專利名稱：一種板式推進劑管理裝置的蓄液器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種推進劑管理裝置的蓄液器，特別適用于空間微重力環(huán)境下推進劑管理。
背景技術：
表面張力貯箱以其在失重環(huán)境下的高可靠性和長壽命特點，被廣泛應用于衛(wèi)星、 飛船、空間站、運載火箭等各種航天器上。表面張力貯箱的核心技術是其內部的推進劑管理裝置(簡稱PMD)。板式推進劑管理裝置屬于新一代可靠先進的管理裝置。蓄液器設計的目標是設計出性能可靠、重量輕、結構簡單的板式PMD核心組件之一?，F(xiàn)有的蓄液器屬于輻射放置葉片型蓄液器，該類蓄液器存在一些缺點結構強度低，安裝工藝復雜，蓄液量小，承受力學環(huán)境能力稍差，適應性差，對衛(wèi)星的控制能力要求較高，可靠性不高，且不易與導流板銜接。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構強度大、可靠性高、適應性強、蓄液量大的板式推進劑管理裝置的蓄液器。本發(fā)明包括如下技術方案一種板式推進劑管理裝置的蓄液器，所述蓄液器包括蓄液器內錐、蓄液器外錐、蓄液器底座、導氣管、蓄液器網片支壓板及蓄液器網片；蓄液器內錐與蓄液器外錐焊接固定； 蓄液器外錐與蓄液器底座焊接固定；利用表面張力通過所述蓄液器內錐和所述蓄液器外錐之間的夾角區(qū)域及所述蓄液器外錐與所述貯箱殼體內壁面之間的夾角區(qū)域來蓄留推進劑； 利用所述導氣管將所述蓄液器內氣體排出；所述蓄液器底座為圓柱型；蓄液器網片支壓板及蓄液器網片安裝在蓄液器底座的內圓柱上。所述蓄液器外錐的錐角為45°。所述蓄液器外錐的下錐口內徑與貯箱內徑比例為1 10，蓄液器外錐的高度與下錐口內徑比例為1 1.5。所述蓄液器內錐和所述蓄液器外錐之間的夾角為40°。所述蓄液器內錐相對于所述蓄液器外錐頂端的入口深度為所述蓄液器外錐高度的一半。所述蓄液器內錐的過渡弧段半徑為所述入口深度的0. 8倍。所述導氣管通過兩塊導氣管固定塊與所述蓄液器內錐焊接固定，將導氣管一端伸進所述蓄液器內錐與所述蓄液器外錐的夾角區(qū)域頂端，同時在所述導氣管的該端打一個小孔。在所述蓄液器底座的外圓柱上設置帶孔的耳片。在所述蓄液器底座的內圓柱設置一個臺階，蓄液器網片夾在兩塊蓄液器網片支壓板之間，將蓄液器網片與兩塊蓄液器網片支壓板焊接后的整體結構焊接到蓄液器底座的內圓柱的所述臺階上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明的蓄液器主要采用了全新的薄板結構，結構強度大，可靠性高，適應性強，蓄液量大；(2)本發(fā)明的蓄液器結構簡單，質量輕；(3)本發(fā)明的蓄液器可根據(jù)板式推進劑管理裝置結構尺寸進行適應性修改，其容積可擴展性好；(4)使用本發(fā)明的蓄液器，在加注時不會產生多層篩網造成的氣堵問題，可以大大提高加注速度，實現(xiàn)推進劑的快速加注，同時有利于實現(xiàn)板式推進劑管理裝置重復加注。


圖1為本發(fā)明蓄液器結構示意圖2為本發(fā)明蓄液器45度剖面圖3為本發(fā)明蓄液器局部立體放大圖4為本發(fā)明蓄液器立體仰視圖5為在壽命初期貯箱內液體分布示意圖
圖6為在壽命中期貯箱內液體分布示意圖
圖7為在壽命末期貯箱內液體分布示意圖
圖8為零重力下蓄液器液體分布示意圖
圖9為側向微重力下蓄液器液體分布示意圖
圖10為反向加速度下蓄液器液體分布示意圖
圖11為軸向旋轉下蓄液器液體分布示意圖
