CN106439485A - 一种飞轮抽真空接口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞轮抽真空接口装置，该接口装置包括：抽气嘴、锁紧螺钉、气阀、挡圈、密封圈、基座；密封圈设置在抽气嘴内，并通过挡圈固定，气阀下部设有锥面与密封圈接触，锥面设有直孔通气，锁紧螺钉，通过螺纹连接固定，并限制气阀的运动。本发明通过接触式密封替代了焊接式密封，既保证了气密的效果，又避免了焊接对部件的损坏；通过锁紧螺钉锁紧或解锁气阀的运动，使本发明可以多次完成抽气过程，避免了反复焊接的不良后果。

Description

一种飞轮抽真空接口装置
技术领域
本发明涉及抽真空接口装置技术领域，尤其涉及一种飞轮抽真空接口装置。
背景技术
飞轮是卫星姿态控制系统的执行部件。当卫星承受外扰动力矩时，通过指令控制飞轮加速或减速以产生反作用控制力矩，与星体进行角动量交换，吸收星体由于外扰动力矩而引起的角动量变化，使星体角动量保持不变，从而实现卫星姿态的稳定控制。
飞轮在工作中处于高速旋转状态，为降低功耗，需要对飞轮进行抽真空，使其旋转部件处于真空状态。现有的抽气接口多采用卡口焊接密封形式，当飞轮内部气压低于设定值时，将抽气管卡死，然后对管口进行焊接密封。若发生漏气导致飞轮内部气压升高，需要将卡口部位解焊后重新抽真空，然后再次卡口焊接密封。
卡口焊接密封操作复杂，密封性能取决于焊点质量和卡口速度，密封效果一致性不好，每个飞轮内部抽真空后气压与卡口焊接操作相关。在焊接密封的同时会引入高温热源，易导致飞轮其它部件失效。除此之外，抽气管随着漏气补焊的次数而不断缩短，即重新卡口焊接的次数是有限的。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种飞轮抽真空接口装置，用以解决现有焊接密封方式操作复杂，密封性能取决于焊点质量，密封效果一致性不好，在焊接密封的同时会引入高温热源，易导致飞轮其它部件失效的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种飞轮抽真空接口装置，该接口装置包括：抽气嘴、锁紧螺钉、气阀、挡圈、密封圈、基座；
基座固定在抽气嘴的底部；
抽气嘴为变内径结构，并且由上至下内径缩小两次，依次形成侧壁A、凸台A、侧壁B、凸台B、侧壁C；
密封圈安装在抽气嘴的凸台B上，且紧靠侧壁B；
挡圈设置在抽气嘴的侧壁B上，并且与密封圈紧密接触；
气阀的上半部为圆柱形，且设有中心孔；下半部为圆台，圆台的侧面等距设有四个直孔，且直孔均与中心孔相通；圆台的直孔以下的侧面与密封圈紧密接触；
抽气嘴的侧壁A设有内螺纹，并且与锁紧螺钉连接；
锁紧螺钉中心设有竖直通孔。
锁紧螺钉的上端面上设有凹槽，用以方便旋转锁紧螺钉。
抽气嘴与基座通过焊接连接并固定。
气阀可以沿抽气嘴的轴线方向上，直至气阀的上表面与锁紧螺钉的下表面接触时的位置。
锁紧螺钉的竖直通孔与气阀的中心孔同轴，且直径相同。
气阀的外径与抽气嘴的侧面B的内径相等。
锁紧螺钉为变外径结构，外径变化一次，形成侧面E和侧面F：侧面E的外径与抽气嘴的侧面A的内径相等；侧面F外径与抽气嘴的侧面B相等。
锁紧螺钉旋入至其与气阀接触，并将气阀与密封圈压紧时，锁紧螺钉的上表面低于抽气嘴的上表面。
抽气嘴1的侧壁C的内径小于飞轮的直径；侧壁B的内径与密封圈的外径相等，且大于侧壁C的内径；侧壁A的内径大于侧壁B的内径；
抽气嘴1的侧壁A、侧壁B、侧壁C的高度均相等，且均大于或等于侧壁C内径。
一种该接口装置的使用方法，该使用方法为：
