本發(fā)明涉及一種連接裝置，特別是涉及一種適用于地面與火箭供氣系統(tǒng)的連接器。

背景技術(shù)：

氣路插拔組合連接器應(yīng)用于火箭供氣系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)多路管路組合供氣的快速對接脫落裝置，對接時(shí)可靠輸送氮?dú)?、氦氣、空氣等高壓常溫氣體，要求在連接器脫落時(shí)持續(xù)供氣，通過火箭起飛被動(dòng)機(jī)械解鎖快速脫落，連接器密封、供氣帶載脫落可靠性要求較高。

火箭供氣系統(tǒng)要求多路供氣管路組合成為一個(gè)供氣連接器，整體對接和脫落。有的供氣項(xiàng)目需要供氣至火箭起飛后，因此連接器在火箭起飛后的脫落時(shí)間要求很短，脫落條件嚴(yán)酷性及可靠性要求很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于對火箭可靠密封供氣，火箭起飛后供氣帶載快速脫落的冗余球鎖式插拔連接器。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，包括連接器本體、球鎖和箭上插座，

所述連接器本體上開設(shè)有容納所述球鎖的第一通孔，所述第一通孔的底端設(shè)有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母的周向開設(shè)有環(huán)形凹槽，所述連接器本體上固定設(shè)有穿過第一通孔壁的限位螺釘，所述限位螺釘伸入到鎖緊螺母的環(huán)形凹槽內(nèi)對鎖緊螺母進(jìn)行軸向限位，所述球鎖螺紋連接在所述鎖緊螺母的螺紋孔上，所述球鎖上固定設(shè)有銷軸，所述第一通孔內(nèi)設(shè)有沿第一通孔軸向的銷軸槽，所述球鎖在銷軸和銷軸槽的作用下只能沿所述第一通孔的軸向運(yùn)動(dòng)，所述球鎖上還連接有鋼絲繩，所述鋼絲繩用來與地面固定連接，所述連接器本體上固定設(shè)有平衡接頭，

所述球鎖位于連接器本體的第一通孔內(nèi)，球鎖包括呈套筒狀的球鎖本體，所述球鎖本體的下端螺紋連接在所述鎖緊螺母的螺紋孔上，所述球鎖內(nèi)設(shè)有解鎖桿，所述解鎖桿的下端連接有所述鋼絲繩，所述球鎖本體的上端外套裝有活動(dòng)套，球鎖本體上開設(shè)有槽孔，所述活動(dòng)套通過穿插在槽孔內(nèi)的所述銷軸與解鎖桿連接，所述活動(dòng)套的內(nèi)壁上設(shè)有上凸臺和下凸臺，所述下凸臺與球鎖本體之間設(shè)有第一彈簧，第一彈簧套裝在球鎖本體上，所述球鎖本體上端的側(cè)壁上開設(shè)有第一鋼球槽口，第一鋼球槽口內(nèi)設(shè)有第一鋼球，所述球鎖本體的上端插接有冗余球頭，所述第一鋼球在下凸臺的作用下能夠壓入冗余球頭的凹槽內(nèi)將冗余球頭鎖緊，所述冗余球頭的上端設(shè)有插孔，所述插孔的側(cè)壁上開設(shè)有第二鋼球槽口，第二鋼球槽口內(nèi)設(shè)有第二鋼球，所述冗余球頭的側(cè)壁上設(shè)有第一O形圈，第一O形圈位于第二鋼球槽口的下方，

