一种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器，包括导气管、盖板、外壳、叶片、支柱、底座、通道窗口压板、通道窗口网片、蓄液器网片、固定块和蓄液器网片压板；叶片径向均匀地分布固定在支柱上从而形成一个整体结构，所述整体结构安装固定在底座内圆形隔板上；蓄液器网片通过蓄液器网片压板压在底座内圆形隔板上后固定；通道窗口网片通过通道窗口压板压在底座筒壁外侧上后固定；外壳固定在底座顶端，盖板固定在外壳上，固定块将导气管固定在盖板上。本发明专利技术蓄液器结构简单、强度高、可靠性高，蓄液量大，工作适用范围广泛，具有可以反复循环地给蓄液器内填充液体和从蓄液器内排挤液体的功能，液体加注和排放速度大，同时可实现地面重复加注。
【技术实现步骤摘要】
—种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器
本专利技术涉及一种用于空间流体管理的蓄液器，特别适用于空间飞行器中推进剂贮箱。
技术介绍
推进剂贮箱以其在失重环境下的高可靠性和长寿命特点，被广泛应用于卫星、飞船、空间站、运载火箭等各种空间飞行器上。推进剂贮箱的核心技术是它内部的推进剂管理装置(简称PMD)。PMD的管理能力是贮箱性能的关键指标。PMD设计的目标是PMD在任何时候都能够可靠地、无气泡地输送液体。目前，空间飞行器尤其是卫星上所使用的推进剂贮箱的PMD都是网式的，采用筛网为毛细元件来收集推进剂，并由管道将推进剂输送到推进剂贮箱的液口端。这种类型的推进剂管理装置的局限性也逐渐显露出来，成为制约卫星事业发展的一个不利因素。网式PMD具有如下的一些缺点:比如，毛细网结构强度低、易损伤、易污染、可靠性低，同时，需要设置复杂的流体传输通道，导致推进剂管理装置重量偏大、加注速度慢。根据卫星在轨运行的实际情况来看，要求推进剂贮箱不但能够在正常工况下的各种微重力环境中蓄留推进剂，而且在各种非正常工况的极端情况下也能够蓄留充足的推进齐U，如当Z向(轴向)旋转角速度较大、反向加速度较大时(卫星沿X、Y轴旋转时也会出现)，都可以保证足够的蓄液量。于是需要使用结构简单、可靠性高、蓄液量大、筛网使用少、以板式结构为主的全新蓄液器。蓄液器已经被以不同的实施方式公开，由US4553565A、DE10040755A1和US4986398A公开了一些蓄液器，它们也适用于推进剂贮箱中。例如在US4553565A中描述了一种蓄液器，其中借助一些径向均匀放置的叶片实现液体蓄留和气相与液相的分离，其缺点在于:蓄液量小，在一些可能出现的极端工况下(如贮箱轴向旋转角速度较大、反向加速度较大或侧向加速度较大等)无法保证足够的不夹气的蓄液量。在DE10040755A1中也描述了一种类似球冠状的蓄液器，在蓄液器内设置一内锥形状板，并根据在轨工况需求在适当的区域设置了一些筛网收集器和若干个导流叶片，其缺点在于:结构偏复杂，使用筛网较多，蓄液量小。在US4986398A中也描述了一种蓄液器，其中借助锥形结构区域实现液体蓄留，其缺点在于:使用了大量的筛网，大量气泡易在蓄液器内筛网上聚集；蓄液器提供的液体流量较小，流量过大易导致蓄液器内断流，更易加快气泡在在蓄液器内筛网上聚集，更坏情况即气体被压迫穿过所述筛；同时在微重力情况下在表面张力驱动下蓄液器仍不易填充和蓄留足够的液体。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器，其具有性能优良、结构简单、可靠性高、蓄液量大、微重力环境工作适用能力强、可以反复循环地给蓄液器内填充液体和从蓄液器内排挤液体、液体加注和排放速度大、可实现地面重复加注等特点。