CN104279194A - 一种燃气挤压式油箱 - Google Patents

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李国强
杨绪钊
于斌
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Abstract

本发明涉及伺服系统及大功率能源装置技术领域，具体公开了一种燃气挤压式油箱。该油箱筒体组件两端分别密封有油箱端盖和气端封头组件，在中心支撑杆上密封套有活塞组件，使活塞组件在筒体组件中往复运动，在活塞组件右侧气端端面上，密封安装有接管嘴A，使其与活塞组件中的油气隔离通道相通，在气端封头组件上开有通孔，在活塞组件与气端封头组件之间的气端空腔中设有弹簧管，且弹簧管的一端与安装在活塞组件上的接管嘴A连接，另一端与安装在气端封头组件上的接管嘴B连接，使活塞组件与筒体组件之间的双道密封结构之间的空腔与外界大气相连通。该油箱，耐高温，并可防止活塞在高温下防止变形卡滞，满足伺服系统及大功率能源装置的需求。

Description

一种燃气挤压式油箱
技术领域
本发明属于伺服系统及大功率能源装置技术领域，具体涉及一种燃气挤压式油箱。
背景技术
伺服机构是我国对运载火箭飞行控制执行机构子系统的统称，典型应用是伺服机构对喷管实施推力矢量控制。随着发动机推力的不断加大，对伺服机构能源的功率也越来越大，而挤压式伺服系统具有效率高、输出功率大等突出优点，在国、内外伺服系统中都有一些应用。
国外伺服产品中提出了一种以单纯的依靠高压气体挤压液压油产生高压油液为伺服作动器提供液压能源的液压伺服系统，根据挤压式伺服系统的方案，高压气瓶输出的气体通过油箱为液压油增压，为系统提供所需的额定工作压力。冷气挤压式伺服能源在国外有很多应用案例，如欧空局的阿里安5号运载火箭，日本的H-Ⅱ型运载火箭等。国内在挤压式伺服系统发展方面，小功率的挤压式伺服系统也有应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气挤压式油箱，其可以耐高温，并能实现在高温下防止活塞变形卡滞，满足伺服系统及大功率能源装置的需求。
本发明的技术方案如下：一种燃气挤压式油箱，包括筒体组件、活塞组件、中心支撑杆、油箱端盖和气端封头组件，其中，圆柱筒状结构的筒体组件左右两端分别密封固定安装有油箱端盖和气端封头组件，且在筒体组件的中心轴线上设有中心支撑杆，其两端分别支承固定在油箱端盖和气端封头组件上，在中心支撑杆上密封套有活塞组件，使活塞组件沿着中心支撑杆在筒体组件中往复运动；在油箱端盖上安装有油箱出口接头，使筒体组件中的高压油可以从油箱出口接头排出；在气端封头组件的外端面上固定有气端接口，使气端接口通过气端封头组件上的通孔与油箱右侧气端空腔相通，活塞组件与筒体组件之间采用双道密封结构，在活塞组件右侧气端端面上，密封安装有接管嘴A，使其与活塞组件中开有的若干个油气隔离通道相通，其中，油气隔离通道在活塞组件最外侧的开口位于活塞组件与筒体组件之间的双道密封结构之间；在气端封头组件上开有通孔，并在该通孔的内端密封固定有接管嘴B，在活塞组件与气端封头组件之间的气端空腔中设有螺旋状的弹簧管，且弹簧管的一端与安装在活塞组件上的接管嘴A连接，另一端与安装在气端封头组件上的接管嘴B连接，使活塞组件与筒体组件之间的双道密封结构之间的空腔与外界大气相连通。
所述的活塞组件与筒体组件之间的双道密封结构中，靠近左侧油端的密封采用特瑞堡M2型特康泛塞密封，在靠近右侧气端的密封采用Y型柔性石墨密封圈密封。
所述的活塞组件右侧靠近中心支撑杆的端部安装有堵盖，并通过柔性石墨密封圈C将活塞组件右侧与中心支撑杆密封。
所述的油箱端盖中部依次设有油口转接和位移传感器。
所述的气端封头组件与筒体组件之间采用两道密封结构密封，一道采用特瑞堡O型密封圈密封，另一道采用柔性石墨密封圈A密封.
