CN107035966A - 一种运载火箭用高压气瓶固定装置 - Google Patents

一种运载火箭用高压气瓶固定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供运载火箭用高压气瓶的固定装置，包括：后端支座，用于与高压气瓶后端的连接；后端支座紧固件，用于将高压气瓶的后端固定在所述后端支座上；前端支架，环绕所述高压气瓶设置，将高压气瓶的外围相对固定，所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述前端支架包括支架底座和气瓶径向固定装置，所述气瓶径向固定装置用于沿所述高压气瓶的外径方向将所述高压气瓶的前端固定于所述支架底座上，所述气瓶径向固定装置包括用于补偿高压气瓶径向变形的弹性补偿结构。本发明的高压气瓶的固定装置能在高压气瓶充放气过程中补偿高压气瓶的轴向和径向变形。

Description

一种运载火箭用高压气瓶固定装置
技术领域
本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种运载火箭及空间飞行器的高压气瓶的固定装置。
背景技术
目前，国内某运载火箭上增压输送所采用的气瓶具有充放气变形大的特点，一般运载火箭用气瓶箍带采用不锈钢或铝合金平板状箍带，补偿变形的能力较小，气瓶变形大时会造成箍带进入塑性变形，不能可靠固定气瓶，可能会在振动环境中气瓶晃动引起气瓶间管路断裂，气瓶固定装置失效。
因此，需要一种固定装置，能够固定高压气瓶，并且在高压气瓶发生弹性变形时进行变形补偿。
发明内容
本发明提供一种高压气瓶的固定装置，能够固定高压气瓶，并且在高压气瓶发生弹性变形时进行变形补偿，在高压气瓶充放气过程中补偿高压气瓶的轴向和径向变形。
为了解决上述问题，本发明提供一种运载火箭用高压气瓶的固定装置，包括：
后端支座，用于与高压气瓶后端的连接；
后端支座紧固件，用于将高压气瓶的后端固定在所述后端支座上；
前端支架，所述前端支架环绕所述高压气瓶设置，将高压气瓶的外围相对固定，所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述前端支架包括一支架底座和气瓶径向固定装置，所述气瓶径向固定装置用于沿所述高压气瓶的外径方向将所述高压气瓶的前端固定于所述支架底座上，所述气瓶径向固定装置包括一弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶的径向变形。
可选地，所述弹性补偿结构包括：环形箍带组件，环绕上所述高压气瓶的前端的外围一圈，所述环形箍带组件具有波形结构，该波形结构能够沿径向弹性伸缩变形。
可选地，所述环形箍带组件包括：左侧箍带组件和右侧箍带组件，所述波形结构位于所述左侧箍带组件和右侧箍带组件的中部，所述左侧箍带组件和右侧箍带组件的形状为半圆弧，所述左侧箍带组件和右侧箍带组件构成环形，其中左侧箍带组件和右侧箍带组件的一端分别与前端支架的支架底座固定连接，左侧箍带组件和右侧箍带组件的另一端通过拉紧螺栓固定并形成环形。
可选地，所述波形结构具有波纹波谷，所述波纹波谷表面黏贴有毛毡层，所述毛毡层用于保护高压气瓶和补偿高压气瓶的径向变形。
可选地，所述波纹波谷沿高压气瓶的外围均匀排布，所述毛毡层均匀分布于所述波纹波谷的内侧的表面。
可选地，所述波形结构材质为弹簧钢。
可选地，所述气瓶径向固定装置还包括：氟塑料膜层，设置在环形箍带组件与高压气瓶之间，所述氟塑料膜层用于减少高压气瓶与环形箍带组件之间的摩擦，均匀环形箍带组件上的波形结构的弹性伸缩变形。
可选地，所述弹性补偿结构与支座底架之间通过销轴和销固定。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的高压气瓶固定装置，利用所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述高压气瓶固定装置的弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶的径向变形，本发明的高压气瓶固定装置能够在固定高压气瓶的前提下，对高压气瓶的径向和轴向变形进行补偿。
进一步优化地，通过波纹波谷结构的弹性伸缩变形实现径向变形的补偿，结构简单，容易安装；
进一步优化地，波纹波谷结构表面设置的毛毡层可以保护高压气瓶，并且进一步补偿高压气瓶的径向变形；
进一步优化地，所述波纹波谷沿高压气瓶的外围均匀排布，所述毛毡层均匀分布于所述波纹波谷的内侧的表面，使得波纹波谷的受力更加均匀，弹性形变更加均匀，延长弹性补偿结构的使用寿命；