本专利技术的技术解决方案是:一种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器，包括导气管、盖板、外壳、叶片、支柱、底座、通道窗口压板、通道窗口网片、蓄液器网片、固定块和蓄液器网片压板；支柱包括中心柱、上支撑盘和下支撑盘；上支撑盘和下支撑盘之间通过中心柱同轴连接，上支撑盘位于中心柱顶端，下支撑盘位于中心柱的下部且中心柱的底端穿过下支撑盘；支柱的上支撑盘和下支撑盘上均径向分布有多条安装缝且上支撑盘的安装缝与下支撑盘上的安装缝一一对应，每组所述一一对应的安装缝上插有一个叶片，叶片与其所在安装缝固定连接；底座为上下开口的圆筒状结构，其内部有带多个通孔的圆形隔板，底座位于所述圆形隔板下方的筒壁上留有多个通道窗口，通道窗口网片覆盖在所述底座位于圆形隔板下方筒壁的外侧，将所有通道窗口盖住，通道窗口压板将通道窗口网片固定在底座的筒壁上；蓄液器网片和带有多个通孔的蓄液器网片压板依次置于底座内的圆形隔板上方，且蓄液器网片的边缘和蓄液器网片压板的边缘均与所述圆形隔板固定连接；外壳为两端开口的圆台状薄壁结构，其直径小的开口端固定在底座的顶端，叶片和支柱形成的整体置于外壳内部，且支柱穿过下支撑板的底端与所述底座的圆形隔板固定连接；盖板固定在外壳直径大的开口端上，将叶片和支柱组成的整体封闭在外壳内部，固定块将导气管固定在盖板上，用于所述蓄液器在地面加注液体时排放盖板和外壳形成的夹角空间内的气体。所述叶片上分布有多个通孔，用于蓄液器内以及叶片之间的液体流通和捕捉气体，所述叶片之间形成多个夹角区域，用于液体导流与蓄留。所述叶片的边缘与外壳之间以及叶片的边缘与盖板之间均存在缝隙，用于蓄液器充液时利用液体表面张力驱动液体导流，将蓄液器外部的液体导流到蓄液器内部。所述叶片的边缘与外壳之间的缝隙与叶片的边缘与盖板之间的缝隙连通。所述蓄液器网片、蓄液器网片压板和所述底座的圆形隔板之间无缝隙，且蓄液器网片压板上的通孔和所述圆形隔板上的通孔一一对应。所述底座内部的圆形隔板和底座为一体。所述盖板为侧壁向其中轴内凹的旋转体薄壁结构，上下开口。所述盖板的高度大于等于外壳高度的一半，且盖板的直径小的开口端与所述支柱顶端的上支撑盘之间留有间隙。所述通道窗口网片和蓄液器网片均为钛合金材料。本专利技术与现有技术相比有益效果为:(I)与US4986398A以及DE10040755A1中描述的蓄液器相比，本专利技术蓄液器主体结构包括盖板、外壳、底座和由叶片和支柱组成的整体结构(小型蓄液器结构)，结构简单，由于各主体结构分布集中所以本专利技术蓄液器的结构强度更高，而且没有使用US4986398A以及DE10040755A1中描述的易受污染的带有网片的收集器以及管路，从而本专利技术蓄液器可靠性更高。(2)与US4553565A中描述的蓄液器相比,本专利技术蓄液器借助侧壁向其中轴内凹的旋转体薄壁结构的盖板与两端开口的圆台状薄壁结构的外壳形成的封闭结构以及内置的由带有通孔的叶片和支柱组成的整体结构，实现蓄液量大、微重力环境适用范围广泛的功能，即使在一些可能出现的极端工况下，如贮箱轴向旋转角速度较大、反向加速度较大或侧向加速度较大等情况下，都能够保证足够的不夹气的蓄液量。(3)与US4986398A中描述的蓄液器相比，本专利技术蓄液器的固定在底座内圆形隔板的由叶片和支柱组成的整体结构可以保证没有气体直接在蓄液器网片上聚集，不会影响蓄液器内液体流动状况，确保在任何工况、任何时候都能够可靠地、无气泡地进行液体蓄留与排挤。(4)本专利技术蓄液器在其内部液体快排放完时，借助叶片之间的夹角间隙以及叶片与盖板和外壳之间的缝隙在表面张力驱动下通过通道窗口在短时间内完成从蓄液器外液池给蓄液器内填充液体，确保蓄液器内液体蓄留充足。与US4986398A以及DE10040755A1中描述的蓄液器相比，本专利技术实现的充液速度更快且及充液量更大。(5)与US4986398A以及DE10040755A1中描述的蓄液器相比，本专利技术蓄液器的蓄液器网片和通道窗口网片使用量少且分布集中，易实现较大的液体加注和排放速度以及地面重复加注功能。【附图说明】图1是本专利技术蓄液器的剖视图；图2以本专利技术蓄液器的爆炸图；图3是本专利技术中小型蓄液器的结构示意图；图4是微重力环境下蓄液器排挤液体时的流动曲线；图5是微重力环境下蓄液器填充液体时的流动曲线。图6为本专利技术支柱的结构示意图；图7为本专利技术底座的结构不意图；图8为本专利技术通道窗口压板的结构示意图。