專利名稱：用于航天領(lǐng)域的受控釋放機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及受控釋放機構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及(但不專指)煙火(pyromécanismes)機構(gòu)，即受煙火作用控制的機構(gòu)領(lǐng)域。
本發(fā)明非專一地用于航天工業(yè)領(lǐng)域，例如運載火箭或衛(wèi)星領(lǐng)域。
但是這些機構(gòu)也有一個很大的缺點它們的運行產(chǎn)生很大的動態(tài)沖擊。
實際上，沖擊和振動的水平對它們附近的不堅固設(shè)備的使用常常是嚴(yán)重的障礙。
此目的在本發(fā)明的范圍中通過一種設(shè)備達(dá)到，該設(shè)備組合包括—兩個能夠相對移動的結(jié)構(gòu)零件；—一個能夠在開始時防止兩個結(jié)構(gòu)元件之間相對移動的擋止裝置；—一個擋止裝置的受控鎖定裝置，該裝置能夠在開始時禁止擋止裝置的任何釋放，然后在控制下，在第一階段，使擋止裝置在一個控制的幅度上滑動，因此能夠釋放2個結(jié)構(gòu)元件之間的應(yīng)力，然后在第二階段，完全(并可能是被迫)釋放擋止裝置，并由此釋放結(jié)構(gòu)零件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，鎖定裝置包括至少一個以低熔點材料，例如一種金屬為基礎(chǔ)的元件，和一個適當(dāng)功率的加熱裝置，例如一種強放熱的煙火組合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，鎖定裝置包括兩個備用的和/或輔助的元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，鎖定裝置包括一個用一種低熔點材料焊接在一個能夠移動的結(jié)構(gòu)零件上的環(huán)形件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，所述環(huán)形件由一個能夠在焊接材料熔化時破壞的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，鎖定裝置包括一個形成移動阻擋的低熔點材料塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利特征，擋止裝置包括一個與可移動結(jié)構(gòu)零件接合的鉗形結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)零件100和200可以作為許多實施方式的目標(biāo)，特別是它們的頂壓裝置的外部界面。
根據(jù)附圖
所示的推薦實施例，其中一個零件100由一個整體為圍繞軸O-O的環(huán)形固定外殼構(gòu)成。
更確切地說，根據(jù)附圖所示的實施例，零件100由6個下面將要詳細(xì)描述的構(gòu)件101、102、103、104、105、106組裝形成。但是，本發(fā)明不局限于這個特殊的實施例。
第二個結(jié)構(gòu)零件200由一個以軸O-O為中心的剛性直桿構(gòu)成。
外殼100有一個具有幾個腔的內(nèi)室110，擋止裝置300和鎖定裝置400裝在內(nèi)室110中。
結(jié)構(gòu)零件200穿過外殼100的一個成為與軸O-O垂直的端部隔板構(gòu)件101。
下面，為了簡化描述，外殼100的這個端部112將叫做“上游端”，零件200從該端伸出，外殼的相反端114叫做“下游端”。
因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)零件200被擋止裝置300釋放時，它能夠沿O-O軸相對外殼100滑動。
本發(fā)明最好用于零件200被輔助裝置(附圖中未示)向外殼100之外彈性頂壓的設(shè)置中。
可以看到，零件200在外殼100內(nèi)的自由端202上設(shè)有一個環(huán)形凸起210。這個凸起與擋止裝置300配合。
凸起210最好有一個面向零件200、在外殼100以外的端點204的錐形表面212。
阻擋零件300最好由一個能夠抓住上述凸起210的鉗夾裝置組成，以便在開始時阻止零件200的任何移動。
阻擋零件為一個由幾個均勻分布在軸O-O周圍的殼片組成的鉗夾裝置，這些殼片在靜止位置被外殼100關(guān)閉，并與桿200的凸起210嚙合。
