一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，该装置包括介质容腔、把手和四个单向阀组成，把手与介质容腔直接相连，把手的顺时针和逆时针转动形成介质容腔的抽吸和排出动作，两个单向阀分别连接在水箱和预处理剂储箱与介质容腔的入口，逆时针旋转把手实现冲洗水和预处理剂的抽吸动作；剩余两个单向阀连接在介质容腔的出口，顺时针旋转把手完成冲洗水和预处理剂排出后混合，通过单向阀实现抽吸、排出动作时相应管路的自动关闭和打开。本发明专利技术保证了冲洗水和预处理剂的排放比例，使空间站携带的有限水资源实现循环利用。

A manual mixing device for environmental control and life support system in space station

The invention discloses a manual mixing device used in a space station ring control system. The device consists of a medium chamber, a handle and four one-way valves. The handle is directly connected with a medium chamber. The handle is clockwise and counter clockwise to form the suction and discharge action of the medium volume cavity. The two one-way valves are connected to the water respectively. The inlet of the tank and the preconditioner storage tank and the medium chamber, the counterclockwise rotating handle realizes the pumping action of the washing water and the preconditioner; the remaining two one-way valves are connected to the outlet of the medium capacity cavity, and the clockwise rotary handle completes the mixing of the washing water and the preconditioning agent after the discharge, and the suction and discharge action is realized through a one-way valve. The road is automatically closed and opened. The invention ensures the discharge ratio of the rinsing water and the pretreatment agent, so that the limited water resources carried by the space station can be recycled.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置
本专利技术涉及空间站设计及制造
，特别涉及空间站环保生控系统中针对大小便的收集处理。
技术介绍
空间站技术的不断发展，航天员以后在太空飞行的时间愈长，空间站的生活设施也需要符合宇航员的长时间飞行。由于空间站携带的生活用水体积有限，这就要求空间站的用水能够循环使用。空间站内人员生活中产生的大小便是需要用预处理剂进行处理后进行降解，如果事先将预处理与水进行配比后再带入空间站则占用了可利用的空间和重量，因此需要对预处理剂在使用时进行实时配比，同时还要保证配比时达到较为准确的百分比。此外，空间站内搭载的产品要求具有结构简单、体积小、重量轻等优点，这些特点对手动混合装置的结构优化设计提出了更高的要求。同时对产品的稳定性和可靠性要求也更加苛刻。