所述的活塞组件右侧壁及在气端封头组件内侧壁与燃气接触部分粘接有绝热橡胶。
所述的接管嘴A通过柔性石墨密封圈B密封安装于活塞组件右侧气端端面上；接管嘴B通过柔性石墨密封圈D密封安装于气端封头组件上。
所述的筒体组件采用不锈钢筒内热压氧化锆衬层制成，中心支撑杆采用氧化锆直接成型。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种燃气挤压式油箱，其筒体组件及中心支撑杆采用氧化锆耐高温材料，使其能够承受高温气体的冲蚀及燃气颗粒的冲刷，且筒体组件内衬通过模压加工方法加工，其在初始状态承受一定的压应力，当燃气进入油箱气端时，推动活塞产生的液压应力与氧化锆承受的压应力相互抵消一部分，进而使筒体径向变形减小，增加活塞密封的可靠性；同时，该燃气挤压式油箱中大量使用了柔性石墨密封圈，增加了密封的抗高温能力；在活塞组件及油箱气端封头组件之间增加了弹簧管，使活塞组件任意密封部分的介质泄漏进入油气隔离通道，并通过弹簧管排出油箱外部，实现可靠密封；在活塞组件及燃气端盖与燃气接触部位通过模压绝热橡胶实现隔热，阻止高温燃气对该燃气挤压式油箱的损坏。
附图说明
图1为本发明所述的一种燃气挤压式油箱剖面图；
图2为图1中油箱气端局部放大图；
图中：1、筒体组件；2、活塞组件；3、弹簧管；4、油箱端盖；5、油口转接；6、中心支撑杆；7、油箱出口接头；8、接管嘴A；9、堵盖；10、柔性石墨密封圈A；11、气端封头组件；12、位移传感器；13、柔性石墨密封圈B；14、柔性石墨密封圈C；15、气端接头；16、绝热橡胶；17、油气隔离通道；18、接管嘴B；19、柔性石墨密封圈D。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种燃气挤压式油箱，包括筒体组件1、活塞组件2、中心支撑杆6、油箱端盖4和气端封头组件11，其中，圆柱筒状结构的筒体组件1左右两端分别密封固定安装有油箱端盖4和气端封头组件11，且在筒体组件1的中心轴线上设有中心支撑杆6，其两端分别支承固定在油箱端盖4和气端封头组件11上，在左端的油箱端盖4中部依次安装有油口转接5和位移传感器12，并在油箱端盖4上安装有油箱出口接头7，使筒体组件中的高压油可以从油箱出口接头7排出，其中，气端封头组件11与筒体组件1之间采用两道密封结构，一道采用特瑞堡O型密封圈密封，另一道采用柔性石墨密封圈A10密封，筒体组件1采用不锈钢筒内热压氧化锆衬层制成，中心支撑杆6采用氧化锆直接成型；在中心支撑杆6上密封套有活塞组件2，使活塞组件2可以沿着中心支撑杆6在筒体组件1中往复运动，且活塞组件2与筒体组件1采用双道密封结构，在靠近左侧油端的密封采用特瑞堡M2型特康泛塞密封，在靠近右侧气端的密封采用Y型柔性石墨密封圈密封；活塞组件2右侧靠近中心支撑杆6的端部安装有堵盖9，并通过柔性石墨密封圈C14将活塞组件2右侧与中心支撑杆6密封；在活塞组件2右侧气端端面上，通过柔性石墨密封圈B13密封安装有接管嘴A8，使其与活塞组件2中开有的若干个油气隔离通道17相通，其中，油气隔离通道17在活塞组件2最外侧的开口位于活塞组件2与筒体组件1之间的双道密封结构之间；在气端封头组件11上开有通孔，并在该通孔的内端通过柔性石墨密封圈D19密封固定有接管嘴B18，在活塞组件2与气端封头组件11之间的气端空腔中设有螺旋状的弹簧管3，且弹簧管3的一端与安装在活塞组件2上的接管嘴A8连接，另一端与安装在气端封头组件11上的接管嘴B18连接，使活塞组件2与筒体组件1之间的双道密封结构之间的空腔与外界大气相连通；在气端封头组件11的外端面上固定有气端接口15，使气端接口15通过气端封头组件11上的通孔与气端空腔相通；在活塞组件11右侧壁及在气端封头组件11内侧壁与燃气接触部分粘接有绝热橡胶16，可以阻止高温燃气对该燃气挤压式油箱的损坏。

