Топливный модуль

Топливный модуль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области космической техники, а более конкретно к транспортным космическим кораблям (ТТК), обеспечивающим дозаправку космических орбитальных станций (КОС) типа «Мир» в условиях космического пространства.

Известен топливный модуль (см., например, журнал №7 «Авиация и космонавтика», М.: Воениздат, 1978 г., с.36, 37, рис.1), расположенный в топливном отсеке ТКК и содержащий баки окислителя и горючего, баллоны высокого давления с азотом и воздухом, агрегаты и системы для заправки. С помощью таких модулей могут быть обеспечены доставка и дозаправка рабочих компонентов на КОС.

Известен также топливный модуль, размещенный в отсеке компонентов дозаправки (см., например, патент России №2132804 от 10.07.1999 г., МПК: B64G 1/40, 9/00), который принят за прототип. Он содержит корпус, раму с закрепленными на ней топливными баками окислителя и горючего и соответствующую этим компонентам арматуру, включающую клапаны горловины, установленные на трубопроводах заправки топлива. Устройство таких модулей обеспечивает дозаправку топливом баков автономной системы, расположенной на КОС типа «Мир», т.е. перекачку топлива из баков топливного модуля, расположенного на ТКК типа «Прогресс», в баки станции. Топливный модуль размещен в отсеке, снабженном внутренней цилиндрической обечайкой, скрепленной с корпусом перегородками с разделением отсека на сектора, при этом баки окислителя и горючего с соответствующей им арматурой, включающей клапаны и горловины, установленные на трубопроводах заправки топлива, размещены в диаметрально расположенных секторах отсека. Горловины в виде обратных клапанов имеют недостаточную надежность. Общими недостатками известных аналогов и прототипа топливного модуля являются низкая надежность установленных в данных модулях горловин при проведении работ в процессе продувки, вакуумирования, проверки герметичности и заправки топливом баков окислителя и горючего.

Задачей настоящего изобретения является создание такого топливного модуля, который обладал бы повышенной надежностью за счет улучшения конструкции горловин.

Технический результат достигается тем, что в топливном модуле, содержащем корпус, раму с закрепленными на ней топливными баками окислителя и горючего и соответствующую этим компонентам арматуру, включающую клапаны и горловины, установленные на трубопроводах заправки топлива, в отличие от известного, каждая горловина снабжена внешним узлом стыковки и запорным устройством, выполненным в виде полного резьбового клапана со свободно вращающейся конусообразной головкой и с продольными пазами под ключ, кольцевой канавкой, сообщенной через сквозные отверстия, выполненные в клапане, с полостью горловины, причем в каждой горловине в месте стыковки с трубопроводами заправки соответствующих топливных баков выполнены седла под клапаны, а внешние узлы стыковки горловин снабжены резьбовым соединением для пристыковки к ним съемных трубопроводов, снабженных пускоотсечным приспособлением, при этом горловины сгруппированы соответственно компонентам топлива и закреплены на панелях, установленных на раме и прикрепленных к ней.

Использование предлагаемого топливного модуля, например, на ТКК типа «Прогресс» позволит дать значительный экономический эффект за счет того, что в топливном модуле применены горловины, выполненные с использованием в качестве запорного устройства полного резьбового клапана со свободно вращающейся конусообразной головкой, внутренняя полость которого сообщена с полостью горловины посредством кольцевой канавки и сквозных отверстий, выполненных в клапане, горловины сгруппированы и закреплены на соответствующих панелях, установленных на раме топливного модуля и прикрепленных к раме, что обеспечивает в совокупности повышение надежности при проведении работ в процессе продувки, вакуумирования, проверки герметичности и заправки топливом баков окислителя и горючего и что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

Топливный модуль состоит из следующих основных узлов и деталей: корпуса 1, рамы 2 с закрепленными на ней топливными баками окислителя 3 и горючего 4 и соответствующей этим компонентам арматурой 5, 6, включающей клапаны 7, 8 и горловины 9, 10, установленные на трубопроводах заправки топлива 11, 12. Каждая горловина 9, 10 снабжена внешним узлом стыковки 13 и запорным устройством 14, выполненным в виде полого резьбового клапана 15 со свободно вращающейся конусообразной головкой 16 и с продольными пазами 17 под ключ, кольцевой канавкой 18, сообщенной через сквозные отверстия 19, выполненные в клапане 15, с полостью 20 горловины 9, 10 (узла для заливки топлива в топливные баки). В каждой горловине 9, 10 в месте стыковки с трубопроводами заправки топлива 11, 12 соответствующих топливных баков 3, 4 выполнены седла 21 под клапаны 15 (седла контактируют с конусообразной головкой 16), а внешние узлы стыковки 13 горловин 9, 10 снабжены резьбовым соединением 22 для пристыковки к ним съемных трубопроводов 23, снабженных пускотсечными приспособлениями (на чертежах не показано). Конусообразная головка 16 скреплена с клапаном 15 посредством разрезного пружинящего кольца 24, расположенного в проточках конусообразной головки 16 и клапана 15. Горловины 9, 10 сгруппированы соответственно компонентам топлива и закреплены на панелях 25, 26, установленных и прикрепленных к раме 2. Топливный модуль содержит также аналогичные горловины (9, 10), установленные на трубопроводах подачи топлива потребителю и на трубопроводах 27, 28 системы наддува 29, 30 топливных баков 3, 4, используемые для испытательных и проверочных работ. Эти горловины закреплены также на соответствующих панелях 25, 26. Топливные баки 3, 4 содержат жидкостную полость 31, 32 и газовую полость 34, 35, разделенные перекладной мембраной 33.