技术实现思路
本专利技术提供了一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，装置通过嵌套式活塞设计保证了冲洗水和预处理剂的排放比例，使空间站携带的有限水资源实现循环利用。一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，该装置包括介质容腔、把手和四个单向阀组成，所述把手与介质容腔直接相连，把手的顺时针和逆时针转动形成介质容腔的抽吸和排出动作，两个单向阀分别连接在水箱和预处理剂储箱与介质容腔的入口，逆时针旋转把手实现冲洗水和预处理剂的抽吸动作；剩余两个单向阀连接在介质容腔的出口，顺时针旋转把手完成冲洗水和预处理剂排出后混合，通过单向阀实现抽吸、排出动作时相应管路的自动关闭和打开。进一步地，所述介质容腔包括传动轴、活塞、壳体和止转销，所述壳体分为上下两部分，上半部分壳体通过轴承连接传动轴，传动轴的内部为内螺纹，该内螺纹与活塞的外螺纹配合，所述活塞的中心具有活塞孔，活塞的底部有水平凸沿，活塞的中心孔与下半部分壳体中心的凸起结构形成嵌套配合，活塞与下半部分壳体通过止转销限制活塞与下半部分壳体之间的相对转动，活塞的外螺纹与传动轴的内螺纹配合，传动轴在把手的带动下原地旋转，活塞沿壳体的轴向上下移动，活塞的水平凸沿与下半部分壳体对应部分配合形成水容腔，活塞的中心孔与凸起结构配合形成预处理剂容腔。进一步地，所述下半部分壳体上设有水入口、预处理剂入口、水出口和预处理剂出口，水入口和预处理剂入口上分别设有预处理剂入口单向阀和水入口单向阀，水出口和预处理剂出口上分别设有水出口单向阀和预处理剂出口单向阀，水出口和预处理剂出口互相贯通后连接混合液出口。进一步地，所述壳体上设有排气装置。进一步地，所述冲洗水和预处理剂的入口、混合液的出口设有玻璃观装置。进一步地，所述装置质量≤2.7kg(不含工质)，工作介质为预处理剂与冲洗水的混合物；预处理剂的成份为98％H2SO4和CrO3；冲洗水为含银离子浓度不低于0.05mg/L的饮用水。有益效果1、嵌套式活塞设计。本专利技术的介质容腔采用活塞嵌套的结构设计，容腔结构简单，可整体机加成型，能承受高压而不损坏，排放容积准确，选定相容性好的材料后，金属缸体和活塞不存在腐蚀泄漏风险，并且这种设计保证了冲洗水和预处理剂的排放比例。2、排气装置设计。排气装置是为了平衡手动混合装置内外部的气压，减少气压对把手操作力的影响，启用手动混合装置时，打开排气装置，再进行手动混合装置的抽、排动作。当长时间不使用手动混合装置时，再把排气装置关闭。为了保护宇航员的安全，在排气装置内部设置了一个碳酸钙包，吸收手动混合装置泄露的硫酸和铬酸(CrO3与水生成铬酸)，防止硫酸随着气体排出来。碳酸钙包被固定螺柱固定在排气装置内部，通过拆卸固定螺柱来更换碳酸钙包。排气装置关闭时，通过螺钉压紧O型圈来实现手动混合装置内部气体的封闭。当打开排气装置时，把螺钉拧下来，固定在旁边盖板上的螺纹孔上，当长时间不开启手动混合装置时，再把螺钉拧在排气装置上。3、玻璃观察装置。为了便于用肉眼观察预处理剂输出状态，确定系统初次状态的建立及判断系统是否正常工作，在管路中设置一段透明玻璃管路，该段管路采用石英玻璃，两端插入到预处理剂输出接头中，内部密封结构采用O形密封圈的密封方式，密封圈采用氟橡胶。为了防止在储存、运输、使用等过程中玻璃管受到意外碰撞等损坏保护观察段中的玻璃不在意外的情况下损坏，采用了有机玻璃保护方案，在石英玻璃外部加装有机玻璃，利用有机玻璃的机械强度高的特点来保护内部的石英玻璃，同时，利用有机玻璃透光度高的特点不影响观察效果。有机玻璃和管路也采用密封圈密封，即使在石英玻璃由于自身原因发生破裂的极端情况下也能保证预处理剂不外泄。附图说明图1是本专利技术的工作原理图图2是本专利技术的结构示意图(关闭状态)图3是本专利技术的结构示意图(打开状态)图4是本专利技术的介质输入输出模块的结构示意图图5是本专利技术玻璃观察装置的结构示意图其中：1-把手、2-传动轴、3-活塞、4-预处理剂容腔、5-壳体、6-水容腔、7-止转销、8-轴承、9-排气装置、10-密封环、11-玻璃观察装置、12-预处理剂入口、13-水入口、14-混合液出口、15-预处理剂入口单向阀、16-水入口单向阀、17-水出口单向阀、18-预处理剂出口单向阀、19-预处理剂输出接头、20-第二接头、21-密封圈、22-第一接头、23-有机玻璃、24-石英玻璃。