CN104595258B - 电爆式充气蓄压器 - Google Patents

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本发明属于航天伺服技术领域，具体涉及一种电爆式充气蓄压器；本发明的目的是，提供一种保证高压气体长时间贮存条件下可靠密封性，启动点火电流时预制薄弱点可靠开启的电爆式充气蓄压器；壳体（1）中空，其内部设有蓄压器活塞（2），充气嘴（3）设于壳体（1）上的开口处，压力传感器安装块（10）设于壳体（1）的一侧，电爆阀壳体（4）设于壳体（1）的另一侧；电爆阀壳体（4）内部为十字形中空腔体，其一侧封死，另一侧设有电爆管（13），电爆管（13）内侧设有电爆阀活塞（7）;电爆阀壳体（4）下端设有高压气瓶（5）,高压气瓶（5）下端设有一内置充气阀（6）。

Description

电爆式充气蓄压器
技术领域
本发明属于航天伺服技术领域，具体涉及一种电爆式充气蓄压器。
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。在我国现有的运载火箭上广泛采用电—液伺服系统作为控制系统的执行子系统。
为了节约能源，提供电液伺服系统所需的峰值功率，通常采用液压泵加蓄压器的方式来满足系统的能源需求。目前该种方式在国、内外的运载火箭电液伺服系统中被广泛采用。系统工作前，通过充气阀为蓄压器充入一定压力的气体(空气或氮气)与液压泵充入蓄能器内的液压油平衡，当系统需要油液时，在气体作用下，使油液排出。
由于传统蓄压器容易出现气体泄漏的情况，特别是长期贮存后，往往需要给蓄压器补气，这大大增加了火箭发射前的准备工作量。为了解决这一问题，本发明提出一种免补气的蓄压器方案。
电爆式充气蓄压器有两种状态：地面测试时，通过充气嘴给蓄压器充气满足测试需要，测试完毕，通过充气嘴泄放蓄压器中气体；箭上工作时，启动点火电流，通过电爆管打开高压气瓶上预制的薄弱点来给蓄压器充气，进而满足系统工作需要。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种保证高压气体长时间贮存条件下可靠密封性，启动点火电流时预制薄弱点可靠开启的电爆式充气蓄压器。
本发明的技术方案是：
一种电爆式充气蓄压器，包括蓄压器壳体、蓄压器活塞、充气嘴、电爆阀壳体、高压气瓶、充气阀、电爆阀活塞、切刀、单向阀、压力传感器安装块、电爆充气通道、堵塞及电爆管，其中壳体中空，其内部设有蓄压器活塞，充气嘴设于壳体上的开口处，压力传感器安装块设于壳体的一侧，电爆阀壳体设于壳体的另一侧；电爆阀壳体内部为十字形中空腔体，其一侧封死，另一侧设有电爆管，电爆管内侧设有电爆阀活塞;电爆阀壳体下端设有高压气瓶,高压气瓶下端设有一内置充气阀。
所述电爆阀壳体内为十字形腔体，十字腔体内部纵向上方设有单向阀，单向阀上方设有堵塞，十字腔体内部横向一端开口，开口端设有电爆管，电爆管内侧设有电爆阀活塞，十字腔体内部横向另一端设有切刀。
所述的电爆阀壳体上设有电爆充气通道与壳体相通，电爆充气通道一端与所述十字腔体内部纵向上方单向阀所在空间相通。
本发明的有益效果是：
1.节约能源，稳定的提供电液伺服系统所需的峰值功率；
2.密封性好，可以长期贮存，并且不需要给蓄压器补齐；
3.切刀前段有锯齿状的倒钩，一旦切刀在电爆管的作用下切断高压气瓶，切刀的锯齿状倒钩就会牢牢的嵌入电爆阀壳体中，能确保切刀不会反弹；
4.高压气瓶的壳体上设置预定的薄弱点，将电爆装置与高压气瓶尽可能的集成，这样大大节省了产品安装空间，减轻上产品重量
附图说明
图1是电爆式充气蓄压器剖视图；
图2是电爆式充气蓄压器侧视图。
其中，1.蓄压器壳体、2.蓄压器活塞、3.充气嘴、4.电爆阀壳体、5.高压气瓶、6.充气阀、7.电爆阀活塞、8.切刀、9.单向阀、10.压力传感器安装块、11.电爆充气通道、12.堵塞、13.电爆管。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明提出的一种电爆式充气蓄压器进行进一步的介绍：
一种电爆式充气蓄压器，包括蓄压器壳体1、蓄压器活塞2、充气嘴3、电爆阀壳体4、高压气瓶5、充气阀6、电爆阀活塞7、切刀8、单向阀9、压力传感器安装块10、电爆充气通道11、堵塞12及电爆管13，其中壳体1中空，其内部设有蓄压器活塞2，充气嘴3设于壳体1上的开口处，压力传感器安装块10设于壳体1的一侧，电爆阀壳体4设于壳体1的另一侧；电爆阀壳体4内部为十字形中空腔体，其一侧封死，另一侧设有电爆管13，电爆管13内侧设有电爆阀活塞7;电爆阀壳体4下端设有高压气瓶5,高压气瓶5下端设有一内置充气阀6。
所述电爆阀壳体4内为十字形腔体，十字腔体内部纵向上方设有单向阀9，单向阀9上方设有堵塞12，十字腔体内部横向一端开口，开口端设有电爆管13，电爆管13内侧设有电爆阀活塞7，十字腔体内部横向另一端设有切刀8。
所述的电爆阀壳体4上设有电爆充气通道11与壳体1相通，电爆充气通道11一端与所述十字腔体内部纵向上方单向阀9所在空间相通。
电爆式充气蓄压器是针对某电液伺服机构而特别研制的。电爆式充气蓄压器箭上状态的工作原理是：初始状态蓄压器气腔为标准大气压，高压气瓶内贮存有一定压力的氮气，其中电爆阀壳体与高压气瓶焊接集成一体，将这部分氮气封存于气瓶中；当点火指令下达后，发出点火电流启动电爆阀，电爆阀壳体预制薄弱点破裂，高压气瓶中的高压氮气经气体单向阀充入蓄压器气腔，待高压气瓶和蓄压器气腔压力平衡后，单向阀关闭，充气过程完毕。其中单向阀的作用是防止蓄压器气腔的气体向高压气瓶中回流，影响蓄压器的正常工作。电爆阀主要有两个作用，一是在系统不工作时隔离气瓶高压气体，从而保证产品在贮存过程中不存在气体泄漏的危险；二是在系统工作时迅速连通气路。
电爆式充气式充气蓄压器充气后压力为10MPa，封闭的高压气瓶初始压力为35MPa。电爆式充气蓄压器的关键技术之是保证高压气体长时间贮存条件下可靠密封；二是启动点火电流时，预制薄弱点可靠开启。
1）高压气瓶的高集成化设计
由于受箭上空间、重量等要求限制，电爆式充气蓄压器的高压气瓶采用了高度集成化的设计。高压气瓶内置充气阀，充气阀芯采用硫化粘接橡胶作为密封件，密封可靠，充气后将外套螺帽与高压气瓶焊接，能保证长期的密封。高压气瓶的壳体上设置预定的薄弱点，将电爆装置与高压气瓶尽可能的集成，这样大大节省了产品安装空间，减轻上产品重量。
2）电爆阀切刀可靠切断及防反弹技术
切刀前段有锯齿状的倒钩，一旦切刀在电爆管的作用下切断高压气瓶，切刀的锯齿状倒钩就会牢牢的嵌入电爆阀壳体中，能确保切刀不会反弹。
电爆式充气蓄压器外形及结构图见图1、图2。电爆阀有两种工作状态：地面测试时，首先通过充气嘴3给蓄压器充气，之后启动能源，利用充气后的蓄压器完成地面状态性能测试，完成地面测试后再通过充气嘴3完成蓄压器的放气工作；正式天上工作时，电爆管13接收控制系统点火电流指令发火，利用电爆后产生的高压燃气推动电爆阀活塞7向相反方向运动，瞬间切断高压气瓶5的预制薄弱点，这样贮存在高压气瓶中的氮气经过单向阀9及电爆充气通道11完成对蓄压器的充气。单向阀9可以防止蓄压器工作过程中由于压力升高造成的高压气体回流。
蓄压器的作用有三：一是用它的气体压力给油箱预增压，既可保证足够的液压泵入口压力，防止气蚀；二是它可平滑液压系统的压力波动；第三，它的主要作用是向伺服作动器提供其高速运动时所需的瞬时功率，能成几倍的减小电机（油泵）的功率。

