一种气管连接器及其解锁分离机构的制作方法

1.本技术涉及火箭技术领域，尤其涉及一种气管连接器及其解锁分离机构。


背景技术：

2.运载火箭箭上气路与地面气路的连接，主要靠气管连接器完成。气管连接器分为箭上部分和地面部分，两个部分通过解锁分离机构完成锁紧、分离两种工作状态。
3.气管连接器锁紧时，要承受各气路的压力，所以通过气管连接器连接箭上气路与地面气路要牢固；气管连接器分离时，要保证分离可靠，若箭上气路与地面气路分离失败，会导致即将起飞的运载火箭受到气管约束，此时若不及时中止运载火箭的发射，设置会导致运载火箭发射失败。
4.可见，气管连接器对运载火箭的发射至关重要，而锁紧分离机构又是气管连接器实现锁紧、分离功能的核心装置，所以锁紧分离机构的可靠性十分重要。
5.因此，如何使得气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种气管连接器及其解锁分离机构，以使得气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠。
7.为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
8.一种气管连接器的锁紧分离机构，包括：阀体、活塞、阀芯、阀芯驱动弹簧和定位珠；阀体的右段具有贯通至其右端的驱动腔，阀体的左段具有贯通至其左端的锁紧分离腔，驱动腔和锁紧分离腔之间通过连接通道连通；阀体的右段具有连通驱动腔至外部的通气孔，阀体的左段具有连通锁紧分离腔和外部的定位孔；阀芯驱动弹簧和活塞位于驱动腔内，阀芯的细段由锁紧分离腔穿过连接通道伸入驱动腔，且穿过阀芯驱动弹簧与活塞的左端固定连接，阀芯的粗段位于锁紧分离腔内，定位珠的上部伸入至定位孔内，定位珠的下部位于锁紧分离腔内，且定位珠的下部的部分表面与阀芯的表面接触；在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧的作用下，阀芯移动至右限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的粗段的表面接触，并且定位珠的上部伸出定位孔并伸入至固定座的分离套的定位槽中，活塞封堵阀体的通气孔；在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，阀芯移动至左限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的细段的表面接触，并且定位珠的上部缩回至定位孔内，活塞解除对阀体上的通气孔的封堵，高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽，以推动固定座与拔出座的分离。
9.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，阀芯的粗段与阀芯的细段之间倾斜过渡。
10.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，阀体的左端口向内凸起形成限位销，以在分离状态下对定位珠进行限定。
11.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，阀体的外周面上套装有
滑动套，滑动套可沿着阀体的轴向移动，以在分离状态下封堵阀体的定位孔。
12.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，阀体上设置有限位销，滑动套上设置有轴向延伸的限位槽，限位销伸入限位槽内，以限制滑动套周向转动。
13.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，阀体的外周面上套装有导向套；导向套具有贯通内外侧的通气孔，且导向套的通气孔与阀体的通气孔相对；导向套的内表面位于滑动套的外表面的外侧，并且在导向套的内表面与阀体的外表面之间的空间内安装滑动套驱动弹簧，以驱动滑动套轴向移动。
14.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，导向套的右段通过紧定螺钉固定连接至阀体上，并且紧定螺钉用于卡入拔出座的连接孔内的定位槽内，以限制导向套连带着阀体在拔出座的连接孔内周向转动。
15.如上所述的气管连接器的锁紧分离机构，其中，优选的是，在阀体的右端口处固定连接有控制气接头，控制气接头具有贯通左右两端的进气通道，并且进气通道与驱动腔连通。