所述箭上插座包括插座本體，所述插座本體上開設(shè)有用于與箭體底部固定安裝的螺紋孔，插座本體上設(shè)有容納連接器本體上端的第二通孔，所述第二通孔的頂端固定設(shè)有壓蓋，第二通孔內(nèi)設(shè)有球鎖球頭，所述球鎖球頭固定連接在壓蓋上，球鎖球頭外套裝有一外套，所述外套的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有中凸臺，所述中凸臺與球鎖球頭的上端之間設(shè)有第二彈簧，所述第二彈簧套裝在球鎖球頭上，球鎖球頭的上端設(shè)有削弱槽用于強(qiáng)制拉斷，球鎖球頭的下端設(shè)有鋼絲擋圈和凹槽，球鎖球頭的下端插入所述冗余球頭上端的插孔時(shí)，所述第二鋼球在上凸臺的作用下能夠壓入球鎖球頭下端的凹槽內(nèi)將球鎖球頭鎖緊，所述插座本體上固定設(shè)有插頭，所述插頭能夠插入所述平衡接頭內(nèi)實(shí)現(xiàn)徑向密封供氣。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述連接器本體第一通孔的內(nèi)壁下端設(shè)有凹臺，所述凹臺與鎖緊螺母之間安裝有推力軸承。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述限位螺釘設(shè)為4個(gè)，4個(gè)限位螺釘沿第一通孔壁的周向均勻布置。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插頭的上端開設(shè)有第一盲孔，所述第一盲孔的下端設(shè)有徑向通氣孔，徑向通氣孔上方以及下方的插頭外壁上各設(shè)有一個(gè)第二O形圈，所述平衡接頭包括插座體以及固連在插座體下方的接管嘴，所述接管嘴用來與地面的供氣設(shè)備相連，所述插座體的上端開設(shè)有第二盲孔，第二盲孔用來密封容納所述插頭的下端，所述接管嘴和插座體內(nèi)設(shè)有與第一盲孔下端的徑向通氣孔相連通的供氣通道。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插座體的上端設(shè)有卡接凸臺，所述卡接凸臺下方的插座體外壁上設(shè)有擋圈，所述插座體通過卡接凸臺和擋圈固定設(shè)在連接器本體上。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插座體通過螺紋連接的方式固定設(shè)在連接器本體上。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插頭通過螺紋連接的方式固定設(shè)在插座本體上。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述鋼絲繩上串聯(lián)有氣缸，所述氣缸用來張緊鋼絲繩。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于連接器對接時(shí)，冗余球頭已預(yù)先安裝于球鎖內(nèi)處于鎖緊狀態(tài)，拽動(dòng)活動(dòng)套軸向運(yùn)動(dòng)解除第二鋼球徑向限位，然后將連接器本體插入箭上插座，球鎖球頭插入冗余球頭后，將活動(dòng)套復(fù)位，第二鋼球在上凸臺的作用下被推入球鎖球頭的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對接，然后將鎖緊螺母用扳手?jǐn)Q緊，連接器本體的上端面貼合插座本體的下端面，即實(shí)現(xiàn)連接器的鎖緊。連接器鎖緊時(shí)，插頭插入平衡接頭中實(shí)現(xiàn)密封供氣。連接器脫落時(shí)，火箭起飛或氣缸動(dòng)作將鋼絲繩張緊，進(jìn)而拽動(dòng)解鎖桿及活動(dòng)套運(yùn)動(dòng)解鎖，活動(dòng)套首先解除第二鋼球徑向限位，再解鎖第一鋼球徑向限位，因而連接器正常情況下通過冗余球頭與球鎖球頭解鎖分離，若冗余球頭與球鎖球頭卡滯，則通過冗余球頭與球鎖本體解鎖分離，實(shí)現(xiàn)冗余解鎖。球鎖解鎖后連接器即脫落分離。當(dāng)兩處球鎖解鎖失效，連接器可通過鋼絲繩將球鎖球頭上端的削弱槽強(qiáng)制拉斷分離。通過冗余球鎖及強(qiáng)制拉斷三層措施，提高連接器分離的可靠性，避免連接器不能脫落而拽壞箭體造成安全性問題。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器的主視圖；

圖2為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器中的連接器本體的主視圖；

圖3為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器中的箭上插座的主視圖；

圖4為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器中的球鎖的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器中的平衡接頭的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器對接前及脫落過程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，并結(jié)合圖2～5所示，本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，包括連接器本體1、球鎖5和箭上插座2。

如圖2所示，所述連接器本體1上開設(shè)有容納所述球鎖5的第一通孔，所述第一通孔的底端設(shè)有鎖緊螺母103，所述鎖緊螺母103的周向開設(shè)有環(huán)形凹槽，所述連接器本體1上固定設(shè)有穿過第一通孔壁的限位螺釘104，所述限位螺釘104伸入到鎖緊螺母103的環(huán)形凹槽內(nèi)對鎖緊螺母103進(jìn)行軸向限位，由于限位螺釘104僅僅對鎖緊螺母103進(jìn)行軸向限位，也就是限位螺釘104的端頭并沒有和環(huán)形凹槽的槽底相貼緊，因此鎖緊螺母103能夠沿周向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述球鎖5螺紋連接在所述鎖緊螺母103的螺紋孔上，所述球鎖5上固定設(shè)有銷軸502，所述第一通孔內(nèi)設(shè)有沿第一通孔軸向的銷軸槽，所述球鎖5在銷軸502和銷軸槽的作用下只能沿所述第一通孔的軸向運(yùn)動(dòng)，所述球鎖5上還連接有鋼絲繩3，所述鋼絲繩3用來與地面固定連接，鋼絲繩3通常與發(fā)射臺架等固定位置固連。所述連接器本體1上固定設(shè)有平衡接頭6。根據(jù)箭體對供氣路數(shù)、通徑等項(xiàng)目的需求，設(shè)置平衡接頭6的數(shù)量、通徑以及端面位置分布。

