专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置。该装置用于固定高压气瓶，高压气瓶具有分别设置内凹平面的前端夹持部和后端夹持部。该装置至少包括：前端支座、前端支架、后端支座与后端支架，前端支座和前端支架将高压气瓶前端夹持部匹夹持，再通过第一紧固结构使高压气瓶前端被固定于前端支座，后端支座与后端支架将高压气瓶后端夹持部夹持，并通过第二紧固结构使高压气瓶的后端被固定于后端支座。本发明专利技术提供的高压气瓶固定装置，通过分别对高压气瓶前端夹持部和后端夹持部匹配进行夹紧固定，并限制高压气瓶的径向转动，使高压气瓶得到更可靠的固定，提升了高压气瓶固定装置的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置
本专利技术涉及高压气瓶固定设备
，特别是专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置。
技术介绍
航天运载器专用高压气瓶是用以贮存高压气体（如氧、氮、氢、氦等）的压力容器，对材料的空间环境适应性、尺寸稳定性、快速装配连接等都有较高的要求。传统的高压气瓶大多是金属材料制备而成，结构的消极质量大。目前高压气瓶都采用先进复合材料制备而成，复合材料以其重量轻、结构效率高、抗疲劳性能好、良好的破损安全性等优异的性能而成为首选的耐高压承载的气瓶材料。航天运载器专用的复合材料高压气瓶在振动环境中的支撑紧固一直是高压气瓶使用的难点。由于复合材料高压气瓶在充放气过程中会发生较大的变形，而在振动环境中，气瓶与之连接的管路可能会发生断裂，进而导致气瓶内高压气体泄漏。现有的航天运载器用的复合材料气瓶固定装置，多以包带或卡箍将其固定在支架上，或者使用非常复杂的固定装置限制气瓶的自由度，这两种方案都无法很好地补偿气瓶的变形，无法实现多自由度定位。气瓶严重形变会造成气瓶或者气瓶固定装置的破坏，或者增大对气瓶出口导管的附加载荷，甚至会发生管路断裂的情况。因此，提供一种兼顾气瓶变形补偿与气瓶自由度约束、优化安装布局、且功能稳定可靠的高压气瓶固定装置是目前所要解决的问题。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置，具有约束高压气瓶自由度、结构稳定、安全可靠以及补偿复合材料高压气瓶变形等优点。解决了高压气瓶固定装置无法很好地补偿复合材料气瓶的径向以及轴向变形的问题，同时提高了高压气瓶固定装置的稳定性。本专利技术提供一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置，用于固定高压气瓶，所述高压气瓶具有分别设置内凹平面的前端夹持部和后端夹持部。该高压气瓶固定装置包括：前端支座、可拆卸设置于所述前端支座的前端支架、后端支座、可拆卸设置于所述后端支座的后端支架，以及设置于所述前端支座与所述前端支架连接位置的第一紧固结构和设置于所述后端支座与所述后端支架连接位置的第二紧固结构。其中，所述前端支座设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一下凹槽，所述前端支架设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一上凹槽，通过所述第一下凹槽与所述第一上凹槽将所述高压气瓶前端夹持部夹持，并通过所述第一紧固结构固定，所述后端支座设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二下凹槽，所述后端支架设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二上凹槽，通过所述第二下凹槽与所述第二上凹槽将所述高压气瓶后端夹持部夹持，并通过所述第二紧固结构固定，使高压气瓶被稳定的固定在所述前端支座和所述后端支座之间。在一个实施例中，所述第一下凹槽的侧面内壁设置两个相互对立的第一凸起平面，所述第一上凹槽在与所述第一下凹槽对应的位置设置相同的所述第一凸起平面；通过所述第一凸起平面与高压气瓶前端夹持部的内凹平面匹配夹紧，从而限制高压气瓶的径向转动，使高压气瓶稳定地被支撑固定。在一个实施例中，所述第一凸起平面无缝设置于高压气瓶前端夹持部的内凹平面内，以限制所述高压气瓶前端部在其轴线方向上的运动以及径向转动，保证高压气瓶的稳定支撑。在一个实施例中，所述第二下凹槽的侧面内壁设置两个相互对立的第二凸起平面，所述第二上凹槽在与所述第二下凹槽对应的位置设置相同的所述第二凸起平面；通过所述第二凸起平面与高压气瓶后端夹持部的内凹平面匹配夹紧，以加强对高压气瓶的径向转动限制，提升高压气瓶的支撑稳定性。在一个实施例中，在高压气瓶的轴线方向上，所述第二凸起平面间隙设置于所述高压气瓶后端夹持部的内凹平面内，所述第二内凹平面与所述第二凸起平面形成滑动结构，以满足所述高压气瓶的轴向形变。在一个实施例中，所述第二凸起平面与所述高压气瓶后端夹持部的间隙距离为2至4毫米，以充分满足高压气瓶的轴向形变。在一个实施例中，所述第一紧固结构包括前端紧固螺钉以及与所述前端紧固螺钉匹配的第一螺纹通孔和第一螺纹沉孔；所述第一螺纹通孔设置于所述前端支架，所述第一螺纹沉孔设置于所述前端支座，所述前端紧固螺钉通过与所述第一螺纹通孔和所述第一螺纹沉孔配合，将所述高压气瓶前端夹持部固定于所述前端支架和所述前端支座之间，通过所述前端支座将高压气瓶的前端支撑。在一个实施例中，在所述前端支架的所述第一上凹槽两侧设置两个所述第一螺纹通孔，在所述前端支座的所述第一下凹槽两侧对应设置两个所述第一螺纹沉孔，以实现对所述高压气瓶前端夹持部的有效固定。