16.一种气管连接器，其特征在于，包括：固定座、拔出座和上述任一项所述的解锁分离机构；其中，固定座具有箭上气管接头，以与箭上气管连接；固定座具有贯通内外两侧的固定座连接孔，固定座连接孔靠近左侧的一段内限制有分离套，分离套内侧具有锁定槽；拔出座具有地面气管接头，以与地面气管连接；拔出座具有贯通内外两侧的拔出座连接孔，拔出座的端面具有凹槽，拔出座与固定座贴合后，拔出座的凹槽与固定座的端面相对，以围成一个密封腔；解锁分离机构插入固定座的固定座连接孔和拔出座的拔出座连接孔中，阀体的右段与拔出座的连接孔固定连接；在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧的作用下，阀芯移动至右限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的粗段的表面接触，并且定位珠的上部伸出定位孔并伸入至固定座的分离套的定位槽中，活塞封堵阀体的通气孔；在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，阀芯移动至左限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的细段的表面接触，并且定位珠的上部缩回至定位孔内，活塞解除对阀体上的通气孔的封堵，高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽，以推动固定座与拔出座的分离。
17.如上所述的气管连接器，其中，优选的是，还包括：机械限位器，机械限位器与拔出座固定连接；机械限位器的限位开关的触杆顶至固定座的触点开关挡板上。
18.相对上述背景技术，本发明所提供的气管连接器及其解锁分离机构，可以使得气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本技术实施例所提供的气管连接器的锁紧分离机构的剖视图；
21.图2是本技术实施例所提供的气管连接器的立体图；
22.图3是本技术实施例所提供的气管连接器的左视图；
23.图4是本技术实施例所提供的气管连接器的剖视图；
具体实施方式
24.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。另外，诸如“上”、下”、“左”、“右”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释两个部件之间的位置关系。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
25.如图1所示，本技术提供了一种气管连接器的锁紧分离机构300，包括：阀体301、活塞306、阀芯311、阀芯驱动弹簧308和定位珠313。
26.其中，阀体301用于穿过固定座的连接孔和拔出座的连接孔，且阀体301的右段用于固定至拔出座的连接孔内，固定座为气管连接器中连接箭上气管接头的部分，拔出座为气管连接器中连接地面气管接头的部分。可选的，阀体301的右段靠近右端的部分具有外螺纹，拔出座的连接孔靠近右端的部分具有内螺纹，阀体301的右段靠近右端的部分与拔出座的连接孔靠近右端的部分螺纹连接。
27.并且，阀体301的右段具有贯通至其右端的驱动腔(a腔)，阀体301的左段具有贯通至其左端的锁紧分离腔，驱动腔和锁紧分离腔之间通过连接通道连通。阀体301的右段具有连通驱动腔至外部的通气孔(b孔)，且通气孔与拔出座的凹槽连通，拔出座的凹槽位于拔出座的端面，且拔出座与固定座贴合后，拔出座的凹槽与固定座的端面相对；阀体301的左段具有连通锁紧分离腔和外部的定位孔，定位孔与分离套的定位槽相对，分离套固定安装至固定座的连接孔内。可选的，阀体301的右段具有多个通气孔，并且多个通气孔在同一圆周上均匀分布。还可选的，通气孔由内至外，由右向左倾斜延伸。
28.阀芯311的右段细于阀芯311的左段，也就是阀芯311的右段为细段，阀芯311的左段为粗段。阀芯驱动弹簧308和活塞306位于驱动腔内，阀芯311的细段由锁紧分离腔穿过连接通道伸入驱动腔，且穿过阀芯驱动弹簧308与活塞306的左端固定连接。可选的，阀芯311的细段与活塞306的左端通过螺纹固定连接。阀芯311的粗段位于锁紧分离腔内，定位珠313的上部伸入至定位孔内，定位珠313的下部位于锁紧分离腔内，且定位珠313的下部的部分表面与阀芯311的表面接触。
29.在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧308的作用下，阀芯311移动至右限位，定位珠313的下部的部分表面与阀芯311的粗段的表面接触，并且定位珠313的上部伸出定位孔并伸入至分离套的定位槽中，从而将气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座锁紧，使得气管连接器的固定座上的箭上气管接头与气管连接器的拔出座上的地面气管接头连通，实现箭上气路与地面气路的连通，此时活塞306封堵了阀体301上的通气孔，与通气孔连通的凹槽与固定座的端面围成一个密封腔。