上述的球鎖5沿著第一通孔作軸向運(yùn)動(dòng)的過程如下：轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺母103，由于球鎖5螺紋連接在鎖緊螺母103的螺紋孔上，并且球鎖5被銷軸502和銷軸槽限制而不能跟隨鎖緊螺母103一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以球鎖5只能沿著第一通孔的軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖4所示，所述球鎖5位于連接器本體1的第一通孔內(nèi)，球鎖5包括呈套筒狀的球鎖本體501，所述球鎖本體501的下端螺紋連接在所述鎖緊螺母103的螺紋孔上，所述球鎖5內(nèi)設(shè)有解鎖桿509，所述解鎖桿509的下端連接有所述鋼絲繩3，所述球鎖本體501的上端外套裝有活動(dòng)套503，球鎖本體501上開設(shè)有槽孔，所述活動(dòng)套503通過穿插在槽孔內(nèi)的所述銷軸502與解鎖桿509連接，所述活動(dòng)套503的內(nèi)壁上設(shè)有上凸臺和下凸臺，所述下凸臺與球鎖本體501之間設(shè)有第一彈簧，第一彈簧套裝在球鎖本體501上，所述球鎖本體501上端的側(cè)壁上開設(shè)有第一鋼球槽口，第一鋼球槽口內(nèi)設(shè)有第一鋼球505，所述球鎖本體501的上端插接有冗余球頭506，所述第一鋼球505在下凸臺的作用下能夠壓入冗余球頭506的凹槽內(nèi)將冗余球頭506鎖緊，所述冗余球頭506的上端設(shè)有插孔，所述插孔的側(cè)壁上開設(shè)有第二鋼球槽口，第二鋼球槽口內(nèi)設(shè)有第二鋼球507，所述冗余球頭506的側(cè)壁上設(shè)有第一O形圈508，第一O形圈508位于第二鋼球槽口的下方。

如圖3所示，所述箭上插座2包括插座本體201，所述插座本體201上開設(shè)有用于與箭體底部固定安裝的螺紋孔(圖中未示出)，插座本體201上設(shè)有容納連接器本體1上端的第二通孔，所述第二通孔的頂端固定設(shè)有壓蓋202，第二通孔內(nèi)設(shè)有球鎖球頭203，所述球鎖球頭203固定連接在壓蓋202上，球鎖球頭203外套裝有一外套205，所述外套205的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有中凸臺，所述中凸臺與球鎖球頭203的上端之間設(shè)有第二彈簧204，所述第二彈簧204套裝在球鎖球頭203上，球鎖球頭203的上端設(shè)有削弱槽用于強(qiáng)制拉斷，球鎖球頭203的下端設(shè)有鋼絲擋圈206和凹槽，球鎖球頭203的下端插入所述冗余球頭506上端的插孔時(shí)，所述第二鋼球507在上凸臺的作用下能夠壓入球鎖球頭203下端的凹槽內(nèi)將球鎖球頭203鎖緊，所述插座本體201上固定設(shè)有插頭207，所述插頭207能夠插入所述平衡接頭6內(nèi)實(shí)現(xiàn)徑向密封供氣。