具體實施例方式如圖1 4所示，板式推進劑管理裝置蓄液器包括如下組成部分蓄液器內錐1、 蓄液器外錐4、蓄液器底座5、導氣管3、兩塊導氣管固定塊2、兩塊蓄液器網片支壓板6、蓄液器網片7。蓄液器內錐1與蓄液器外錐4電子束焊接；蓄液器外錐4與蓄液器底座5電子束焊接。蓄液器采用了內外兩個完整的錐形結構，即所述蓄液器內錐1和所述蓄液器外錐 4組成的錐形結構，利用表面張力通過所述蓄液器內錐和所述蓄液器外錐之間的夾角區(qū)域及所述蓄液器外錐4與所述貯箱殼體內壁面8之間的夾角區(qū)域來蓄留充足推進劑，采用了所述導氣管將所述蓄液器內氣體排出，采用圓柱型的所述蓄液器底座作為氣泡陷阱的主要組成部分。為了使所述蓄液器蓄液效果達到最好，優(yōu)化設計了所述蓄液器外錐的錐角，錐角為 45°。根據(jù)衛(wèi)星進行位保時推力器所需的推進劑量，優(yōu)化設計了所述蓄液器外錐的高度及體積，確定了所述蓄液器最大蓄液量。所述蓄液器外錐的下錐口內徑與貯箱內徑比例為 1 10，高度與下錐口內徑比例為1 1.5。在微重力環(huán)境下，在所述蓄液器內錐和所述蓄液器外錐之間的夾角區(qū)域將蓄留一部分推進劑，最終表面張力與微重力達到平衡。為使該區(qū)域的蓄液量盡可能多，優(yōu)化設計了所述蓄液器內錐和所述蓄液器外錐之間的夾角，所述夾角為40°?？紤]到所述蓄液器在正常工況及反向微重力工況下的工作需求，優(yōu)化設計了所述蓄液器內錐的入口深度H，所述入口深度為所述蓄液器外錐高度的一半。優(yōu)化設計了所述蓄液器內錐的過渡弧段，弧段半徑為入口深度H的0. 8倍。若弧段半徑過大，表面張力難以支撐推進劑分布到所述蓄液器內錐入口處，影響所述蓄液器的蓄液量；若弧段半徑過小，推進劑偏向蓄留在該弧段附近，容易使所述收集器暴露在氣體中， 從而影響所述蓄液器的有效蓄液量。為了在加注過程中將所述蓄液器內氣體排出，專門設計了新型的所述導氣管，如圖3所示，導氣管3通過兩塊導氣管固定塊2與蓄液器內錐1電阻點焊連接并固定，將導氣管3的一端盡量伸進蓄液器內錐與蓄液器外錐之間的夾角區(qū)域的最頂端，同時在導氣管 3的該端打一個小孔，以便最大限度地進行排氣保證了所述板式PMD高的擠出效率，也提高了其承受微重力水平的能力。如圖2所示，在所述蓄液器底座5外圓柱設計了帶孔的耳片，所述蓄液器底座5支撐整個所述蓄液器。在所述蓄液器底座的內圓柱設計了一個臺階，便于所述蓄液器網片支壓板6和蓄液器網片7的安裝固定，在所述蓄液器底部就形成了一個蓄液槽。所述蓄液器網片7可以有效地攔截氣泡，提高了所述板式推進劑管理裝置的加注速度而且易吹干，有利于實現(xiàn)所述板式推進劑管理裝置重復加注的功能。所述蓄液器網片的使用解決了焊接材料不相容的問題。如圖2所示，蓄液器網片7夾在兩塊蓄液器網片支壓板6之間，將其電子束焊接， 且要保證兩塊蓄液器網片支壓板6的孔完全對齊。將蓄液器網片7與兩塊蓄液器網片支壓板6焊接后的整體結構電子束焊接到蓄液器底座5的內圓柱臺階上。蓄液器9位于貯箱出口處，在不同的工作環(huán)境下，蓄液器都能起到蓄留液體的功能。在貯箱壽命初期，在微重力環(huán)境下，貯箱內液體不在處于沉底狀態(tài)，蓄液器內充滿液體， 如圖5所示。隨著蓄液器內液體被消耗，蓄液器外液體通過蓄液器內錐1入口不斷地充液。 當蓄液器內錐1露出液面時，如圖6所示，液體靠近貯箱表面分布，液體在表面張力作用下沿著導流板10通過收集器給蓄液器9充液。在貯箱壽命末期，在微重力環(huán)境下，液體基本蓄留在導流板10與貯箱殼體內壁面 8之間區(qū)域以及蓄液器區(qū)域，如圖7所示。隨著蓄液器內液體基本排空，分布在貯箱殼體壁面8的液體在表面張力作用下沿著導流板10傳輸?shù)桨迨絇MD底部，通過上下收集器給蓄液器9充液。待蓄液器內液體再次基本排空時通過導流板給蓄液器充液，如此反復排液、充液直至貯箱內液體排空。蓄液器網片7可以阻止氣體進入貯箱出液口，實現(xiàn)不夾氣排液的目的。該蓄液器具有廣泛的適用性，不但能夠在正常工況下的各種微重力環(huán)境中蓄留推進劑，而且在各種非正常工況的極端情況下也能夠蓄留充足的推進劑，如當Z向(軸向)旋轉角速度較大、反向加速度較大時(衛(wèi)星沿X、Y軸旋轉時也會出現(xiàn))，如圖8 11所示。