但是，當(dāng)鉗夾裝置300被相聯(lián)的鎖定裝置400釋放時，它可以相對外殼移動，以便從外殼100形成的封閉裝置中脫出，并釋放桿200。
鉗夾裝置300的每個殼片包括一個扇形柱形隔板302，隔板的每一端分別設(shè)有一個內(nèi)凸緣和一個外凸緣。
在上游端，內(nèi)凸緣和外凸緣分別為310和312，在下游端，內(nèi)凸緣和外凸緣分別為320和322。
上游內(nèi)凸緣310的幾何形狀與凸起210互補，并且能夠與凸起210配合。在最初靜止位置，正如在附圖中看到的，形成鉗夾裝置300的殼片在軸O-O附近收緊，內(nèi)凸緣在凸起210的上游形成一個阻擋。因此，鉗夾裝置300軸向保持桿200，并阻止桿200拔出。
上游外凸緣312位于外殼100中形成的一個輔助套筒120中。
因此，在最初靜止位置，外凸緣312貼靠在套筒120的內(nèi)圓周上，并阻止鉗夾裝置300張開。
但是，從外凸緣312隨著鉗夾裝置300沿軸O-O的滑動超過套筒120的上游端時起，所述外凸緣312從套筒120脫出。因此，組成鉗夾裝置300的殼片可以張開，并釋放桿200。
本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，由于軸向施加在桿200上的力，凸起210的錐形表面與凸緣310之間的配合有助于使鉗夾裝置張開。
在靜止位置，外凸緣312最好與套筒120的上游端對齊。另外，外凸緣312的軸向延伸量最好約為2mm。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，為了使鉗夾裝置300的凸緣312從套筒120脫出，以便使鉗夾裝置300張開并釋放桿200，只要使鉗夾裝置滑動2mm就夠了。
下游內(nèi)凸緣320與一個屬于鎖定裝置400的活塞410配合。
活塞410能夠沿軸O-O相對外殼100移動。但是，開始時通過下面將要更詳細(xì)地描述的裝置使活塞410在外殼100中固定不動。
更確切地說，靜止時，凸緣320位于一個在活塞410上形成的環(huán)形凸臺412的下游。因此，只要活塞410在不能在外殼100中移動，凸臺412與凸緣320之間形成的配合就阻止鉗夾裝置300的移動。
下游外凸緣322位于室110的一個輔助柱形段111中，在該柱形段111形成的環(huán)形凹槽116的下游。靜止時，分開凹槽116和外凸緣322的距離大于鉗夾裝置300從套筒120脫出要求的滑動幅度。
因此，鉗夾裝置300的移動幅度受到貼靠凹槽116的凸緣322的阻擋限制。
除活塞410外，鎖定裝置400包括一個最好為煙火組分的加熱裝置440、一個環(huán)形件460和一個最好為一種金屬的低熔點材料塊480。
正如閱讀下面的詳細(xì)描述所能了解的，環(huán)形件460和低熔點金屬塊構(gòu)成2個備用的裝置。
煙火組合物440最好混有或結(jié)合有少量能夠產(chǎn)生氣體的粉末，氣體能夠保證起動后活塞向外殼上游端推進(jìn)。
煙火組合物440位于活塞410的一個封閉室414中。室414通向活塞410的下游端，面對一個最好是電動的起爆器420，起爆器由成為外殼的下游端114的構(gòu)件105攜帶。
更確切地說，煙火組合物440位于封閉室414底部的一個接地塊442的下游。
活塞410的下游端附近有一個環(huán)形凸緣416。
環(huán)形件460和低熔點金屬塊480軸向串聯(lián)位于環(huán)形凸緣416的上游與外殼100上形成的、朝向外殼100的下游端114的環(huán)形凹槽118之間。
根據(jù)附圖所示的實施例，環(huán)形件460位于金屬塊480的上游。
環(huán)形件460位于活塞410的周圍。它具有一支架的整體形狀。因此環(huán)形件由一個厚度很小的中央柱體462和兩個分別在兩端的凸肩464和466組成。
上游凸肩464貼靠凹槽118。下游凸肩466貼靠低熔點金屬塊480。
環(huán)形件460的內(nèi)徑與活塞410的局部直徑互補。另外，環(huán)形件460用一種低熔點金屬焊接在活塞410上。
中央柱體加工厚度的確定在于，隨著煙火組合物440的點燃使焊接熔化后，外部環(huán)境施加在桿200上的軸向力，即反應(yīng)到鉗夾裝置300上和活塞410上的力，造成柱體462的破壞，因而造成環(huán)形件460的破壞。
換句話說，環(huán)形件460的設(shè)計使之不能抵抗外部環(huán)境施加的預(yù)應(yīng)力。但是，一旦焊接在活塞410上，就避免了環(huán)形件460在預(yù)應(yīng)力的作用下破壞。
