CN105031999A - 一种承载式过滤器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液体推进剂贮箱技术领域，具体涉及一种承载式过滤器装置。技术方案：基板固连于贮箱箱底出流口上方，骨架固定安装在基板上，盖板通过对接耳片与骨架连接；骨架上端面与圆柱回转轴垂直，上端面均布多个内插耳片；上下端面处为上横筋和下横筋，中间有非均布的多条纵筋；盖板上分布有多个开槽，用于插接骨架上端面的内插耳片；内插耳片插于开槽中，内插耳片伸出盖板上表面，通过对接耳片将盖板和骨架固定连接。有益效果：解决了骨架、盖板、基板在狭小空间对接安装问题，另外通过对骨架中纵筋合理布局，给出了一种等强度承载骨架，使得骨架在承受盖板所带来的轴向压力时，骨架自身的应力分布均匀，提高承载可靠性。
Description
技术领域
本发明属于液体推进剂贮箱技术领域，具体涉及一种承载式过滤器装置。
背景技术
推进剂贮箱出流中需要对推进剂进行过滤，以使得推进剂出流后能够无杂质，为发动机正常工作提供保障。对于大型的运载火箭而言，出流的速度非常快，导致了盖板的上、下面产生了很大的压差；同时为了保证推进剂无漩，需要在使用的过程中保持盖板既定的形状及位置，以确保其消漩功能得以实现。
过滤器位于贮箱箱底推进剂出流口附近，由于要求盖板与贮箱的回转轴垂直，而贮箱箱底为一曲面，这导致过滤器安装时，靠近贮箱箱底部分操作空间狭小，安装异常困难，如图1和图2所示。
现有的骨架与基板、盖板的固定方案是骨架在上、下表面处增加外翻耳片，骨架通过外翻耳片与基板、盖板螺接实现固定。由于基板与贮箱箱底的距离很小，要求先将螺栓插入到基板螺孔中，而后连接。安装连接盖板时，在靠近贮箱箱底区域，操作空间非常狭小，该方案在施工时造成了施工时间长、施工难度大，是导致进度延长的主要原因。总之，现有的对接固定方式导致安装操作实施难度大，需要提出一种承载式过滤器装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于现有过滤装置导致安装操作困难的技术问题，提供一种承载式过滤器装置，解决了骨架、盖板、基板在狭小空间对接安装问题；通过对骨架优化设计，给出了一种等强度骨架方案，提高了承载可靠性。
实现本发明目的的技术方案：
一种承载式过滤器装置，安装在贮箱箱底上，包括盖板、骨架、基板和对接耳片；基板位于贮箱箱底的出流口上方，基板通过焊接的方式与箱底贮箱箱底固连，骨架固定安装在基板上，盖板通过对接耳片与骨架连接；
骨架为一斜圆柱状环形结构，骨架的上端面与圆柱回转轴垂直，下端面与圆柱回转轴夹角为70°，在上端面处均布多个内插耳片；骨架的上下两端面处分别为上横筋和下横筋，中间有非均布的多条纵筋；骨架的外表面具有一层过滤网；
盖板位于骨架上方，为放射状分布的筋条连接多个同心圆环形成的圆环形筛板结构，盖板上分布有多个开槽，用于插接骨架上端面的过滤器内插耳片；
内插耳片插于开槽中，内插耳片伸出盖板上表面部分与对接耳片配合，将盖板和骨架固定连接。
所述基板包括一个开孔圆板和一个基板内撑环；基板内撑环的回转轴与开孔圆板所在平面的夹角为70°，基板内撑环的外径与骨架下端面的内径相匹配；基板内撑环上方伸出多个基板内撑立片，所伸出基板内撑立片的位置与骨架中纵筋与下横筋的交叉位置相匹配，骨架的下横筋与基板的基板内撑立片固定连接。
所述骨架的纵筋包括一条中间筋条和多条对称纵筋，中间筋条与上横筋垂直，对称纵筋的数量为偶数，对称纵筋两两关于中间筋条中线对称；骨架的剩余区域开有一个或多个开口。
所述对称纵筋包括两条纵筋A、两条纵筋B、两条纵筋C、两条纵筋D和两条纵筋E。
所述纵筋A与上横筋的夹角为75°～85°，纵筋B与上横筋的夹角为65°～75°，纵筋C与上横筋的夹角为65°～75°，纵筋D与上横筋的夹角为55°～65°，纵筋E与上横筋的夹角为87°～93°。
所述盖板下表面具有一个盖板撑环，盖板撑环的位置和尺寸与骨架上端的内表面匹配，盖板撑环插于到骨架中。