30.在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，在高压气体的作用下，阀芯311移动至左限位，定位珠313的下部的部分表面与阀芯311的细段的表面接触，并且定位珠313的上部缩回至定位孔内，从而解除了对气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座的锁紧，气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座分离，使得气管连接器的固定座上的箭上气管接头与气管连接器的拔出座上的地面气管接头分离，此时活塞306不再封堵阀体301上的通气孔，驱动腔内的高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽与固定座的端面围成一个密封腔中，在高压气体的作用下，使得气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座迅速分离，从而
保证了气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器的可靠性。
31.可选的，阀体301的左段具有三个定位孔，三个定位珠313与三个定位孔配合。还可选的，三个定位孔均匀分布在阀体301的同一圆周上。可选的，阀芯311的粗段与阀芯311的细段之间倾斜过渡，以便于阀芯311左右移动时，定位珠313顺利在阀芯311的粗段和细段之间变换。还可选的，阀体301的左端口向内凸起，形成限位销312，从而在阀芯311向左移动后，避免定位珠313从锁紧分离腔中脱落。依然可选的，连通驱动腔和锁紧分离腔的连接通道窄于驱动腔和锁紧分离腔，从而有利于定位珠313和阀芯驱动弹簧308的位置的限定。
32.另外，阀体301的外周面上还套装有滑动套309，滑动套309可沿着阀体301的轴向移动，以在阀体301的外部封堵定位孔，避免气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座分离后，定位珠313从阀体301上的定位孔中脱落。在气管连接器的锁紧分离机构300装配至固定座的连接孔和拔出座的连接孔中后，滑动套309的左端可由位于固定座的连接孔内的分离套的右端限位，在分离后，滑动套309沿着轴向向左移动，从而封堵定位孔。
33.可选的，阀体301上设置有限位销310，滑动套309上设置有轴向延伸的限位槽，限位销310伸入限位槽内，限制滑动套309周向转动，使滑动套309仅沿轴向移动。还可选的，阀体301的外周面上还套装有滑动套驱动弹簧307，滑动套驱动弹簧307的左端与滑动套309的右端接触，滑动套驱动弹簧307的右端与阀体301外表面的凸出部位接触，从而在分离后，通过滑动套驱动弹簧307驱动滑动套309沿着轴向向左移动。
34.此外，为了对气管连接器的锁紧分离机构300起导向作用，阀体301的外周面上还套装有导向套305，导向套305具有贯通内外侧的通气孔，且导向套305的通气孔与阀体301的通气孔相对，从而在安装至拔出座的连接孔内后，阀体301的通气孔与导向套305的通气孔，导向套305的通气孔与拔出座的凹槽的连通。并且，导向套305的内表面位于滑动套309的外表面的外侧，以保证滑动套309的移动，并且还为滑动套驱动弹簧307提供了安装空间；导向套305的外表面用于与拔出座的连接孔以及固定座的连接孔配合。
35.可选的，滑动套驱动弹簧307安装于导向套305的内表面与阀体301的外表面之间的空间内。还可选的，导向套305的右段通过紧定螺钉304固定连接至阀体301上，从而对导向套305进行固定。并且，紧定螺钉304用于卡入拔出座的连接孔内的定位槽内，从而限制导向套305连带着阀体301在拔出座的连接孔内周向转动。
36.为了便于控制高压气体向驱动腔内通入，在阀体301的右端口处固定连接有控制气接头302，控制气接头302具有贯通左右两端的进气通道，并且进气通道与驱动腔连通。可选的，控制气接头302的左段具有外螺纹，阀体301的右端口具有内螺纹，通过螺纹连接实现控制气接头302和阀体301的固定。为了保证控制气接头302和阀体301之间的密封性，在控制气接头302的左段的外表面与阀体301的右端口的内表面之间设置有o型密封圈303。
37.如图2、图3和图4所示，本技术提供了一种气管连接器，包括：固定座100、拔出座200和上述实施例中的解锁分离机构300。
38.其中，固定座100具有箭上气管接头，以与箭上气管连接，拔出座200具有地面气管接头，以与地面气管连接；固定座100具有贯通内外两侧的固定座连接孔，固定座连接孔靠近左侧的一段内限制有分离套，分离套内侧具有锁定槽；拔出座200具有贯通内外两侧的拔出座连接孔，拔出座200的端面具有凹槽，拔出座200与固定座100贴合后，拔出座200的凹槽与固定座100的端面相对，从而凹槽与固定座100的端面围成一个密封腔，并且凹槽与阀体