进一步优化地，在环形箍带组件与高压气瓶之间设置氟塑料膜层，可以减少高压气瓶与环形箍带组件之间的摩擦，均匀环形箍带组件上的波形结构的弹性伸缩变形。
附图说明
图1是本发明一个实施例的高压气瓶固定装置的结构示意图；
图2是图1中高压气瓶的固定装置的前端支架沿A方向的结构示意图。
具体实施方式
现有技术采用不锈钢或铝合金平板带状箍带固定高压气瓶，存在固定不牢固的问题，可能会在振动环境中由于高压气瓶晃动引起气瓶间管路断裂。因此，需要解决高压气瓶的固定问题。经过发明人研究发现，导致高压气瓶无法牢固固定的原因是由于现有高压气瓶的固定装置发生了塑形变形，而发生气瓶固定装置塑形变形的原因是由于高压气瓶的充气放气过程中气瓶的径向发生弹性变形，而现有的平板带状箍带无法补偿弹性变形，并且该平板带状箍带还会随着在弹性箍带发生塑形变形。并且采用现有的平板带状箍带无法补偿高压气瓶的轴向变形。
本发明提供的高压气瓶的固定装置，一方面能够固定高压气瓶的一端，并且高压气瓶的另一端能自由弹性伸缩，实现高压气瓶轴向变形的补偿；另一方面，能够在高压气瓶的径向发生弹性形变时进行弹性变形，以补偿高压气瓶径向变形，实现可靠固定高压气瓶。
为了解决上述问题，本发明提供的运载火箭用高压气瓶的固定装置包括：
后端支座，用于与高压气瓶后端的连接；
后端支座紧固件，用于将高压气瓶的后端固定在所述后端支座上；
前端支架，所述前端支架环绕所述高压气瓶设置，将高压气瓶的外围相对固定，所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述前端支架包括一支架底座和气瓶径向固定装置，所述气瓶径向固定装置用于沿所述高压气瓶的外径方向将所述高压气瓶的前端固定于所述支架底座上，所述气瓶径向固定装置包括一弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶的径向变形。
下面解决具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。为了更好的说明本发明的技术方案，请参考图1并结合图2所示，其中图1是本发明一个实施例的高压气瓶固定装置的结构示意图；图2是图1中高压气瓶的固定装置的前端支架沿A方向的结构示意图。
如图1所示，后端支座1，用于与高压气瓶12的后端的连接，通过后端支座紧固件2将高压气瓶12的后端的端面固定在所述后端支座1上。后端支座1的形状和尺寸与高压气瓶12的后端的形状和尺寸对应配合，以满足能够将高压气瓶12的后端固定。本实施例中，高压气瓶12的后端为具有一定弧度的凸起，后端支座1朝向高压气瓶12的后端的一侧具有与该凸起对应的凹槽，该凸起放置于凹槽中，通过后端支座紧固件2将高压气瓶12的后端固定。
如图2所示，前端支架11环绕所述高压气瓶12设置，将高压气瓶12的外围相对固定，所述前端支架11和后端支座1配合将所述高压气瓶12的轴向固定。结合图1，此处的相对固定是指，高压气瓶12的后端通过后端支座紧固件2之间固定，高压气瓶12的前端是在外围进行固定，在高压气瓶12发生轴向变形时，高压气瓶12的前端能够进行一定量的轴向伸缩变形，这样的前端支架11和后端支座1配合的结构能够实现高压气瓶12的轴向固定和轴向变形的补偿。
继续参考图2，并结合图1，作为优选的实施例，所述前端支架11包括一支架底座3和气瓶径向固定装置，所述气瓶径向固定装置用于沿所述高压气瓶12的外径方向将所述高压气瓶12的前端固定于所述支架底座3上，所述气瓶径向固定装置进一步包括一弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶12的径向变形。
作为优选的实施例，所述弹性补偿结构包括：环形箍带组件，环绕上所述高压气瓶12的前端的外围一圈，所述环形箍带组件具有波形结构，该波形结构能够沿径向弹性伸缩变形。所述环形箍带组件包括：左侧箍带组件6和右侧箍带组件9，所述波形结构位于所述左侧箍带组件6和右侧箍带组件9的中部，所述左侧箍带组件6和右侧箍带组件9的形状为相同的半圆弧，所述左侧箍带组件6和右侧箍带组件9构成环形，其中左侧箍带组件6和右侧箍带组件9的一端分别与前端支架11的支架底座3固定连接，左侧箍带组件6和右侧箍带组件9的另一端通过拉紧螺栓10固定并形成环形。
如图2所示，所述波形结构为波纹波谷，通过波纹波谷结构的弹性伸缩变形实现径向变形的补偿，结构简单，容易安装。
