增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法及试验方法技术

本发明专利技术公开了一种增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法及试验方法，在加注过程中，在贮箱气腔形成“背压”的，使非金属隔膜随着加注量的增加，逐步延展、翻转的过程中避免出现局部摩擦力增大的情况，最后在气腔形成的“背压”，给非金属隔膜提供了一个气垫，显著降低了在振动过程中非金属隔膜在贮箱壳体内的旋转、甩动、扭曲状态下对非金属隔膜的损伤，极大的改善了非金属隔膜的受力环境，提高了贮箱的力学环境承载能力。环境承载能力。环境承载能力。

【技术实现步骤摘要】
增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法及试验方法


[0001]本专利技术涉及一种力学试验方法，尤其涉及增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法。

技术介绍

[0002]非金属隔膜是贮存航天器推进剂的压力容器，具有管理和排除推进剂的功能。在贮箱研制过程中，需要进行大量不同量级的、空载和满载的振动试验。非金属材料的贮箱膜片的强度明显没有金属的强度大，为了增强非金属隔膜贮箱抗振能力，解决在贮箱进行振动试验中出现的响应点量级过大，甚至发生非金属隔膜破裂的问题。为此，寻找增强非金属隔膜贮箱抗振能力的试验方法，对于上述问题具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的技术问题是提供一种加“背压”方法增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法及试验方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案是一种增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法，包括以下步骤：
[0005]第一步，通过贮箱气路进口充入0.1MPa-0.5MPa的氮气；
[0006]第二步，通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入工作介质；
[0007]第三步，当贮箱加注工作介质到一定量之后，将贮箱气路进口堵住，继续充入工作介质，用液体挤压气体的方式使贮箱气腔内压力升高形成背压，背压值为0.5～4MPa
[0008]第四步，停止工作介质的充入，关闭液路进口。
[0009]一种增强非金属隔膜贮箱抗振能力的试验方法，
[0010]满载试验步骤：
[0011]第一步，进行振动台、工装夹具的准备；
[0012]第二步，通过贮箱气路进口充入0.1MPa-4MPa的氮气；
[0013]第三步，通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入模拟液；当贮箱加注模拟液到一定量之后，将贮箱气路进口堵住，继续充入模拟液，液腔继续扩大挤压贮箱气囊使气腔内气体气压升高，达到设定背压值后，停止模拟液的充入；
[0014]第四步，关闭液路进口；通过工装将贮箱固定在振动台上进行试验；
[0015]空载试验：
[0016]第一步，进行振动台、工装夹具的准备；
[0017]第二步，通过贮箱气路进口充入0.1MPa-4MPa的氮气；
[0018]第三步，通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入气体，当液腔内气体加注到一定量之后，将贮箱气路进口堵住，继续向液腔充入气体，液腔继续扩大挤压贮箱气囊使气腔内气体气压升高，达到设定背压值后，停止向液腔充入气体，
[0019]第四步，关闭液路进口；通过工装将贮箱固定在振动台上进行试验；
[0020]本专利技术的有益效果是在气腔形成的“背压”，给非金属隔膜提供了一个气垫，显著
降低在振动过程中非金属隔膜在贮箱壳体内的旋转、甩动、扭曲状态下对非金属隔膜的损伤，极大的改善了非金属隔膜的受力环境，提高了贮箱的力学环境承载能力、稳定性和使用寿命。
附图说明
[0021]图1为贮箱振动试验方向示意图。
[0022]图中标记为：1-液路进口，10-液腔，2-气路进口，20-气腔，3-非金属隔膜。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0024]本专利技术的技术方案是采用“在加注过程中通过液体挤压气腔气体建立背压的方式”加注。，贮箱容积为15L，在加注过程中当贮箱加注到一定量之后，将气端出口堵住，采用液体挤压气体的方式使贮箱背压达到要求值。
[0025]加注方法步骤如下：
[0026]1.通过贮箱气路进口2充入0.2MPa氮气，此时将贮箱气腔20顶置液腔10。从经济角度、稳定性角度，选择了氮气，当然也可以采用其它氦气等气体。
[0027]2.通过贮箱液路进口1向贮箱液腔10充入工作介质，例如推进剂；
