CN109204887A - 一种航空航天用推进剂贮箱 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于航空航天领域，提供了一种航空航天用推进剂贮箱，包括：贮箱壳体；第一膜片，第一膜片与贮箱壳体的内壁形成第一容纳空间；第二膜片，第二膜片与贮箱壳体的内壁形成第二容纳空间，第二膜片与第一膜片形成密闭的气体压缩空间；与第一容纳空间连通的第一液路接嘴；与第二容纳空间连通的第二液路接嘴；以及与气体压缩空间连通的气路接嘴，气路接嘴向气体压缩空间通入压缩气体时，第一膜片和第二膜片可发生形变并分别压缩第一容纳空间和第二容纳空间。本发明的航空航天用推进剂贮箱可将燃料和氧化剂同时贮存在同一个推进剂贮箱内，可有效减小推进剂贮箱的占用体积，减小航天器的整体体积和质量，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明属于航空航天技术领域，尤其涉及一种航空航天用推进剂贮箱。
背景技术
推进剂贮箱是为航天器液体推进系统贮存和供应推进剂的压力容器，是推进系统的重要部件，对航天器推进系统的性能、可靠性和寿命具有举足轻重的影响。近年来随着科学技术的进步和空间环境探测的需要，航天器开始进入全新的发展时代。
现有技术中，航空航天用的推进剂贮箱通常只设置单个膜片，膜片与贮箱壳体的内壁只形成单个用于容纳燃料或氧化剂的腔体，因此需要两个相互独立的推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，从而推进剂贮箱占用空间大，使航天器的整体质量和体积较大，不便于航天器的轻型化，且制造成本高。
发明内容
本发明提供一种航空航天用推进剂贮箱，旨在解决现有技术的推进剂贮箱只能单一贮存燃料或氧化剂，需要两个相互独立的推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，推进剂贮箱占用空间大，从而使航天器的整体质量和体积较大，且制造成本高的问题。
本发明是这样实现的，一种航空航天用推进剂贮箱，包括：
贮箱壳体；
第一膜片，所述第一膜片设于所述贮箱壳体内并与所述贮箱壳体的内壁形成第一容纳空间；
第二膜片，所述第二膜片设于所述贮箱壳体内并与所述贮箱壳体的内壁形成第二容纳空间，所述第二膜片与所述第一膜片形成密闭的气体压缩空间；
与所述第一容纳空间连通的第一液路接嘴；
与所述第二容纳空间连通的第二液路接嘴；以及
与所述气体压缩空间连通的气路接嘴，所述气路接嘴向所述气体压缩空间通入压缩气体时，所述第一膜片和所述第二膜片可发生形变并分别压缩第一容纳空间和所述第二容纳空间。
优选的，所述第一膜片和所述第二膜片均由聚四氟乙烯制成。
优选的，所述第一膜片包括呈半球面结构的第一膜片主体以及连接于所述第一膜片主体周侧的第一连接部，所述第一连接部与所述贮箱壳体的内壁密封连接。
优选的，所述第二膜片包括呈半球面结构的第二膜片主体以及连接于所述第二膜片主体周侧的第二连接部，所述第二连接部与所述贮箱壳体的内壁密封连接。
优选的，所述第一连接部的厚度小于所述第一膜片主体的厚度，所述第二连接部的厚度小于所述第二膜片主体的厚度。
优选的，所述第一膜片主体的厚度自其边缘向其中心方向逐渐增大；所述第二膜片主体的厚度自其边缘向其中心方向逐渐增大。
优选的，所述第二膜片主体收容于所述第一膜片主体内并可与所述第一膜片主体贴合。
优选的，所述第一膜片和所述第二膜片的厚度为0.1～3mm。
优选的，所述贮箱壳体呈球状结构。
本发明提供的航空航天用推进剂贮箱通过设置两个膜片，两个膜片分别与贮箱壳体形成用于贮存燃料或氧化剂的第一容纳空间和第二容纳空间，从而燃料和氧化剂可同时贮存在同一个贮箱壳体内，无需采用两个推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，可有效减小推进剂贮箱的占用体积，从而减小航天器的整体体积和质量，降低了制造成本；且燃料和氧化剂同时注入在同一个推进剂贮箱内，方便使用。
附图说明
图1为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱的结构示意图；
图2为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱中第一膜片的结构示意图；
图3为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱中第二膜片的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的航空航天用推进剂贮箱通过设置两个膜片，两个膜片分别与贮箱壳体形成用于贮存燃料或氧化剂的第一容纳空间和第二容纳空间，从而燃料和氧化剂可同时贮存在同一个贮箱壳体内，无需采用两个推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，可有效减小推进剂贮箱的占用体积，从而减小航天器的整体体积和质量，降低了制造成本；且燃料和氧化剂同时注入在同一个推进剂贮箱内，方便使用。