所述波纹波谷沿高压气瓶12的外围均匀排布，所述波纹波谷表面黏贴有毛毡层8，所述毛毡层8用于保护高压气瓶12和补偿高压气瓶12的径向变形。
所述毛毡层均匀分布于所述波纹波谷的内侧的表面。通过沿高压气瓶12外围均匀排布的波纹波谷、以及沿所述波纹波谷的内侧的表面均匀分布的毛毡层8，使得波纹波谷的受力更加均匀，弹性形变更加均匀，能够延长弹性补偿结构的使用寿命。
作为一个实施例，所述波形结构的材质为弹簧钢。
所述气瓶径向固定装置还包括：设置在环形箍带组件与高压气瓶12之间的氟塑料膜层7，所述氟塑料膜层12用于减少高压气瓶12与环形箍带组件之间的摩擦，均匀环形箍带组件上的波形结构的弹性伸缩变形。
本发明所述的弹性补偿结构与支座底架3之间通过销轴5和销4固定。
综上，本发明提供的高压气瓶固定装置，利用所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述高压气瓶固定装置的弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶的径向变形，本发明的高压气瓶固定装置能够在固定高压气瓶的前提下，对高压气瓶的径向和轴向变形进行补偿。
进一步优化地，通过波纹波谷结构的弹性伸缩变形实现径向变形的补偿，结构简单，容易安装；
进一步优化地，波纹波谷结构表面设置的毛毡层可以保护高压气瓶，并且进一步补偿高压气瓶的径向变形；
进一步优化地，所述波纹波谷沿高压气瓶的外围均匀排布，所述毛毡层均匀分布于所述波纹波谷的内侧的表面，使得波纹波谷的受力更加均匀，弹性形变更加均匀，延长弹性补偿结构的使用寿命；
进一步优化地，在环形箍带组件与高压气瓶之间设置氟塑料膜层，可以减少高压气瓶与环形箍带组件之间的摩擦，均匀环形箍带组件上的波形结构的弹性伸缩变形。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，包括：
后端支座，用于与高压气瓶后端的连接；
后端支座紧固件，用于将高压气瓶的后端固定在所述后端支座上；
前端支架，所述前端支架环绕所述高压气瓶设置，将高压气瓶的外围相对固定，所述前端支架和后端支座配合将所述高压气瓶的轴向固定，当高压气瓶发生轴向变形时，能够沿高压气瓶的轴向伸缩；所述前端支架包括一支架底座和气瓶径向固定装置，所述气瓶径向固定装置用于沿所述高压气瓶的外径方向将所述高压气瓶的前端固定于所述支架底座上，所述气瓶径向固定装置包括一弹性补偿结构，所述弹性补偿结构能够补偿高压气瓶的径向变形。
2.如权利要求1所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述弹性补偿结构包括：环形箍带组件，环绕所述高压气瓶的前端的外围一圈，所述环形箍带组件具有波形结构，该波形结构能够沿径向弹性伸缩变形。
3.如权利要求2所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述环形箍带组件包括：左侧箍带组件和右侧箍带组件，所述波形结构位于所述左侧箍带组件和右侧箍带组件的中部，所述左侧箍带组件和右侧箍带组件的形状为半圆弧，所述左侧箍带组件和右侧箍带组件构成环形，其中左侧箍带组件和右侧箍带组件的一端分别与前端支架的支架底座固定连接，左侧箍带组件和右侧箍带组件的另一端通过拉紧螺栓固定并形成环形。
4.如权利要求2所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述波形结构具有波纹波谷，所述波纹波谷表面黏贴有毛毡层，所述毛毡层用于保护高压气瓶和补偿高压气瓶的径向变形。
5.如权利要求4所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述波纹波谷沿高压气瓶的外围均匀排布，所述毛毡层均匀分布于所述波纹波谷的内侧的表面。
6.如权利要求2所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述波形结构材质为弹簧钢。
7.如权利要求2所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述气瓶径向固定装置还包括：氟塑料膜层，设置在环形箍带组件与高压气瓶之间，所述氟塑料膜层用于减少高压气瓶与环形箍带组件之间的摩擦，均匀环形箍带组件上的波形结构的弹性伸缩变形。
8.如权利要求1所述的运载火箭用高压气瓶的固定装置，其特征在于，所述弹性补偿结构与支座底架之间通过销轴和销固定。
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