301的通气孔连通；解锁分离机构300插入固定座100的固定座连接孔和拔出座200的拔出座连接孔中，且阀体301的右段与拔出座的连接孔固定连接。
39.在锁紧状态下，阀芯311移动至右限位，定位珠313的下部的部分表面与阀芯311的粗段的表面接触，并且定位珠313的上部伸出定位孔并伸入至分离套的定位槽中，从而将气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座锁紧，此时活塞306封堵了阀体301上的通气孔，与通气孔连通的凹槽与固定座的端面围成一个密封腔。
40.在分离状态下，阀芯311移动至左限位，定位珠313的下部的部分表面与阀芯311的细段的表面接触，并且定位珠313的上部缩回至定位孔内，从而解除了对气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座的锁紧，此时活塞306不再封堵阀体301上的通气孔，驱动腔内的高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽与固定座的端面围成一个密封腔中，在高压气体的作用下，使得气管连接器的固定座与气管连接器的拔出座迅速分离，从而保证了气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器的可靠性。
41.在上述基础上，气管连接器还包括：机械限位器400，机械限位器400与拔出座200固定连接；机械限位器400的限位开关的触杆顶至固定座100的触点开关挡板上。
42.可选的，机械限位器400的保护壳固定至拔出座200的边缘处，触点开关挡板位于固定座100的边缘处，限位开关位于保护壳内，并且限位开关的触杆伸至保护壳的开口处，顶至触点开关挡板。还可选的，触点开关挡板贴合至保护壳的开口处。当拔出座200和固定座100贴合锁紧时，限位开关的触杆被压入到保护壳内部，此时限位开关可发送连接牢固信号给控制系统，相反当拔出座200和固定座100分离时，限位开关的触杆由于无触点开关挡板的限位而自动弹出，此时限位开关可发送分离正常信号给控制系统，其中限位开关是可反馈气管连接器状态的一种电气设备，保护壳的主要作用是保护限位开关，防止其在拔出座200分离后被磕碰损坏。
43.使用本技术的气管连接器，当拔出座200和固定座100相连时，解锁分离机构300的左端插入到固定座100的连接孔中，同时拔出座200上的地面气管接头会与固定座100上的箭上气管接头连通，此时解锁分离机构300上的控制气接头302所连接的控制气管路中未通入高压气体，阀芯311的粗段挤压定位珠313凸出阀体301上的定位孔，定位珠313的部分进入固定座100的分离套的锁定槽，此时由于定位珠313的限制，拔出座200和固定座100实现稳定连接。
44.当解锁分离机构300的控制气接头302通入高压气体时，高压气体瞬时进入阀体301的驱动腔(a腔)，推动活塞306及阀芯311移动到左限位，阀芯311的细段移动到定位珠313的下方，此时驱动腔(a腔)和拔出座200的凹槽实现连通，高压气进入到拔出座200的凹槽(c腔)，拔出座200的凹槽内产生分离力，推动拔出座200和固定座100迅速分离，定位珠313在分离套的挤压下，全部进入阀体301的定位孔孔中，不再凸出阀体301，拔出座200携带解锁分离机构300与固定座100实现分离。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，包括：阀体、活塞、阀芯、阀芯驱动弹簧和定位珠；阀体的右段具有贯通至其右端的驱动腔，阀体的左段具有贯通至其左端的锁紧分离腔，驱动腔和锁紧分离腔之间通过连接通道连通；阀体的右段具有连通驱动腔至外部的通气孔，阀体的左段具有连通锁紧分离腔和外部的定位孔；阀芯驱动弹簧和活塞位于驱动腔内，阀芯的细段由锁紧分离腔穿过连接通道伸入驱动腔，且穿过阀芯驱动弹簧与活塞的左端固定连接，阀芯的粗段位于锁紧分离腔内，定位珠的上部伸入至定位孔内，定位珠的下部位于锁紧分离腔内，且定位珠的下部的部分表面与阀芯的表面接触；在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧的作用下，阀芯移动至右限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的粗段的表面接触，并且定位珠的上部伸出定位孔并伸入至固定座的分离套的定位槽中，活塞封堵阀体的通气孔；在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，阀芯移动至左限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的细段的表面接触，并且定位珠的上部缩回至定位孔内，活塞解除对阀体上的通气孔的封堵，高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽，以推动固定座与拔出座的分离。