一种新型分离螺母捕获装置

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别是一种新型分离螺母捕获装置。

背景技术

分离螺母具有承载力大、解锁力小、低污染、分离冲击小等特点，应用于火箭的级间分离、头体分离等环节。分离螺母是以自身强度保证承载能力，利用火工药剂燃烧产生的气体解除分瓣螺母对分离螺母杆的约束，实现解锁功能的火工装置。

在完成解锁后，由于分离后的螺母杆具有较高的初速度，具有较大的动能，若不对其施加约束，一旦高速运动的对接螺栓与弹上或箭上仪器设备发生碰撞，就会对其造成损害，影响仪器正常工作，甚至导致发射任务失败。即使不会与仪器设备发生碰撞，飞出的螺母杆也会成为太空垃圾，对空间飞行器造成威胁，现有技术中会采用捕获装置对分离后的螺母杆进行捕获，目前的捕获装置中存在的技术问题是由于螺母杆具有较高的初速度，在捕获时会存在螺母杆回弹的风险，会对分离产生干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种新型分离螺母捕获装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种新型分离螺母捕获装置，所述捕获装置设置在舱段上对分离螺母分离后的螺母杆进行收集，捕获装置包括收集盒、压缩弹簧、异型螺母和限位片簧，所述异型螺母设置在收集盒内，所述异型螺母与螺母杆穿过舱段的一端螺纹连接，所述压缩弹簧套设在异型螺母的外部，一端抵接在异型螺母的端面上，一端抵在舱段上使压缩弹簧具有预紧力，所述限位片簧设置在收集盒内，分离螺母通过火工装置解锁后的螺母杆在气体的冲击力下沿收集盒的轴向移动使异型螺母在限位片簧内滑动，异型螺母的一端滑出限位片簧后对轴向进行限位，防止回弹。

具体的，所述的收集盒为一端开口的筒状结构，所述异型螺母为正多边形的结构，所述收集盒内部设置为与异型螺母匹配的正多边形柱状腔室。

具体的，所述限位片簧为与收集盒匹配的正多边形薄壁柱状结构，所述异型螺母置于所述限位片簧内与异型螺母滑动配合。

具体的，所述限位片簧靠近收集盒封闭的一端侧壁沿轴向切割出多个弹片，多个弹片自由端向轴心弯折。

具体的，所述收集盒内还设置有缓冲垫对异型螺母进行缓冲。

具体的，所述异型螺母包括圆柱段和限位段，所述限位段位正多边形结构，所述圆柱段与螺母杆螺纹连接，所述压缩弹簧的一端抵在限位段上。

本发明具有以下优点：

1、本发明通过异形螺母与分离螺母杆连接，并在异形螺母与分离螺母杆中间增加压缩弹簧拔出分离螺母杆，采用收集盒收集分离螺母杆，利用限位片簧防止分离螺母杆与异形螺母组合体回弹，在收集盒底部采用橡胶垫进行缓冲，结构紧凑、装配使用方便。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图；