[0028]3.当贮箱加注工作介质到一定量之后，将贮箱气路进口2堵住，继续充入工作介质，用液体挤压气体的方式使贮箱气囊的背压，也即是气腔20内气压达到0.5～0.9MPa，背压的最高压力由系使用的情况确定，例如贮箱承压能力、振动试验量级、以及试验过程中气腔压力变化情况，15L的贮箱最佳背压值为0.75MPa；当贮箱容积更大，需要采用更大背压，例如1.5MPa、2MPa、最高至4MPa。
[0029]4.停止工作介质的充入，关闭液路进口1。然后贮箱就可以此状态安装到相适配的主机上，随主机运行并根据主机命令而动作。
[0030]在加注过程中，在贮箱气腔20形成“背压”的方案，使非金属隔膜随着加注量的增加，逐步延展、翻转的过程中避免出现局部摩擦力增大的情况，最后在气腔20形成的“背压”，给非金属隔膜提供了一个气垫，使气垫起到支撑作用，显著降低了在振动过程中非金属隔膜在贮箱壳体内的旋转、甩动、扭曲状态下对非金属隔膜的损伤，也减少了贮箱壳体和非金属隔膜的摩擦、挤压，极大的改善了非金属隔膜的受力环境，提高了贮箱的力学环境承载能力。
[0031]下面为本专利技术的抗振试验方法与具体实施步骤，本次试验采用液腔体积为15L的非金属隔膜贮箱。
[0032]满载试验：
[0033]1.试验前的准备工作：按照相关技术文件进行振动台、工装夹具等准备；
[0034]2.采用上述“液体挤压气体建立背压的方式”加注的方法进行贮箱加注，使得贮箱气腔20的背压达到0.5MPa；，
[0035]首先，通过贮箱气路进口2充入0.2MPa氮气，将贮箱气腔20顶置液腔10；
[0036]然后，通过贮箱液路进口1向贮箱液腔10充入模拟液，例如去离子水；当贮箱加注模拟液到一定量之后，将贮箱气路进口2堵住，继续充入模拟液，挤压贮箱气囊的使其气腔
20内气体达到0.5～0.9MPa的背压，背压的最高压力由系使用的情况确定，优选方案为0.7MPa，；
[0037]最后，停止工作介质的充入，关闭液路进口1。
[0038]3.通过工装将贮箱固定在振动台上，并粘贴传感器，贮箱振动试验方向示意图如图1所示，液腔10在气腔20上方，贮箱中心线偏离竖直方向一个角度α，α为10-20
°
，此次试验方案为α＝14
°
；按照相关技术文件进行试验；
[0039]空载试验：
[0040]1.试验前的准备工作：按照相关技术文件进行振动台、工装夹具等准备；
[0041]2.向贮箱气腔20的充入氮气，
[0042]首先，通过贮箱气路路进口充入0.2MPa氮气，也可以提高压强充入0.4MPa的氮气，这样在后续液腔10充入的时候，可以快速提升到较高背压；
[0043]然后，通过贮箱液路进口1向贮箱液腔10充入气体，例如空气、氮气等；当液腔10内气体加注到一定量之后，将贮箱气路进口2堵住，继续向液腔10充入气体，挤压贮箱气囊的使其气囊内气体达到0.5～0.9MPa的背压，优选方案为0.6MPa，背压的最高压力由系使用的情况确定；
[0044]最后，停止向液腔10充入气体，关闭液路进口1。
[0045]3.通过工装将贮箱固定在振动台上，并粘贴传感器，贮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法，包括以下步骤：第一步，通过贮箱气路进口充入0.1MPa-0.5MPa的背压气体；第二步，通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入工作介质；第三步，当贮箱加注工作介质到一定量之后，将贮箱气路进口堵住，继续充入工作介质，用液体挤压气体的方式使贮箱气腔内压力升高形成背压，背压值为0.5～4MPa第四步，停止工作介质的充入，关闭液路进口。2.如权利要求1所述的增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法，其特征在于：在通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入液体或气体时，将贮箱气腔顶置液腔。3.如权利要求1所述的增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法，其特征在于：在第一步中，充入的背压气体为氮气，氮气压强为0.2MPa，第三步中的气腔背压为0.7MPa。4.如权利要求1所述的增强非金属隔膜贮箱抗振能力的方法，其特征在于：在第一步中，充入的背压气体为氮气，氮气压强为0.5MPa，第三步中的气腔背压为1.5MPa。5.增强非金属隔膜贮箱抗振能力的试验方法，满载试验步骤：第一步，进行振动台、工装夹具的准备；第二步，通过贮箱气路进口充入0.1MPa-4MPa的背压气体；第三步，通过贮箱液路进口向贮箱液腔充入模拟液；当贮箱加注模拟液到一定量之后，将贮箱气路进口堵住，继续充入模拟液，液腔继续扩大挤压贮箱气囊使气腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岩，张勇，秦博文，孟凡刚，高博，佟显义，李卓，白龙，武越，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：发明
国别省市：