2.根据权利要求1所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，阀芯的粗段与阀芯的细段之间倾斜过渡。3.根据权利要求1或2所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，阀体的左端口向内凸起形成限位销，以在分离状态下对定位珠进行限定。4.根据权利要求1或2所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，阀体的外周面上套装有滑动套，滑动套可沿着阀体的轴向移动，以在分离状态下封堵阀体的定位孔。5.根据权利要求4所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，阀体上设置有限位销，滑动套上设置有轴向延伸的限位槽，限位销伸入限位槽内，以限制滑动套周向转动。6.根据权利要求4所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，阀体的外周面上套装有导向套；导向套具有贯通内外侧的通气孔，且导向套的通气孔与阀体的通气孔相对；导向套的内表面位于滑动套的外表面的外侧，并且在导向套的内表面与阀体的外表面之间的空间内安装滑动套驱动弹簧，以驱动滑动套轴向移动。7.根据权利要求6所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，导向套的右段通过紧定螺钉固定连接至阀体上，并且紧定螺钉用于卡入拔出座的连接孔内的定位槽内，以限制导向套连带着阀体在拔出座的连接孔内周向转动。8.根据权利要求1或2所述的气管连接器的锁紧分离机构，其特征在于，在阀体的右端口处固定连接有控制气接头，控制气接头具有贯通左右两端的进气通道，并且进气通道与驱动腔连通。9.一种气管连接器，其特征在于，包括：固定座、拔出座和权利要求1至8任一项所述的解锁分离机构；其中，固定座具有箭上气管接头，以与箭上气管连接；固定座具有贯通内外两侧的固定座连接孔，固定座连接孔靠近左侧的一段内限制有分离套，分离套内侧具有锁定槽；拔出座具有地面气管接头，以与地面气管连接；拔出座具有贯通内外两侧的拔出座连接孔，拔出座的端面具有凹槽，拔出座与固定座贴合后，拔出座的凹槽与固定座的端面相
对，以围成一个密封腔；解锁分离机构插入固定座的固定座连接孔和拔出座的拔出座连接孔中，阀体的右段与拔出座的连接孔固定连接；在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧的作用下，阀芯移动至右限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的粗段的表面接触，并且定位珠的上部伸出定位孔并伸入至固定座的分离套的定位槽中，活塞封堵阀体的通气孔；在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，阀芯移动至左限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的细段的表面接触，并且定位珠的上部缩回至定位孔内，活塞解除对阀体上的通气孔的封堵，高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽，以推动固定座与拔出座的分离。10.根据权利要求9所述的气管连接器，其特征在于，还包括：机械限位器，机械限位器与拔出座固定连接；机械限位器的限位开关的触杆顶至固定座的触点开关挡板上。

技术总结
本申请涉及火箭技术领域，尤其涉及一种气管连接器及其解锁分离机构，包括：阀体、活塞、阀芯、阀芯驱动弹簧和定位珠；在锁紧状态下，在阀芯驱动弹簧的作用下，阀芯移动至右限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的粗段的表面接触，并且定位珠的上部伸出定位孔并伸入至固定座的分离套的定位槽中，活塞封堵阀体的通气孔；在分离状态下，向驱动腔内通入高压气体，阀芯移动至左限位，定位珠的下部的部分表面与阀芯的细段的表面接触，并且定位珠的上部缩回至定位孔内，活塞解除对阀体上的通气孔的封堵，高压气体通过通气孔进入拔出座的凹槽，以推动固定座与拔出座的分离。本申请可以使得气管连接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠。接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠。接器的锁紧分离机构以及气管连接器更加可靠。


技术研发人员：孙志超 窦晓华 吕超 薛子旺
受保护的技术使用者：北京中科宇航技术有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/27