本发明的效果在于：通过对过滤器连接固定方式的巧妙改进，解决了骨架、盖板、基板在狭小空间对接安装问题，另外通过对骨架中纵筋合理布局，给出了一种等强度承载骨架，使得骨架在承受盖板所带来的轴向压力时，骨架自身的应力分布均匀，提高承载可靠性。
附图说明
图1为箱底及过滤器示意图；
图2为箱底及过滤器局部示意图；
图3为本发明的整体结构示意图；
图4为盖板上表面示意图；
图5为盖板下表面示意图；
图6为基板示意图；
图7为骨架示意图；
图8为骨架展开图。
图中，1-贮箱箱底，2-承载式过滤器装置，3-盖板，4-开槽，5-盖板撑环，6-骨架，7内插耳片，8-中间筋条，9-基板，10-基板内撑环，11-基板内撑立片，12-对接耳片，13-上横筋，14-下横筋，15-纵筋A，16-纵筋B，17-纵筋C，18-纵筋D，19-纵筋E，20-开口。
具体实施方式
下面以为例，结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例提供了一种新型承载式过滤器装置2，如图3所示，包括盖板3、骨架6、基板9和对接耳片12；该承载式过滤器装置2安装在贮箱箱底1上，如图1、图2所示，基板9位于贮箱箱底1的出流口上方，基板9通过焊接的方式与箱底贮箱箱底1固连，从而实现了与贮箱的固连；骨架6安装在基板9上，盖板3通过对接耳片12与骨架6连接。
如图4所示，骨架6为一斜圆柱状环形结构，骨架6的上端面与圆柱回转轴垂直，下端面与圆柱回转轴夹角为70°，在上端面处均布多个内插耳片7。骨架6环形结构的展开图如图5所示；骨架6的上下两端面处分别为上横筋13和下横筋14，中间有非均布的多条纵筋，包括一条中间筋条8、两条纵筋A15、两条纵筋B16、两条纵筋C17、两条纵筋D18和两条纵筋E19；中间筋条8与上横筋13垂直，其它依次分布的纵筋两两关于K-K对称(K-K为骨架5圆柱最高的位置所对应的直线，也是中间筋条8的中线)，其它依次分布的纵筋与上横筋13的夹角分别为：纵筋A15为75°～85°、纵筋B16为65°～75°、纵筋C17为65°～75°、纵筋D18为55°～65°、纵筋E19为87°～93°；骨架6的剩余区域开有类长方形开口20。
如图1和图2所示，基板6位于贮箱箱底1出流口上方，通过焊接的方式与贮箱箱底1固连，并对骨架6提供根部的环向支撑，帮助骨架6维持形状。如图6所示，基板6包括一个开孔圆板和一个内撑环10；开孔圆板是一个中间开孔的圆板，形成圆环形板状结构；基板内撑环10为一圆柱状环形结构，基板内撑环10的回转轴与开孔圆板所在平面的夹角为70°，基板内撑环10的外径与骨架6下端面的内径相匹配。基板内撑环10上方伸出多个基板内撑立片11，所伸出基板内撑立片11的位置与骨架6中纵筋与下横筋14的交叉位置吻合，通过螺接的方式将骨架6的下横筋14与基板3的基板内撑立片11固定连接。
如图3和图7所示，盖板3位于骨架6上方，为放射状分布的筋条连接多个同心圆环形成的圆环形筛板结构，盖板3上分布有多个开槽4，用于插接骨架6上端面的过滤器内插耳片7，实现盖板3与骨架6的连接；该开槽4的数量、位置、尺寸与骨架6上的内插耳片7数量、位置、尺寸等匹配。盖板3下表面具有一个盖板撑环5，盖板撑环5的位置、尺寸等与骨架6的上端的内表面匹配，安装时盖板撑环5插于到骨架6中，起到支撑固定骨架6的作用。
装配时，内插耳片7插于开槽4中，在盖板3上表面处与内插耳片7对应位置安装对接耳片12，内插耳片7伸出盖板3上表面部分与对接耳片12配合，通过螺接、对接耳片12将盖板3、骨架6连接固定为一个整体。在安装时，首先将骨架6与基板9连接固定，由于此时盖板3尚未安装，骨架6的内部空间可供操作使用；骨架6与盖板3的螺接位于盖板的上方，操作空间开敞，没有操作困难。
以往的过滤器与基板9、盖板3的螺接方案是骨架6在上、下表面处有外翻耳片，通过外翻耳片与基板9、盖板3螺接，由于基板9与贮箱箱底1的距离很小，必须先将螺栓插入到基板3螺孔中，而后连接；而当连接过渡盖板3时，由于螺栓位于盖板3与贮箱1之间的狭小空间中，导致操作空间非常狭小，该方案在施工时造成了施工时间长、施工难度大，是导致进度延长的主要原因。