低熔點金屬塊480是一個位于活塞410周圍的環(huán)形件，在環(huán)形件460的凸肩466與活塞410的凸緣416之間。
需要指出的是，煙火組合物440在活塞410的室414中的軸向位置的確定使得所述煙火組合物440與環(huán)形件460和低熔點金屬塊480相對。因此，當(dāng)煙火組合物點燃時，煙火組合物440保證環(huán)形件460的焊藥和金屬塊48相繼熔化。
還需要指出的是，該裝置最好包括保證腔室110裝有鎖定裝置的部分的密封性的裝置。
為此，最好在外殼100的兩個構(gòu)件104和105之間的一個凹槽107中設(shè)有環(huán)形密封墊，并在活塞410的端點設(shè)兩個環(huán)形密封墊，分別在活塞410與凹槽118之間和活塞410與外殼的下游段之間。根據(jù)附圖所示，后兩個環(huán)形密封墊分別位于外殼100形成凹槽118的一段上形成的凹槽119和活塞410的圓周上形成的凹槽418中。
另外，最好在鉗夾裝置300下游的活塞410的外圓周上設(shè)有一個面向外殼100上游端112的錐形凹槽422。在必要的情況下，煙火組合物點燃后，如果桿200施加在300上的力不足以移動鉗夾裝置300，凹槽422可以頂壓凸緣320，以便相繼造成鉗夾裝置的軸向移動，然后打開鉗夾裝置。
另外，在附圖中觀察到，活塞410的上游端有一個貼靠桿200的下游端的軸向延長部430，以便當(dāng)活塞410移動時迫使桿200移動。
作為非限定例子，構(gòu)成塊480和環(huán)形件460的焊藥的低熔點金屬可以由下列方式之一形成—Bi50/Pb28/Sn22(用于95-110℃的熔化溫度)或—In(用于156℃左右的熔化溫度)或—Sn或Sn85/Zn15(用于250-300℃的熔化溫度)或—Pb82.5/Cd17.5或—Pb96/Sb4(用于250-300℃的熔化溫度)煙火組合物的由下列之一組成—Al+Fe2O3—Mg+Fe2O3—Al+CuO—Mg+CuO裝置的運行主要如下靜止時，軸向串聯(lián)插在凹槽118與活塞410的凸緣416之間的焊接環(huán)形件460和低熔點金屬塊480使活塞410不能在外殼100中移動。因此，活塞410通過其凸緣412把鉗夾裝置300保持在120中。因此，鉗夾裝置300不能張開，鉗夾裝置300又通過內(nèi)凸緣212抓住桿200。
當(dāng)煙火組合物在起爆器的作用下點燃時，環(huán)形件460首先脫焊，這又造成環(huán)形件460的破壞，柱體460軸向折疊或彎曲。因此活塞410可以在外殼100中軸向移動，向上游端112靠近。因此，鉗夾裝置300也可以在施加在桿200的拉力作用下移動。當(dāng)鉗夾裝置300滑動時，桿200的頂壓運動鏈中的應(yīng)力得以釋放。然后外凸緣312從套筒120脫出起，鉗夾裝置300張開。因此桿200被釋放。
另外，低熔點金屬塊480也被成分440放出的熱量熔化。因此，在環(huán)形件460不起作用的情況下，即在環(huán)形件460沒有破壞的情況下，仍然得到上述功能(活塞移動，然后鉗夾裝置移動)。
因此塊480具有保證裝置所需功能的備用作用。
另外需要指出的是，只要需要，如果外部環(huán)境施加在桿200上的力不足以保證活塞410和桿200的移動，煙火組合物產(chǎn)生的氣體的膨脹可以保證活塞410的移動，然后一方面靠凹槽422使鉗夾裝置300移動，然后張開，另一方面靠延伸部430使桿200移動。
本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，在本發(fā)明范圍內(nèi)提出的結(jié)構(gòu)可以在實施系統(tǒng)的最終釋放前的第一時間內(nèi)平穩(wěn)釋放應(yīng)力。
在本發(fā)明范圍內(nèi)提出的結(jié)構(gòu)還具有可以通過處于熔化狀態(tài)的焊接金屬的壓延控制活塞410移動速度的優(yōu)點。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于剛才描述的特殊實施例，而是可以擴展到所有符合其思路的變型。
特別是在本發(fā)明的范圍內(nèi)—可以用任何適當(dāng)?shù)募訜嵫b置，如電加熱裝置代替強放熱煙火組合物；—可以用任何適當(dāng)?shù)牟牧希缦?、低共熔合金等代替低熔點金屬460、480。
權(quán)利要求