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供了一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，该装置包括介质容腔内的活塞3、外部的把手和四个单向阀组成，四个单向阀分别是预处理剂入口单向阀15、水入口单向阀16、水出口单向阀17和预处理剂出口单向阀18；把手1与介质容腔直接相连，把手的顺时针和逆时针转动形成介质容腔内活塞的抽吸和排出动作，水入口单向阀16和预处理剂入口单向阀15分别连接在水箱和预处理剂储箱与介质容腔的入口，逆时针旋转把手实现冲洗水和预处理剂的抽吸动作；水出口单向阀17和预处理剂出口单向阀18连接在介质容腔的出口，顺时针旋转把手1完成冲洗水和预处理剂排出后混合，通过单向阀实现抽吸、排出动作时相应管路的自动关闭和打开。如附图2和3所示，介质容腔包括传动轴2、活塞3、壳体5和止转销7，壳体5分为上下两部分，上半部分壳体通过轴承8连接传动轴2，传动轴2的内部为内螺纹，该内螺纹与活塞的外螺纹配合，活塞的中心具有活塞孔，活塞3的底部有水平凸沿，活塞3的中心孔与下半部分壳体中心的凸起结构形成嵌套配合，活塞与下半部分壳体通过止转销7限制活塞3与下半部分壳体之间的相对转动，活塞3的外螺纹与传动轴的内螺纹配合，传动轴2在把手的带动下原地旋转，活塞3沿壳体的轴向上下移动，活塞3的水平凸沿与下半部分壳体对应部分配合形成水容腔，活塞3的中心孔与凸起结构配合形成预处理剂容腔。如附图4所示，下半部分壳体上设有水入口、预处理剂入口、水出口和预处理剂出口，水入口和预处理剂入口上分别设有预处理剂入口单向阀15和水入口单向阀16，水出口和预处理剂出口上分别设有水出口单向阀17和预处理剂出口单向阀18，水出口和预处理剂出口互相贯通后连接混合液出口14。手动逆时针旋转把手1，带动活塞3向上运动，此时预处理剂入口单向阀15和水入口单向阀16打开，水出口单向阀17和预处理剂出口单向阀18关闭，从水箱和预处理剂储箱内抽取液体，实现预处理剂和冲洗水的抽吸操作，把手1旋转到终点后顺时针旋转把手1，带动活塞3向下运动，此时预处理剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，其特征在于，该装置包括介质容腔、把手和四个单向阀组成，所述把手与介质容腔直接相连，把手的顺时针和逆时针转动形成介质容腔的抽吸和排出动作，两个单向阀分别连接在水箱和预处理剂储箱与介质容腔的入口，逆时针旋转把手实现冲洗水和预处理剂的抽吸动作；剩余两个单向阀连接在介质容腔的出口，顺时针旋转把手完成冲洗水和预处理剂排出后混合，通过单向阀实现抽吸、排出动作时相应管路的自动关闭和打开。冲洗水和预处理剂的入口、混合液的出口及出口观察端位于边缘位置。

【技术特征摘要】
1.一种应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，其特征在于，该装置包括介质容腔、把手和四个单向阀组成，所述把手与介质容腔直接相连，把手的顺时针和逆时针转动形成介质容腔的抽吸和排出动作，两个单向阀分别连接在水箱和预处理剂储箱与介质容腔的入口，逆时针旋转把手实现冲洗水和预处理剂的抽吸动作；剩余两个单向阀连接在介质容腔的出口，顺时针旋转把手完成冲洗水和预处理剂排出后混合，通过单向阀实现抽吸、排出动作时相应管路的自动关闭和打开。冲洗水和预处理剂的入口、混合液的出口及出口观察端位于边缘位置。2.根据权利要求1所述的应用于空间站环控生保系统的手动混合装置，其特征在于，所述介质容腔包括传动轴、活塞、壳体和止转销，所述壳体分为上下两部分，上半部分壳体通过轴承连接传动轴，传动轴的内部为内螺纹，该内螺纹与活塞的外螺纹配合，所述活塞的中心具有活塞孔，活塞的底部有水平凸沿，活塞的中心孔与下半部分壳体中心的凸起结构形成嵌套配合，活塞与下半部分壳体通过止转销限制活塞与下半部分壳体之间的相对转动，活塞的外螺纹与传动轴的内螺纹配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建亭，高中亚，徐伟，张哲，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11