Claims (3)

1.一种电爆式充气蓄压器，其特征在于：包括蓄压器壳体(1)、蓄压器活塞(2)、充气嘴(3)、电爆阀壳体(4)、高压气瓶(5)、充气阀(6)、电爆阀活塞(7)、切刀(8)、单向阀(9)、压力传感器安装块(10)、电爆充气通道(11)、堵塞(12)及电爆管(13)，其中蓄压器壳体(1)中空，其内部设有蓄压器活塞(2)，充气嘴(3)设于蓄压器壳体(1)上的开口处，压力传感器安装块(10)设于蓄压器壳体(1)的一侧，电爆阀壳体(4)设于蓄压器壳体(1)的另一侧；电爆阀壳体(4)内部为十字形中空腔体，其一侧封死，另一侧设有电爆管(13)，电爆管(13)内侧设有电爆阀活塞(7)；电爆阀壳体(4)下端设有高压气瓶(5),高压气瓶(5)下端设有一内置充气阀(6)。
2.如权利要求1所述的一种电爆式充气蓄压器，其特征在于：所述电爆阀壳体(4)内为十字形腔体，十字形腔体内部纵向上方设有单向阀(9)，单向阀(9)上方设有堵塞(12)，十字形腔体内部横向一端开口，开口端设有电爆管(13)，电爆管(13)内侧设有电爆阀活塞(7)，十字形腔体内部横向另一端设有切刀(8)。
3.如权利要求1或2所述的一种电爆式充气蓄压器，其特征在于：所述的电爆阀壳体(4)上设有电爆充气通道(11)与蓄压器壳体(1)相通，电爆充气通道(11)一端与所述十字形腔体内部纵向上方单向阀(9)所在空间相通。
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