将锁紧螺钉旋出至其上表面与抽气嘴上表面平齐，将抽气嘴上端与抽气泵相连，将抽气嘴的下侧与飞轮内部相连；
启动抽气泵，空气顶起气阀，经由直孔、中心孔、竖直通孔被抽气泵抽出；
抽气结束后，旋入锁紧螺钉，使锁紧螺钉压紧气阀和密封圈，防止空气进入飞轮内部。
本发明有益效果如下：
1.抽真空过程中，当气阀两端的压差不足以克服气阀的重力时，气阀向下移动，与密封圈形成接触密封，随着外部压力的升高，作用在气阀上的大气负压也越大，使得密封性能提升。抽真空结束后，拧动锁紧螺钉，将气阀位置锁死，使其不会因振动和外部压力变化而松动，增强密封的可靠性。
2.当发生漏气导致飞轮内部压力升高时，只需拧开锁紧螺钉，便可以重新进行抽真空，当气阀上下压差产生的作用力小于气阀重力时，气阀向下移动，与密封圈形成接触密封，然后再次拧紧锁紧螺钉。整个操作过程无损耗、无高温热源，抽真空接口可重复使用，避免了反复焊接对部件产生损伤。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种飞轮抽真空接口装置的剖视图。
图中：1.抽气嘴，2.锁紧螺钉，3.气阀，4.挡圈，5.密封圈，6.基座。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一种飞轮抽真空接口装置，该接口装置包括：抽气嘴1、锁紧螺钉2、气阀3、挡圈4、密封圈5、基座6；
基座6固定在抽气嘴1的底部；
抽气嘴1为变内径结构，并且由上至下内径缩小两次，依次形成侧壁A、凸台A、侧壁B、凸台B、侧壁C；
密封圈5安装在抽气嘴1的凸台B上，且紧靠侧壁B；
挡圈4设置在抽气嘴1的侧壁B上，并且与密封圈5紧密接触，用以将密封圈5的位置固定；
气阀3的上半部为圆柱形，且设有中心孔；下半部为圆台，圆台的侧面等距设有四个直孔，且直孔均与中心孔相通；圆台的直孔以下的侧面与密封圈5紧密接触；
抽气嘴1的侧壁A设有内螺纹，并且与锁紧螺钉2连接；
锁紧螺钉2中心设有竖直通孔。
锁紧螺钉2的上端面上设有凹槽，用以方便旋转锁紧螺钉2。
抽气嘴1与基座6通过焊接连接并固定。
气阀3可以沿抽气嘴1的轴线方向上，直至气阀3的上表面与锁紧螺钉2的下表面接触时的位置。
锁紧螺钉2的竖直通孔与气阀3的中心孔同轴，且直径相同。
气阀3的外径与抽气嘴1的侧面B的内径相等。
锁紧螺钉2为变外径结构，外径变化一次，形成侧面E和侧面F：侧面E的外径与抽气嘴1的侧面A的内径相等；侧面F外径与抽气嘴1的侧面B相等；侧面F的长度应足够长，使得当锁紧螺钉2旋入并将气阀3锁紧时，锁紧螺钉2变外径产生的凸台不与抽气嘴1的凸台A接触。
锁紧螺钉2旋入至其与气阀3接触，并将气阀3与密封圈5压紧时，锁紧螺钉2的上表面低于抽气嘴1的上表面。
抽气嘴1的侧壁C的内径为1-10mm，抽气嘴1的侧壁C的内径小于飞轮的直径；侧壁B的内径与密封圈的外径相等，且大于侧壁C的内径；侧壁A的内径大于侧壁B的内径；
抽气嘴1的侧壁A、侧壁B、侧壁C的高度均相等，且均大于或等于侧壁C内径。
一种该接口装置的使用方法，该使用方法为：
将锁紧螺钉旋2出至其上表面与抽气嘴1上表面平齐，将抽气嘴1上端与抽气泵相连，将抽气嘴1的下侧与飞轮内部相连；
启动抽气泵，空气顶起气阀3，经由直孔、中心孔、竖直通孔被抽气泵抽出；
抽气结束后，旋入锁紧螺钉2，使锁紧螺钉2压紧气阀3和密封圈5，防止空气进入飞轮内部。
本发明的原理为：