1.用于航天領(lǐng)域的機械裝置，其特征在于，所述機械裝置組合包括—兩個能夠相對移動的結(jié)構(gòu)零件(100、200)；—一個能夠在開始時阻止所述兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)之間相對移動的擋止裝置(300)；—一個擋止裝置(300)的受控鎖定裝置(400)，所述鎖定裝置能夠在開始時阻止所述擋止裝置的任何釋放，然后，在第一階段，在控制下使所述擋止裝置(300)滑動一個控制的距離，并釋放所述的兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)之間的應(yīng)力，然后在第二階段，完全釋放所述擋止裝置(300)，并由此釋放結(jié)構(gòu)零件(100、200)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置(400)包括至少一個低熔點材料的零件(460、480)和一個適當(dāng)功率的加熱裝置(440)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置(400)包括兩個備用的零件(460、480)。
4.如權(quán)利要求1至3所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置(400)包括一個環(huán)形件(460)，其借助于一種低熔點材料焊接到一能夠移動的結(jié)構(gòu)零件之一(200)上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形件(460)由一種在焊接材料熔化時可破壞的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置(400)包括一個形成移動阻擋的低熔點材料塊(480)。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于，所述擋止裝置(300)包括一個與能夠移動的結(jié)構(gòu)零件(200)之一相接合的鉗形結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，其中一個結(jié)構(gòu)零件(100)為一個繞軸O-O的整體環(huán)形的固定外殼，而第二個結(jié)構(gòu)零件(200)為一個以軸O-O為中心的剛性直桿。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于，所述兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)能夠相對移動。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其特征在于，所述兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)受彈性頂壓而離開。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，其中一個結(jié)構(gòu)零件(200)配有一個與所述擋止裝置的鉗夾裝置(300)配合的環(huán)形凸起(210)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述凸起(210)由一個趨向于頂壓所述帶開口的鉗夾裝置(300)的錐形表面(212)形成。
13.如權(quán)利要求7、11、12之一所述的裝置，其特征在于，所述鉗夾裝置(300)由多個均勻分布在所述裝置的軸O-O周圍并且被外殼(100)封閉的殼片組成。
14.如權(quán)利要求7和11至13之一所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述鉗夾裝置(300)被所述鎖定裝置(400)釋放時，它可以相對所述裝置的外殼移動，以便從所述外殼(100)形成的封閉裝置脫出。
15.如權(quán)利要求7和11至14之一所述的裝置，其特征在于，所述鉗夾裝置(300)的每個殼片包括一個柱段形狀的隔板(302)，所述隔板的每一端分別設(shè)有一個內(nèi)凸緣(310、320)和一個外凸緣(312、322)。
16.如權(quán)利要求7和11至15之一所述的裝置，其特征在于，所述鉗夾裝置(300)具有一些上游外凸緣(312)，其位于一個在所述外殼(100)中形成的輔助套筒(120)中。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，靜止時，所述外凸緣(312)與所述套筒(120)的上游端對齊，且所述凸緣(312)的軸向延伸量最好約為2mm。