在一个实施例中，所述第二紧固结构包括后端紧固螺钉以及与所述后端紧固螺钉匹配的第二螺纹通孔和第二螺纹沉孔；所述第二螺纹通孔设置于所述后端支架，所述第二螺纹沉孔设置于所述后端支座，所述后端紧固螺钉通过与所述第二螺纹通孔和所述第二螺纹沉孔配合，将所述高压气瓶后端夹持部固定于所述后端支架和所述后端支座之间，通过所述前端支座支撑高压气瓶的后端。在一个实施例中，在所述后端支架的所述第二上凹槽两侧设置两个所述第二螺纹通孔，在所述后端支座的所述第二下凹槽两侧对应设置两个所述第二螺纹沉孔，以实现对所述高压气瓶后端夹持部的有效固定。本专利技术提供的一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置，该装置不仅能够补偿复合材料高压气瓶的变形，还可以对高压气瓶的自由度进行约束，解决了现有固定装置无法兼顾气瓶变形补偿与气瓶自由度约束的问题。并且该装置结构巧妙，连接可靠，安装拆卸容易，可维修能力强，稳定性强，重量也比现有的固定装置轻，可以满足航天运载器减重要求。在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例的前端支座与前端支架的结构示意图。图3是本专利技术实施例的后端支座与后端支架的结构示意图。图4是本专利技术实施例的高压气瓶的结构示意图。图5是本专利技术实施例的专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置的剖面结构示意图。图6是图5中B-B’位置的截面图。图7是图5中A-A’位置的截面图。图8是本专利技术实施例第二凸起平面与高压气瓶后端夹持部内凹平面的间隙设置示意图。图9是高压气瓶在充气过程中膨胀时后端夹持部发生位移时的示意图。图10、图11和图12分别是第一紧固结构的紧固螺钉、螺纹通孔和螺纹沉孔的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置，用于固定高压气瓶，所述高压气瓶具有分别设置内凹平面的前端夹持部和后端夹持部，其特征在于，包括：前端支座、可拆卸设置于所述前端支座的前端支架、后端支座、可拆卸设置于所述后端支座的后端支架，以及设置于所述前端支座与所述前端支架连接位置的第一紧固结构和设置于所述后端支座与所述后端支架连接位置的第二紧固结构；/n其中，所述前端支座设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一下凹槽，所述前端支架设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一上凹槽，通过所述第一下凹槽与所述第一上凹槽将所述高压气瓶前端夹持部夹持，并通过所述第一紧固结构固定；所述后端支座设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二下凹槽，所述后端支架设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二上凹槽，通过所述第二下凹槽与所述第二上凹槽将所述高压气瓶后端夹持部夹持，并通过所述第二紧固结构固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种专用于航天运载器的复合材料高压气瓶固定装置，用于固定高压气瓶，所述高压气瓶具有分别设置内凹平面的前端夹持部和后端夹持部，其特征在于，包括：前端支座、可拆卸设置于所述前端支座的前端支架、后端支座、可拆卸设置于所述后端支座的后端支架，以及设置于所述前端支座与所述前端支架连接位置的第一紧固结构和设置于所述后端支座与所述后端支架连接位置的第二紧固结构；
其中，所述前端支座设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一下凹槽，所述前端支架设有与所述高压气瓶前端夹持部匹配的第一上凹槽，通过所述第一下凹槽与所述第一上凹槽将所述高压气瓶前端夹持部夹持，并通过所述第一紧固结构固定；所述后端支座设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二下凹槽，所述后端支架设有与所述高压气瓶后端夹持部匹配的第二上凹槽，通过所述第二下凹槽与所述第二上凹槽将所述高压气瓶后端夹持部夹持，并通过所述第二紧固结构固定。


2.根据权利要求1所述的复合材料高压气瓶固定装置，其特征在于，所述第一下凹槽的侧面内壁设置两个相互对立的第一凸起平面，所述第一上凹槽在与所述第一下凹槽对应的位置设置相同的所述第一凸起平面；通过所述第一凸起平面与高压气瓶前端夹持部的内凹平面匹配夹紧，以限制高压气瓶的径向转动。


3.根据权利要求2所述的复合材料高压气瓶固定装置，其特征在于，所述第一凸起平面无缝设置于高压气瓶前端夹持部的内凹平面内，以限制所述高压气瓶前端部在其轴线方向上的运动以及径向转动。


4.根据权利要求1所述的复合材料高压气瓶固定装置，其特征在于，所述第二下凹槽的侧面内壁设置两个相互对立的第二凸起平面，所述第二上凹槽在与所述第二下凹槽对应的位置设置相同的所述第二凸起平面；通过所述第二凸起平面与高压气瓶后端夹持部的内凹平面匹配夹紧，以加强对高压气瓶的径向转动限制。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：铁文军，李秀明，张峥智，赵志浩，曹文斌，杜正刚，
申请(专利权)人：蓝箭航天空间科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11