爆炸裝置，上述爆炸裝置還包括沿上述環(huán)狀腔體延伸的爆破索，以及復(fù)式接頭裝置，用于連接上述環(huán)部的每一端部并至少引爆上述爆破索的一端。
18.一種制造易碎連接的方法，它包括如下步驟擠壓出具有空心部分和兩個平行的線狀溝槽的連接元件;將不銹鋼管插入至連接元件空心部分的長度;形成最后形狀的連接元件;把爆破索裝入一彈性體套中;通過空心部分把爆破索和彈性體套引入至連接元件的全長;以及安裝引爆復(fù)式接頭并密封空心部分。
19.一種如權(quán)利要求18的方法，其中上述最后形狀是圓環(huán)的一部分。
20.一種制造爆炸分離系統(tǒng)的方法，包括下列步驟擠壓出具有空心部分和兩個平行的線狀的與空心部分鄰近的溝槽的連接元件;形成最后形狀的連接元件;把爆破索裝入一彈性體套中;把爆破索和彈性套通過空心部分引入連接元件的全長;以及安裝引爆復(fù)式接頭以密封空心部分并封住連接裝置。
全文摘要
一種改進(jìn)的爆炸分離連接及其制造方法?？招臄D壓成型件提供分離連接的兩側(cè)，各側(cè)安裝于兩結(jié)構(gòu)物。連接的每一端分別安裝在兩結(jié)構(gòu)物之一上。不銹鋼管插入擠壓成型件的空心部分，把擠壓成型件輥壓成部分環(huán)。被彈性體套包護(hù)的爆破索插入管的全長，引爆復(fù)式接頭連接并密封環(huán)的端部，在每一柔性限制引爆線(“FCDC”)與爆破索的相對端間提供對接，復(fù)式接頭有在爆破索的端部和兩個PCDC間的隔板，以防止另外端引爆造成對爆破索的任一端和與之相連的FCDC的振動損害。
文檔編號B64G1/64GK1089225SQ9311964
公開日1994年7月13日 申請日期1993年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月2日
發(fā)明者加里·N·哈里斯 申請人:奧比托科學(xué)公司