[發明專利]可分離連接件

有效

• 申請號: 201611226974.7
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108240377B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張耀江;陶亮;李維軒;于洋;舒振輝;郭鑫;武興勇;鄧平
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F16B1/00
• 分類號: F16B1/00;B64G1/64;F42B15/36
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡;吳貴明

本發明提供了一種可分離連接件，包括螺栓件和形狀記憶合金件。其中，螺栓件用于連接固定基體和待分離體，螺栓件上設有應力薄弱區，應力薄弱區位于固定基體和待分離體之間的連接處。形狀記憶合金件設置在固定基體和待分離體之間，形狀記憶合金件具有第一狀態和受熱相變而伸展的第二狀態，在第二狀態下伸展以撐斷應力薄弱區。使用時，將待分離體通過可分離連接件與固定基體連接，進行分離時，對形狀記憶合金件加熱，溫度達到預定值，形狀記憶合金件產生相變而伸展，在相變過程中釋放相變載荷，相變載荷傳遞到螺栓件的應力薄弱區，超過應力薄弱區承受的最大載荷進而使螺栓件在應力薄弱區發生斷裂，從而實現待分離體與固定基體分離。

技術領域

本發明涉及機械機構的可分離連接件領域，具體而言，涉及一種可分離連接件。

背景技術

機械結構需要多種可分離連接件在有限空間內實現分離功能，如石油井下自動丟手、航天展開天線的分離、火箭級間分離等。傳統的火工爆炸可分離連接件依靠起爆藥的爆炸實現螺栓斷裂分離。此種可分離連接件技術較為成熟，分離響應迅速，但結構較大、沖擊污染大。

形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,)，簡稱SMA，是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發生的變形，恢復其變形前原始形狀的合金材料，即擁有“記憶效應的合金。自發現形狀記憶合金以后，人們開始利用形狀記憶合金制造可分離連接件。專利“Fastening apparatus having shape memory alloy actuator”(US19920882408)提出形狀記憶合金柱驅動分瓣螺母的解鎖機構。裝配解鎖機構時，分瓣螺母通過銷釘連接成為有效的螺紋副，將需要分離的螺栓擰入其中；解鎖時對SMA柱通電加熱，SMA柱產生形變，通過驅動器將銷釘剪斷，分瓣螺母組成的螺紋副失效，螺栓脫出，完成分離動作。該解鎖機構具有承載大、體積小、低沖擊、無污染等優點，但結構復雜，所需驅動電流大。

公開號為CN1320093A的專利提出一種具有形狀記憶致動器的保持及釋放機構。將記憶合金絲纏繞在致動器的外端，加熱時記憶合金絲收縮，帶有內螺紋的圓筒分為兩半，預先擰入的物體即被釋放。此分離機構記憶合金絲較長，容易導致加熱不均和局部過熱。

公開號為CN102788537A的專利提出一種熔斷SMA絲空間連接與分離機構。機構在連接狀態時，分瓣螺母通過捆緊彈簧形成完整的螺紋副，并與外殼連接。SMA絲兩端分別連接機構外殼和捆緊彈簧。分離時對SMA絲進行加熱，SMA絲斷裂，釋放捆緊彈簧，分瓣螺母分開，螺栓脫出，完成分離。此分離機構解鎖徹底、可靠性高、抗振動和沖擊載荷能力強。但結構復雜，同步性差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種結構簡單的可分離連接件。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種可分離連接件，包括螺栓件和形狀記憶合金件。其中，螺栓件用于連接固定基體和待分離體，螺栓件上設有應力薄弱區，應力薄弱區位于固定基體和待分離體之間的連接處。形狀記憶合金件設置在固定基體和待分離體之間，形狀記憶合金件具有第一狀態和受熱相變而伸展的第二狀態，形狀記憶合金件在第二狀態下伸展以撐斷應力薄弱區。

進一步地，可分離連接件還包括支撐件，支撐件用于固定安裝在固定基體上，支撐件的朝向待分離體的一端開設有第一安裝孔，第一安裝孔用于安裝螺栓件和形狀記憶合金件。

進一步地，第一安裝孔為階梯孔，包括相連通的大孔段和小孔段，螺栓件穿過大孔段并與小孔段配合，形狀記憶合金件安裝在大孔段處，形狀記憶合金件在第二狀態伸展，以抵推待分離體。

進一步地，螺栓件包括螺栓頭和與螺栓頭連接的螺栓桿，螺栓頭用于安裝在待分離體中，螺栓桿用于安裝在固定基體中，應力薄弱區位于螺栓頭和螺栓桿之間。

進一步地，形狀記憶合金件為形狀記憶合金環，螺栓件穿過形狀記憶合金環并與小孔段配合。