Claims (8)

1.一种燃气挤压式油箱，包括筒体组件（1）、活塞组件（2）、中心支撑杆（6）、油箱端盖（4）和气端封头组件（11），其中，圆柱筒状结构的筒体组件（1）左右两端分别密封固定安装有油箱端盖（4）和气端封头组件（11），且在筒体组件（1）的中心轴线上设有中心支撑杆（6），其两端分别支承固定在油箱端盖（4）和气端封头组件（11）上，在中心支撑杆（6）上密封套有活塞组件（2），使活塞组件（2）沿着中心支撑杆（6）在筒体组件（1）中往复运动；在油箱端盖（4）上安装有油箱出口接头（7），使筒体组件中的高压油可以从油箱出口接头（7）排出；在气端封头组件（11）的外端面上固定有气端接口（15），使气端接口（15）通过气端封头组件（11）上的通孔与油箱右侧气端空腔相通，其特征在于：活塞组件（2）与筒体组件（1）之间采用双道密封结构，在活塞组件（2）右侧气端端面上，密封安装有接管嘴A（8），使其与活塞组件（2）中开有的若干个油气隔离通道（17）相通，其中，油气隔离通道（17）在活塞组件（2）最外侧的开口位于活塞组件（2）与筒体组件（1）之间的双道密封结构之间；在气端封头组件（11）上开有通孔，并在该通孔的内端密封固定有接管嘴B（18），在活塞组件（2）与气端封头组件（11）之间的气端空腔中设有螺旋状的弹簧管（3），且弹簧管（3）的一端与安装在活塞组件（2）上的接管嘴A（8）连接，另一端与安装在气端封头组件（11）上的接管嘴B（18）连接，使活塞组件（2）与筒体组件（1）之间的双道密封结构之间的空腔与外界大气相连通。 
2.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的活塞组件（2）与筒体组件（1）之间的双道密封结构中，靠近左侧油端的密封采用特瑞堡M2型特康泛塞密封，在靠近右侧气端的密封采用Y型柔性石墨密封圈密封。 
3.根据权利要求1或2所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的活塞组件（2）右侧靠近中心支撑杆（6）的端部安装有堵盖（9），并通过柔性石墨密封圈C（14）将活塞组件（2）右侧与中心支撑杆（6）密封。 
4.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的油箱端盖（4）中部依次设有油口转接（5）和位移传感器（12）。 
5.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的气端封头组件（11）与筒体组件（1）之间采用两道密封结构密封，一道采用特瑞堡 O型密封圈密封，另一道采用柔性石墨密封圈A（10）密封。 
6.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的活塞组件（11）右侧壁及在气端封头组件（11）内侧壁与燃气接触部分粘接有绝热橡胶（16）。 
7.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的接管嘴A（8）通过柔性石墨密封圈B（13）密封安装于活塞组件（2）右侧气端端面上；接管嘴B（18）通过柔性石墨密封圈D（19）密封安装于气端封头组件（11）上。 
8.根据权利要求1所述的一种燃气挤压式油箱，其特征在于：所述的筒体组件（1）采用不锈钢筒内热压氧化锆衬层制成，中心支撑杆（6）采用氧化锆直接成型。 
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