18.如權(quán)利要求7和11至17之一所述的裝置，其特征在于，所述鉗夾裝置(300)與一個能夠沿軸O-O相對所述外殼(100)移動的活塞(410)配合，但開始時所述低熔點裝置使所述活塞在所述外殼(100)中固定不動。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述活塞(410)包括一個凸臺(412)，其形成對所述鉗夾裝置(300)的凸緣(320)的擋止。
20.如權(quán)利要求1至19之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一種組合物(440)，所述組合物包括一種化合物，其能夠產(chǎn)生保證所述活塞(410)的推進(jìn)作用的氣體。
21.如權(quán)利要求1至20之一并結(jié)合權(quán)利要求4、6所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形件(460)和所述低熔點材料塊(480)軸向串聯(lián)位于活塞(410)的一個環(huán)形凸緣(416)與一在外殼(100)上形成的環(huán)形凹槽(118)之間。
22.如權(quán)利要求1至21之一并結(jié)合權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形件(460)由一個厚度很小的中央柱體(462)和兩個分別在柱體的端部的凸肩(464、466)組成。
23.如權(quán)利要求1至22之一并結(jié)合權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個活塞(410)，在所述鉗夾裝置(300)下游，所述活塞外圓周上設(shè)有一個錐形凹槽(422)，所述凹槽能夠使所述鉗夾裝置軸向移動，然后打開鉗夾裝置。
24.如權(quán)利要求1至23之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個具有一軸向延長部(430)的活塞(410)，所述軸向延長部(430)貼靠其中一個結(jié)構(gòu)零件(200)的一端，以便在所述活塞(410)移動時迫使所述零件移動。
25.如權(quán)利要求1至24之一并結(jié)合權(quán)利要求2、4、6或21所述的裝置，其特征在于，所述低熔點材料是一種金屬。
26.如權(quán)利要求1至24之一所述的裝置，其特征在于，所述低熔點材料在包括蠟和低共熔合金的組類中選擇。
27.如權(quán)利要求1至26之一并結(jié)合權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置是一種強放熱的煙火組合物(440)。
28.如權(quán)利要求1至26之一所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括一個電加熱裝置。
29.如權(quán)利要求1至28之一并結(jié)合權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，產(chǎn)生氣體的組合物為一種煙火組合物。
30.如權(quán)利要求1至29之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個零件(410)，它的移動受低熔點材料(460、480)的壓延的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別用于航天工業(yè)領(lǐng)域的機械裝置，其特征在于，所述裝置組合包括兩個能夠相對移動的結(jié)構(gòu)零件(100、200)、一個能夠在開始時阻止兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)之間相對移動的擋止裝置(300)、一個擋止裝置(300)的受控鎖定裝置(400)，該鎖定裝置能夠在開始時阻止擋止裝置的移動，然后，在第一階段，在控制下使擋止裝置(300)滑動一個控制的距離，并釋放兩個結(jié)構(gòu)零件(100、200)之間的應(yīng)力，然后在第二階段，完全釋放擋止裝置(300)，并由此釋放結(jié)構(gòu)零件(100、200)。
文檔編號F15B15/14GK1426512SQ0180855
公開日2003年6月25日 申請日期2001年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者蓋伊·瓦朗布瓦, 多米尼克·梅杜 申請人:埃天－拉果瓦煙花股份有限公司