抽真空开始之前，气阀3由于重力与密封圈5接触，形成接触密封，抽真空开始后，当抽气泵抽气使气阀3上下压差产生的作用力大于气阀3重力时，气阀3向上移动，抽气嘴1内外导通。当气阀3内外真空度相近后，气阀3上下压差产生的作用力小于气阀3重力时，气阀3向下移动，与密封圈5形成接触密封，当气阀3外逐步升压时，作用在气阀3上表面的压力逐渐增大，密封性能逐步提升。抽真空结束后，拧动锁紧螺钉2，将气阀3位置锁死，使其不会因振动和外部压力变化而松动，增强密封的可靠性。
综上所述，本发明实施例提供了一种飞轮抽真空接口装置，抽真空过程中，当气阀两端的压差不足以克服气阀的重力时，气阀向下与密封圈形成接触密封，随着外部压力的升高，作用在气阀上的大气负压也越大，使得密封性能提升。抽真空结束后，拧动锁紧螺钉，将气阀位置锁死，使其不会因振动和外部压力变化而松动，增强密封的可靠性。当发生漏气导致飞轮内部压力升高时，只需拧开锁紧螺钉，便可以重新进行抽真空，当气阀上下压差产生的作用力小于气阀重力时，气阀向下移动，与密封圈形成接触密封，然后再次拧紧锁紧螺钉。整个操作过程无损耗、无高温热源，抽真空接口可重复使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞轮抽真空接口装置，其特征在于，该接口装置包括：抽气嘴、锁紧螺钉、气阀、挡圈、密封圈、基座；
所述基座固定在所述抽气嘴的底部；
所述抽气嘴为变内径结构，并且由上至下内径缩小两次，依次形成侧壁A、凸台A、侧壁B、凸台B、侧壁C；
所述密封圈安装在所述抽气嘴的凸台B上，且紧靠侧壁B；
所述挡圈设置在所述抽气嘴的侧壁B上，并且与所述密封圈紧密接触；
所述气阀的上半部为圆柱形，且设有中心孔；下半部为圆台，圆台的侧面等距设有四个直孔，且直孔均与中心孔相通；所述圆台的直孔以下的侧面与所述密封圈紧密接触；
所述抽气嘴的侧壁A设有内螺纹，并且与所述锁紧螺钉连接；
所述锁紧螺钉中心设有竖直通孔。
2.根据权利要求1所述的接口装置，其特征在于，所述锁紧螺钉的上端面上设有凹槽，用以方便旋转所述锁紧螺钉。
3.根据权利要求1所述的接口装置，其特征在于，所述抽气嘴与所述基座通过焊接连接并固定。
4.根据权利要求1至3任一所述的接口装置，其特征在于，所述气阀可以沿所述抽气嘴的轴线方向上，直至所述气阀的上表面与所述锁紧螺钉的下表面接触时的位置。
5.根据权利要求1所述的接口装置，其特征在于，所述锁紧螺钉的竖直通孔与所述气阀的中心孔同轴，且直径相同。
6.根据权利要求5所述的接口装置，其特征在于，所述气阀的外径与所述抽气嘴的侧面B的内径相等。
7.根据权利要求5或6所述的接口装置，其特征在于，所述锁紧螺钉为变外径结构，外径变化一次，形成侧面E和侧面F：侧面E的外径与所述抽气嘴的侧面A的内径相等；侧面F外径与所述抽气嘴的侧面B相等。
8.根据权利要求1或4所述的接口装置，其特征在于，所述锁紧螺钉旋入至其与所述气阀接触，并将所述气阀与密封圈压紧时，所述锁紧螺钉的上表面低于所述抽气嘴的上表面。
9.根据权利要求1所述的接口装置，其特征在于，所述抽气嘴的侧壁C的内径小于飞轮的直径；所述侧壁B的内径与所述密封圈的外径相等，且大于所述侧壁C的内径；所述侧壁A的内径大于所述侧壁B的内径；
所述抽气嘴的侧壁A、侧壁B、侧壁C的高度均相等，且均大于或等于侧壁C内径。
10.一种权利要求1至9任一所述的接口装置的使用方法，其特征在于，该使用方法为：
将所述锁紧螺钉旋出至其上表面与所述抽气嘴上表面平齐，将所述抽气嘴上端与抽气泵相连，将所述抽气嘴的下侧与飞轮内部相连；
启动抽气泵，空气顶起所述气阀，经由所述直孔、中心孔、竖直通孔被抽气泵抽出；
抽气结束后，旋入所述锁紧螺钉，使所述锁紧螺钉压紧所述气阀和密封圈，防止空气进入飞轮内部。
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