通常在第一彈簧504的作用下銷軸502處于球鎖本體501槽孔的上端，此時(shí)活動(dòng)套503的下凸臺將第一鋼球505壓入冗余球頭506的凹槽中實(shí)現(xiàn)對接鎖緊，同時(shí)活動(dòng)套的上凸臺將第二鋼球507壓入球鎖球頭203的凹槽中實(shí)現(xiàn)對接鎖緊。冗余球頭506上的凹槽沿冗余球頭506的周向布置一圈，球鎖球頭203上的凹槽也沿球鎖球頭203的周向布置一圈。當(dāng)鋼絲繩3張緊拽動(dòng)解鎖桿509及銷軸502從而帶動(dòng)活動(dòng)套503向下移動(dòng)時(shí)，第二鋼球507、第一鋼球505先后解除徑向限位，正常情況下第二鋼球507首先解除徑向限位，球鎖5與球鎖球頭203解鎖分離，連接器脫落分離后活動(dòng)套503在第一彈簧504的作用下復(fù)位，使冗余球頭506與球鎖本體501不解鎖，第一O形圈508套在冗余球頭506上用于防止冗余球頭506從活動(dòng)套503上凸臺處誤脫出。當(dāng)冗余球頭506與球鎖球頭203卡滯不分離時(shí)，冗余球頭506克服第一O形圈508與上凸臺之間的摩擦力后與球鎖5解鎖分離，外套205在第二彈簧204的作用下復(fù)位向下運(yùn)動(dòng)對第二鋼球507進(jìn)行徑向限位，以保證冗余球頭506與球鎖球頭203連接不分離，鋼絲擋圈206用于外套205的運(yùn)動(dòng)限位，防止外套205從球鎖球頭203上脫落下來。通過串聯(lián)第二鋼球507、第一鋼球505分別解鎖，實(shí)現(xiàn)正常解鎖與冗余解鎖相結(jié)合的分離方式。當(dāng)?shù)诙撉?07、第一鋼球505處均解鎖失效時(shí)，連接器通過球鎖球頭203上端部的削弱槽處強(qiáng)制拉斷分離。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述連接器本體1第一通孔的內(nèi)壁下端設(shè)有凹臺，所述凹臺與鎖緊螺母103之間安裝有推力軸承102，通過安裝推力軸承102可便于鎖緊螺母103的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述限位螺釘104設(shè)為4個(gè)，4個(gè)限位螺釘104沿第一通孔壁的周向均勻布置。當(dāng)然限位螺釘104也可以設(shè)為其他數(shù)量，只要能實(shí)現(xiàn)鎖緊螺母103的軸向限位即可。

如圖5所示，本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插頭207的上端開設(shè)有第一盲孔，所述第一盲孔的下端設(shè)有徑向通氣孔，徑向通氣孔上方以及下方的插頭外壁上各設(shè)有一個(gè)第二O形圈208，所述平衡接頭6包括插座體601以及通過焊接方式固連在插座體601下方的接管嘴602，所述接管嘴602用來與地面的供氣設(shè)備相連，所述插座體601的上端開設(shè)有第二盲孔，第二盲孔用來密封容納所述插頭207的下端，所述接管嘴602和插座體601內(nèi)設(shè)有與第一盲孔下端的徑向通氣孔相連通的供氣通道。其中設(shè)在插座體601內(nèi)的供氣通道包括沿軸向布置的供氣孔604，所述供氣孔604的上方設(shè)有徑向供氣通道，所述徑向供氣通道連通供氣孔和第一盲孔下端的徑向通氣孔。所述供氣孔604的下方與接管嘴602內(nèi)的供氣通道連通。

上述插頭與平衡接頭的供氣方式為現(xiàn)有技術(shù)，其具體結(jié)構(gòu)以及工作過程請參見公開日為2014年01月01日、公開號為103486375A的《氣路插拔組合連接器》專利文獻(xiàn)，該專利的專利權(quán)人為北京航天發(fā)射技術(shù)研究院和中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院?！稓饴凡灏谓M合連接器》中的“平衡接頭插頭”和“插座體”就是本發(fā)明中的“插頭”和“插座體”，因此對本發(fā)明中的插頭207和平衡接頭6的具體結(jié)構(gòu)以及工作過程不再贅述。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插座體的上端設(shè)有卡接凸臺，所述卡接凸臺下方的插座體601外壁上設(shè)有擋圈603，所述插座體601通過卡接凸臺和擋圈603固定設(shè)在連接器本體1上。除上述固定方式外，插座體601還可以通過螺紋連接的方式固定設(shè)在連接器本體1上。插座體601與連接器本體1的固定方式并不限于以上兩種方式，還可以通過其他方式進(jìn)行固定，例如焊接、鉚釘固定等，只要能將插座體601固定在連接器本體1上即可。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述插頭207通過螺紋連接的方式固定設(shè)在插座本體201上。當(dāng)然，插頭207也可以通過設(shè)置凸臺和擋圈的方式固定在插座本體201上。插頭207與插座本體201的固定方式并不限于以上兩種方式，還可以通過其他方式進(jìn)行固定，例如焊接、鉚釘固定等，只要能將插頭207固定在插座本體201上即可。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器，其中所述鋼絲繩3上串聯(lián)有氣缸(圖中未示出)，所述氣缸用來張緊鋼絲繩3。