權利要求
1.一種板式推進劑管理裝置的蓄液器，所述蓄液器包括蓄液器內錐(1)、蓄液器外錐 G)、蓄液器底座(5)、導氣管(3)、蓄液器網片支壓板(6)及蓄液器網片(7)；蓄液器內錐 (1)與蓄液器外錐(4)焊接固定；蓄液器外錐(4)與蓄液器底座( 焊接固定；利用表面張力通過所述蓄液器內錐(1)和所述蓄液器外錐(4)之間的夾角區(qū)域及所述蓄液器外錐(4) 與所述貯箱殼體內壁面(8)之間的夾角區(qū)域來蓄留推進劑；利用所述導氣管C3)將所述蓄液器內氣體排出；所述蓄液器底座( 為圓柱型；蓄液器網片支壓板(6)及蓄液器網片(7) 安裝在蓄液器底座(5)的內圓柱上。
2.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述蓄液器外錐的錐角為45°。
3.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述蓄液器外錐(4)的下錐口內徑與貯箱內徑比例為1 10，蓄液器外錐的高度與下錐口內徑比例為1 1.5。
4.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述蓄液器內錐(1)和所述蓄液器外錐 ⑷之間的夾角為40°。
5.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述蓄液器內錐(1)相對于所述蓄液器外錐(4)頂端的入口深度H為所述蓄液器外錐(4)高度的一半。
6.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述蓄液器內錐(1)的過渡弧段半徑為入口深度H的0.8倍。
7.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于所述導氣管(3)通過兩塊導氣管固定塊 ⑵與所述蓄液器內錐⑴焊接固定，將導氣管⑶一端伸進蓄液器內錐⑴與蓄液器外錐 (4)之間的夾角區(qū)域的頂端，同時在該端打一個小孔。
8.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于在所述蓄液器底座(5)的外圓柱上設置帶孔的耳片。
9.如權利要求1所述的蓄液器，其特征在于在所述蓄液器底座(5)的內圓柱設置一個臺階，蓄液器網片⑵夾在兩塊蓄液器網片支壓板(6)之間，將蓄液器網片(7)與兩塊蓄液器網片支壓板(6)焊接后的整體結構焊接到蓄液器底座(5)的內圓柱的所述臺階上。
全文摘要
一種板式推進劑管理裝置的蓄液器，所述蓄液器包括蓄液器內錐(1)、蓄液器外錐(4)、蓄液器底座(5)、導氣管(3)、蓄液器網片支壓板(6)及蓄液器網片(7)；蓄液器內錐(1)與蓄液器外錐(4)焊接固定；蓄液器外錐(4)與蓄液器底座(5)焊接固定；利用表面張力通過所述蓄液器內錐(1)和所述蓄液器外錐(4)之間的夾角區(qū)域及所述蓄液器外錐(4)與所述貯箱殼體內壁面(8)之間的夾角區(qū)域來蓄留推進劑；利用所述導氣管(3)將所述蓄液器內氣體排出；所述蓄液器底座(5)為圓柱型；蓄液器網片支壓板(6)及蓄液器網片(7)安裝在蓄液器底座(5)的內圓柱上。本發(fā)明用簡單可靠的結構形式來蓄留充足的液體，實現(xiàn)板式PMD對液體的全管理。
文檔編號F17C13/00GK102518939SQ20111043051
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2011年12月20日
發(fā)明者馮春蘭, 姚燦, 莊保堂, 李永, 林星榮, 潘海林, 白玉明, 胡齊, 魏延明 申請人:北京控制工程研究所