【具体实施方式】下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器，其特征在于：包括导气管(1)、盖板(2)、外壳(3)、叶片(4)、支柱(5)、底座(6)、通道窗口压板(7)、通道窗口网片(8)、蓄液器网片(9)、固定块(10)和蓄液器网片压板(11)；支柱(5)包括中心柱(51)、上支撑盘(52)和下支撑盘(53)；上支撑盘(52)和下支撑盘(53)之间通过中心柱(51)同轴连接，上支撑盘(52)位于中心柱(51)顶端，下支撑盘(53)位于中心柱(51)的下部且中心柱(51)的底端穿过下支撑盘(53)；支柱(5)的上支撑盘(52)和下支撑盘(53)上均径向分布有多条安装缝且上支撑盘(52)的安装缝与下支撑盘(53)上的安装缝一一对应，每组所述一一对应的安装缝上插有一个叶片(4)，叶片(4)与其所在安装缝固定连接；底座(6)为上下开口的圆筒状结构，其内部有带多个通孔的圆形隔板，底座(6)位于所述圆形隔板下方的筒壁上留有多个通道窗口，通道窗口网片(8)覆盖在所述底座(6)位于圆形隔板下方筒壁的外侧，将所有通道窗口盖住，通道窗口压板(7)将通道窗口网片(8)固定在底座(6)的筒壁上；蓄液器网片(9)和带有多个通孔的蓄液器网片压板(11)依次置于底座(6)内的圆形隔板上方，且蓄液器网片(9)的边缘和蓄液器网片压板(11)的边缘均与所述圆形隔板固定连接；外壳(3)为两端开口的圆台状薄壁结构，其直径小的开口端固定在底座(6)的顶端，叶片(4)和支柱(5)形成的整体置于外壳(3)内部，且支柱(5)穿过下支撑板(53)的底端与所述底座(6)的圆形隔板固定连接；盖板(2)固定在外壳(3)直径大的开口端上，将叶片(4)和支柱(5)组成的整体封闭在外壳(3)内部，固定块(10)将导气管(1)固定在盖板(2)上，用于所述蓄液器在地面加注液体时排放盖板(2)和外壳(3)形成的夹角空间内的气体。...
【技术特征摘要】
1.一种用于空间飞行器中推进剂贮箱的蓄液器，其特征在于:包括导气管(I)、盖板(2)、外壳(3)、叶片(4)、支柱(5)、底座(6)、通道窗口压板(7)、通道窗口网片(8)、蓄液器网片(9)、固定块(10)和蓄液器网片压板(11)；支柱(5)包括中心柱(51)、上支撑盘(52)和下支撑盘(53);上支撑盘(52)和下支撑盘(53)之间通过中心柱(51)同轴连接，上支撑盘(52)位于中心柱(51)顶端，下支撑盘(53)位于中心柱(51)的下部且中心柱(51)的底端穿过下支撑盘(53);支柱(5)的上支撑盘(52)和下支撑盘(53)上均径向分布有多条安装缝且上支撑盘(52)的安装缝与下支撑盘(53)上的安装缝一一对应，每组所述一一对应的安装缝上插有一个叶片(4)，叶片(4)与其所在安装缝固定连接； 底座(6)为上下开口的圆筒状结构，其内部有带多个通孔的圆形隔板，底座(6)位于所述圆形隔板下方的筒壁上留有多个通道窗口，通道窗口网片(8)覆盖在所述底座(6)位于圆形隔板下方筒壁的外侧，将所有通道窗口盖住，通道窗口压板(7)将通道窗口网片⑶固定在底座出)的筒壁上； 蓄液器网片(9)和带有多个通孔的蓄液器网片压板(11)依次置于底座(6)内的圆形隔板上方，且蓄液器网片(9)的边缘和蓄液器网片压板(11)的边缘均与所述圆形隔板固定连接； 外壳(3)为两端开口的圆台状薄壁结构，其直径小的开口端固定在底座(6)的顶端,叶片(4)和支柱(5)形成的整体置于外壳(3)内部，且支柱(5)穿过下支撑板(53)的底端与所述底座(6)的圆形隔板固定连接； 盖板⑵固定在外壳⑶直径大的开口端上，将叶片⑷和支柱(5)组成的整体封闭在外壳(3)内部，固定块(10)将导气管(I)固定在盖板(2)上，用于所述蓄液...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡齐，李永，潘海林，陈健，魏延明，庄保堂，刘锦涛，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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