在贮箱出流时，由于出流速度很快导致盖板3承受非常大的轴向压力，为了实现特定功能，要求盖板3其在工作过程中保持在固定位置并维持形状，不能发生位置移动或者形状改变；这就要求位于其下方的骨架6，能够给予足够的支撑。但对骨架6而言，还需要保留足够的流通区域以实现推进剂出流，这事实上是要求骨架6上必须有足够的开口区域，也就是骨架6纵筋的宽度、数量受到一定的限制。
基于以上种种限制条件，对骨架6的设计提出了很高的要求，本发明所给出的骨架6方案，尤其是纵向筋条的分布关系，是基于拓扑优化结果并结合发明人的工程经验得到的，完全满足了上述限制条件。本发明所提供的骨架6的纵向筋条分布方式，实现了对轴向压力的均匀分配，使得各个纵筋在承载时，各个纵向筋条的应力相等，在工程上实现了等强度设计目标，是一种承载能力强、可靠性高的结构方案。
对推进剂的过滤是过滤器的基本功能，本发明提供的过滤器是在骨架6的外表面烧结一层过滤网来实现的，由于此部分的内容非本发明的创新内容，过滤网可采用现有技术中的技术方案。
总之，本发明提供了一种新型的承载是过滤器装置，该装置简化了安装工艺，提高了工作效率；该装置通过对骨架纵筋的布局优化实现了骨架等强度设计，提高了结构可靠性和承载能力。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种承载式过滤器装置，安装在贮箱箱底(1)上，其特征在于：包括盖板(3)、骨架(6)、基板(9)和对接耳片(12)；基板(9)位于贮箱箱底(1)的出流口上方，基板(9)与箱底贮箱箱底(1)固连，骨架(6)固定安装在基板(9)上，盖板(3)通过对接耳片(12)与骨架(6)连接；
骨架(6)为一斜圆柱状环形结构，骨架(6)的上端面与圆柱回转轴垂直，下端面与圆柱回转轴夹角为70°，在上端面处均布多个内插耳片(7)；骨架(6)的上端面和下两端面处分别为上横筋(13)和下横筋(14)，中间有非均布的多条纵筋；骨架(6)的外表面具有一层过滤网；
盖板(3)位于骨架(6)上方，为放射状分布的筋条连接多个同心圆环形成的圆环形筛板结构，盖板(3)上分布有多个开槽(4)，用于插接骨架(6)上端面的过滤器内插耳片(7)；
内插耳片(7)插于开槽(4)中，内插耳片(7)伸出盖板(3)上表面部分与对接耳片(12)配合，将盖板(3)和骨架(6)固定连接。
2.如权利要求1所述的一种承载式过滤器装置，其特征在于：所述基板(6)包括一个开孔圆板和一个基板内撑环(10)；基板内撑环(10)的回转轴与开孔圆板所在平面的夹角为70°，基板内撑环(10)的外径与骨架(6)下端面的内径相匹配；基板内撑环(10)上方伸出多个基板内撑立片(11)，所伸出基板内撑立片(11)的位置与骨架(6)中纵筋与下横筋(14)的交叉位置相匹配，骨架(6)的下横筋(14)与基板(3)的基板内撑立片(11)固定连接。
3.如权利要求1所述的一种承载式过滤器装置，其特征在于：所述骨架(6)的纵筋包括一条中间筋条(8)和多条对称纵筋，中间筋条(8)与上横筋(13)垂直，对称纵筋的数量为偶数，对称纵筋两两关于中间筋条(8)中线对称；骨架(6)的剩余区域开有一个或多个开口(20)。
4.如权利要求3所述的一种承载式过滤器装置，其特征在于：所述对称纵筋包括两条纵筋A(15)、两条纵筋B(16)、两条纵筋C(17)、两条纵筋D(18)和两条纵筋E(19)。
5.如权利要求4所述的一种承载式过滤器装置，其特征在于：所述纵筋A(15)与上横筋(13)的夹角为75°～85°，纵筋B(16)与上横筋(13)的夹角为65°～75°，纵筋C(17)与上横筋(13)的夹角为65°～75°，纵筋D(18)与上横筋(13)的夹角为55°～65°，纵筋E(19)与上横筋(13)的夹角为87°～93°。
6.如权利要求1所述的一种承载式过滤器装置，其特征在于：所述盖板(3)下表面具有一个盖板撑环(5)，盖板撑环(5)的位置和尺寸与骨架(6)上端的内表面匹配，盖板撑环(5)插于到骨架(6)中。
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