Работает топливный модуль при заправке топливных баков 3, 4 соответствующими компонентами топлива (окислителем и горючим) следующим образом.

Для заправки топливных баков 3, 4 пристыковывают к горловине 9 (10) пускоотсечное приспособление со съемным трубопроводом 23 и производят открытие горловины 9 (10) посредством подъема клапана 15 от седла 21, для чего специальный ключ, встроенный в пускоотсечное приспособление, вставляют в продольные пазы 17 клапана 15 и вывинчивают клапан 15 из горловины 9 (10) до заданного положения, обеспечивающего определенный зазор между седлом 21 и свободно вращающейся конусообразной головкой 16 клапана 15. Далее от заправщиков топлива по съемным трубопроводам 23 производят под давлением подачу (заправку) топлива в топливные баки 3, 4, при этом топливо попадает во внутреннюю полость клапана 15, откуда через сквозные отверстия 19 поступает в полость 20 горловины 9 (10) и через зазор между седлом 21 и конусообразной головкой 16 клапана 15 попадает в трубопровод заправки топлива 11 (12) и заполняет жидкостную полость 31 (32) топливного бака 3 (4). Топливные баки 3, 4 содержат две полости, разделенные перекладной мембраной 33, жидкостную 31, 32 и газовую 34, 35, предназначенную для наддува ее газом от системы наддува 29, 30 при подаче топлива из бака 3, 4 к потребителю, например к реактивным двигателям. После заправки топливных баков 3, 4 топливом закрывают горловину 9 (10) тем же специальным ключом, завинчивая с заданным моментом клапан 15 до упора свободно вращающейся конусообразной головки 16 в седло 21. Свободное вращение конусообразной головки 16 обеспечивает уменьшение износа седла 21 и самой головки 16 при завинчивании клапана 15, а также позволяет обеспечить свободное и равномерное поджатие и выбор зазора между головкой 16 и седлом 21, что повышает надежность герметизации горловины 9 (10). После герметизации горловины 9 (10) отстыковывают пускоотсечное приспособление вместе со съемным трубопроводом 23 и закрывают горловину 9 (10) заглушкой, используя резьбовое соединение 22 на внешнем узле стыковки 13 горловины 9 (10). Группировка горловин 9 (10) соответственно компонентам топлива и закрепление их на панелях 25, 26, установленных и прикрепленных к раме 2, позволяет повысить безопасность и надежность при проведении заправки топливом (окислителем горючим) топливных баков 3, 4. В процессе изготовления и проведения испытаний топливных модулей горловины 9, 10 и съемные трубопроводы 23, снабженные пускоотсечным приспособлением, используют для проведения работ при продувке, вакуумировании и проверке герметичности топливных баков 3, 4, а также и системы хранения и подачи компонентов топливного модуля. Таким образом, предлагаемое конструктивное использование горловин 9, 10 и техническое решение в целом, используемое при создании топливных модулей, позволяет повысить их надежность как при эксплуатации, так и при изготовлении и испытаниях изделий, что позволяет выполнить поставленную задачу.

Топливный модуль, содержащий корпус, раму с закрепленными на ней топливными баками окислителя и горючего и соответствующую этим компонентам арматуру, включающую клапаны и горловины, установленные на трубопроводах заправки топлива, отличающийся тем, что в нем каждая горловина снабжена внешним узлом стыковки и запорным устройством, выполненным в виде полого резьбового клапана со свободно вращающейся конусообразной головкой и с продольными пазами под ключ, кольцевой канавкой, сообщенной через сквозные отверстия, выполненные в клапане, с полостью горловины, причем в каждой горловине в месте стыковки с трубопроводами заправки соответствующих топливных баков выполнены седла под клапаны, а внешние узлы стыковки горловин снабжены резьбовым соединением для стыковки к ним съемных трубопроводов, снабженных пускоотсечным приспособлением, при этом горловины сгруппированы соответственно компонентам топлива и закреплены на панелях, установленных на раме и прикрепленных к ней.