图2 为本发明的弹片结构示意图；

图中：1-前舱段端框，2-后舱段端框，3-分离螺母头，4-螺母杆，5-压缩弹簧，6-限位片簧，61-弹片，7-缓冲垫，8-收集盒，9-异型螺母。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～2所示，一种新型分离螺母捕获装置，所述捕获装置设置在舱段上对分离螺母分离后的螺母杆进行收集，捕获装置包括收集盒8、压缩弹簧5、异型螺母9和限位片簧6，所述异型螺母9设置在收集盒8内，所述异型螺母9与螺母杆4穿过舱段的一端螺纹连接，所述压缩弹簧5套设在异型螺母9的外部，一端抵接在异型螺母9的端面上，一端抵在舱段上使压缩弹簧5具有预紧力，所述限位片簧6设置在收集盒8内，分离螺母通过火工装置解锁后的螺母杆4在气体的冲击力下沿收集盒8的轴向移动使异型螺母9在限位片簧6内滑动，异型螺母9的一端滑出限位片簧6后对轴向进行限位，防止回弹。分离螺母用于火箭的级间分离、头体分离等环节，使用时使螺母杆4穿过舱段，即穿过前舱段端框1和后舱段端框2，前舱段端框1和后舱段端框2分别为分离的两级的壳体，螺母杆4的两端分别螺纹连接分离螺母头3和异型螺母9将前舱段端框1和后舱段端框2连接在一起，在分离时，解锁后螺母杆4与分离螺母头3分离，此时螺母杆4具有较高的初速度，大约为8m/s，本方案中的捕获装置即用于捕获具有初速度的螺母杆4和异型螺母9，其中收集盒8通过螺栓固定在前舱段端框1上，螺母杆4分离后会以初速度沿收集盒8的轴向移动，收集盒8为一端开口的筒状结构，收集盒8的头端开口，尾端为封闭的结构，在螺母杆4带动异型螺母9移动到收集盒8的尾端与收集盒8接触碰撞时会产生一个反向的作用力使螺母杆4和异型螺母9回弹，如果螺母杆4回弹时接触到已经分离的后舱段端框2等结构可能会对分离工作产生影响，为了避免回弹产生影响，本实施例在收集盒8内设置一个限位片簧6来配合压缩弹簧5限制螺母杆4的回弹，压缩弹簧5在初始时是压缩的状态，在螺母杆4沿收集盒8的轴向移动时会在回复力的作用下伸长，在螺母杆4和异型螺母9反弹时会压缩弹簧5，由于材料的限制，反弹瞬间的力远远大于压缩弹簧5的压力，这样就会压缩弹簧5，因此本实施例设置一个限位片簧6来进一步防止回弹，限位片簧6设置在收集盒8内，侧壁与收集盒8内壁贴合，异型螺母9在沿收集盒8轴向移动时异型螺母9与限位片簧6的内壁滑动接触，限位片簧6的一端与收集盒8的尾端具有间隙，间隙的大小大于异型螺母9的限位段的厚度，在异型螺母9移动到收集盒8的尾端与收集盒8接触时异型螺母9的限位段位于限位片簧6的外部，在回弹时限位片簧6限制异型螺母9的限位段位置，本实施例在限位片簧6靠近收集盒8尾端的侧壁沿轴向切割出多个弹片61，多个弹片61自由端向轴心弯折，如图2所示，弹片61的一端与限位片簧6为一体的结构，另一端为自由端，将弹片61的自由端向收集盒8的轴心弯折，在异型螺母9沿轴向移动时挤压弹片61远离轴线，在异型螺母9的限位段移动到位于限位片簧6的外部经过临界位置后挤压弹片61恢复原状，从而阻止异型螺母9螺母杆4回弹并限制组合体轴向运动，

进一步的，所述的收集盒8为一端开口的筒状结构，所述异型螺母9为正多边形的结构，所述收集盒8内部设置为与异型螺母9匹配的正多边形柱状腔室。本实施例中收集盒8内部为正八边形的结构，限位片簧6和异型螺母9的限位段也为正八边形的结构，所述异型螺母9置于所述限位片簧6内与异型螺母9滑动配合，这样的结构在安装分离螺母时异形螺母9不能转动，只能轴向移动，本实施中限位片簧6的每边设置一个弹片61。

进一步的，所述收集盒8内还设置有缓冲垫7对异型螺母9进行缓冲。缓冲垫7设置在收集盒8的尾端内壁上，缓冲垫7采用缓冲材料，可吸收异形螺母9与分离螺母杆组合体的部分能量，防止其直接撞击到收集盒8底部，起到缓冲作用。设置缓冲垫7后保证缓冲垫7与限位片簧6一端的间隙大于异型螺母9的限位段厚度。

进一步的，所述异型螺母9包括圆柱段和限位段，所述限位段位正多边形结构，所述圆柱段与螺母杆4螺纹连接，所述压缩弹簧5的一端抵在限位段上。

本实施中还可以在限位片簧6上设置缓冲结构，缓冲结构为缓冲片，在限位片簧6的每边设置缓冲片，缓冲片通过在限位片簧6的侧壁上切割匚形路径形成，使缓冲片自由端向收集盒8轴心弯折，限位片簧6的每边沿轴向均布设置多个相同的缓冲片，在异形螺母9沿限位片簧6轴向移动时会挤压缓冲片使其远离轴心，这一过程中会对异形螺母9进行缓冲，减小异形螺母9碰撞收集盒8尾端内壁时的速度，从而减小反弹的力。

本发明中收集盒8由收集盒基体和收集盒隔热涂层构成。收集盒8外侧具有隔热涂层，内侧为八方形孔，收集盒隔热层防止分离后舱段底部热流进入舱内。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。