本發(fā)明冗余球鎖式插拔連接器對接時(shí)，冗余球頭506已預(yù)先安裝于球鎖5內(nèi)處于鎖緊狀態(tài)，拽動(dòng)活動(dòng)套503軸向運(yùn)動(dòng)解除第二鋼球507徑向限位，然后將連接器本體1插入箭上插座2，球鎖球頭203插入冗余球頭506后，將活動(dòng)套503復(fù)位，第二鋼球507在上凸臺的作用下被推入球鎖球頭203的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對接，然后將鎖緊螺母103用扳手?jǐn)Q緊，連接器本體101的上端面貼合插座本體201的下端面，即實(shí)現(xiàn)連接器的鎖緊。連接器鎖緊時(shí)，插頭207插入平衡接頭6中實(shí)現(xiàn)密封供氣。連接器脫落時(shí)，火箭起飛或氣缸動(dòng)作將鋼絲繩3張緊，進(jìn)而拽動(dòng)解鎖桿509及活動(dòng)套503運(yùn)動(dòng)解鎖，活動(dòng)套503首先解除第二鋼球507徑向限位，再解鎖第一鋼球505徑向限位，因而連接器正常情況下通過冗余球頭506與球鎖球頭203解鎖分離，若冗余球頭506與球鎖球頭203卡滯，則通過冗余球頭506與球鎖本體501解鎖分離，實(shí)現(xiàn)冗余解鎖。球鎖5解鎖后連接器即脫落分離。當(dāng)兩處球鎖解鎖失效，連接器可通過鋼絲繩3將球鎖球頭203上端的削弱槽強(qiáng)制拉斷分離。通過冗余球鎖及強(qiáng)制拉斷三層措施，提高連接器分離的可靠性，避免連接器不能脫落而拽壞箭體造成安全性問題。

本發(fā)明工作過程分為連接器對接鎖緊過程和解鎖脫落過程。

連接器對接前，連接器本體1狀態(tài)見附圖2、箭上插座2狀態(tài)見附圖3，連接器對接前及脫落過程狀態(tài)見附圖6，連接器對接鎖緊狀態(tài)見附圖1。

連接器對接鎖緊過程：連接器對接前將冗余球頭506預(yù)先安裝于球鎖5內(nèi)處于鎖緊狀態(tài)，將連接器本體1上的鎖緊螺母103逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，球鎖5由于銷軸502的周向限位，被鎖緊螺母103通過螺紋向前傳動(dòng)，當(dāng)銷軸502在連接器本體101中軸向運(yùn)動(dòng)限位后，球鎖5完全伸出，此時(shí)拽動(dòng)活動(dòng)套503軸向運(yùn)動(dòng)解除第二鋼球507徑向限位，然后將連接器本體1插入箭上插座2，球鎖球頭203插入冗余球頭506后，將活動(dòng)套503復(fù)位，第二鋼球507被推入球鎖球頭203的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對接，然后將鎖緊螺母103用扳手?jǐn)Q緊，連接器本體101上端面貼合插座本體201下端面，此時(shí)插頭207插入平衡接頭6中，平衡接頭6對接到位，連接器實(shí)現(xiàn)鎖緊。

連接器解鎖脫落過程：當(dāng)火箭起飛向上運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩3張緊，進(jìn)而拽動(dòng)解鎖桿509、銷軸502帶動(dòng)活動(dòng)套503向下運(yùn)動(dòng)解鎖，連接器脫落?；顒?dòng)套503首先解除第二鋼球507徑向限位，再解除第一鋼球505徑向限位，因而連接器正常情況下先通過冗余球頭506與球鎖球頭203解鎖分離，若冗余球頭506與球鎖球頭203卡滯，則通過冗余球頭506與球鎖本體501解鎖分離，實(shí)現(xiàn)正常解鎖與冗余解鎖相結(jié)合的分離方式。當(dāng)?shù)诙撉?07、第一鋼球505處均解鎖失效時(shí)，連接器通過球鎖球頭203上端部的削弱槽處強(qiáng)制拉斷分離。

本發(fā)明經(jīng)過性能試驗(yàn)驗(yàn)證，連接器密封及供氣帶載脫落性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。