请参照图1，图1为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱的结构示意图。该航空航天用推进剂贮箱包括：贮箱壳体1；第一膜片2，第一膜片2设于贮箱壳体1内并与贮箱壳体1的内壁形成第一容纳空间3；第二膜片4，第二膜片4设于贮箱壳体1内并与贮箱壳体1的内壁形成第二容纳空间5，第二膜片4与第一膜片2形成密闭的气体压缩空间6；与第一容纳空间3连通的第一液路接嘴7；与第二容纳空间5连通的第二液路接嘴8；以及与气体压缩空间6连通的气路接嘴9，气路接嘴9向气体压缩空间6通入压缩气体时，第一膜片2和第二膜片4可发生形变并分别压缩第一容纳空间3和第二容纳空间5。
本发明实施例中，第一容纳空间3和第二容纳空间5可分别用于贮存燃料或氧化剂，其中，第一容纳空间3和第二容纳空间5中一者贮存燃料，另一者贮存氧化剂，从而燃料和氧化剂可同时贮存在同一个推进剂贮箱内，无需采用两个推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，可有效减小推进剂贮箱的占用体积，从而减小航天器的整体体积和质量，降低了制造成本；且燃料和氧化剂同时注入在同一个推进剂贮箱内，方便使用。
本发明实施例中，第一液路接嘴7和第二液路接嘴8相对设置。通过第一液路接嘴7向第一容纳空间3中注入燃料或氧化剂，通过第二液路接嘴8向第二容纳空间5中注入燃料或氧化剂。当通过气路接嘴9向气体压缩空间6通入压缩气体时，随着进入气体压缩空间6的气体压力的增大，第一膜片2和第二膜片4逐渐被压缩直至变形，其中，图1中箭头所示方向为第一膜片2和第二膜片4受压缩气体挤压的变形方向。第一膜片2挤压第一容纳空间3，第二膜片4挤压第二容纳空间5，从而将置于第一容纳空间3的燃料或氧化剂由第一液路接嘴7排出，置于第二容纳空间5内的燃料或氧化剂由第二液路接嘴8排出，当第一膜片2和第二膜片4接近贮箱壳体1的内壁时，完成推进剂的排放。当需要对该航空航天用推进剂贮箱二次使用时，将气路接嘴9打开，使气体压缩空间6内恢复至正常的大气压，从而第一膜片2和第二膜片4再次形变并恢复呈初始状态。
作为本发明的一个实施例，贮箱壳体1呈球状结构。当然，贮箱壳体1的形状还可以设置成其他形状。
作为本发明的一个实施例，第一膜片2和第二膜片4均由聚四氟乙烯制成。
本实施例中，利用聚四氟乙烯材质优异的力学性能，第一膜片2和第二膜片4在变形后可以恢复至初始的状态，从而便于该航空航天用推进剂贮箱的重复利用。通过将第一膜片2和第二膜片4设置成聚四氟乙烯材料，有效解决了现有的航空航天用推进剂贮箱利用金属膜片变形后难以恢复原状从而不能重复使用的问题，且由于金属膜片质量较重，使得航空航天用推进剂贮箱整体质量较大，本发明的第一膜片2和第二膜片4由于采用聚四氟乙烯制成，大大减小了膜片的质量，进而减小了航空航天用推进剂贮箱的整体质量。
请参照图2，图2为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱中第一膜片的结构示意图。作为本发明的一个实施例，第一膜片2包括呈半球面结构的第一膜片主体21以及连接于第一膜片主体21周侧的第一连接部22，第一连接部22与贮箱壳体1的内壁密封连接。其中，第一膜片2和第二膜片4与贮箱壳体1的内壁的连接方式不限。优选的，第一连接部22与贮箱壳体1的内壁胶粘连接，其密封效果好。
请参照图3，图3为本发明提供的航空航天用推进剂贮箱中第二膜片的结构示意图。作为本发明的一个实施例，第二膜片4包括呈半球面结构的第二膜片主体41以及连接于第二膜片主体41周侧的第二连接部42，第二连接部42与贮箱壳体1的内壁密封连接。优选的，第二连接部42与贮箱壳体1的内壁胶粘连接。
作为本发明的一个实施例，第一连接部22的厚度小于第一膜片主体21的厚度，第二连接部42的厚度小于第二膜片主体41的厚度。由于第一连接部22的厚度小于第一膜片主体21的厚度，使第一连接部22容易产生变形并带动第一膜片主体21压缩第一容纳空间3。第二连接部42的厚度小于第二膜片主体41的厚度，使第二连接部42容易产生变形并驱动第二膜片主体41压缩第二容纳空间5。
作为本发明的一个实施例，第一膜片主体21的厚度T1自其边缘向其中心方向逐渐增大；第二膜片主体41的厚度T1自其边缘向其中心方向逐渐增大，便于第一膜片主体21和第二膜片主体41的翻转变形。
作为本发明的一个优选实施例，第一膜片2和第二膜片4的厚度为0.1～3mm，保证第一膜片2和第二膜片4的可翻转变形，方便第一膜片2和第二膜片4压缩第一容纳空间3和第二容纳空间5。
作为本发明的一个实施例，第二膜片主体41收容于第一膜片主体21内并可与第一膜片主体21贴合。当第一容纳空间3和第二容纳空间5加满推进剂时，第二膜片4和第一膜片2贴合，使第二膜片4和第一膜片2不承受推进剂的饱和蒸气压，有效提高了第二膜片4和第一膜片2的使用寿命。
本发明提供的航空航天用推进剂贮箱通过设置两个膜片，两个膜片分别与贮箱壳体形成用于贮存燃料或氧化剂的第一容纳空间和第二容纳空间，从而燃料和氧化剂可同时贮存在同一个贮箱壳体内，无需采用两个推进剂贮箱分别贮存燃料和氧化剂，可有效减小推进剂贮箱的占用体积，从而减小航天器的整体体积和质量，降低了制造成本；且燃料和氧化剂同时注入在同一个推进剂贮箱内，方便使用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，包括：
贮箱壳体；
第一膜片，所述第一膜片设于所述贮箱壳体内并与所述贮箱壳体的内壁形成第一容纳空间；
第二膜片，所述第二膜片设于所述贮箱壳体内并与所述贮箱壳体的内壁形成第二容纳空间，所述第二膜片与所述第一膜片形成密闭的气体压缩空间；
与所述第一容纳空间连通的第一液路接嘴；
与所述第二容纳空间连通的第二液路接嘴；以及
与所述气体压缩空间连通的气路接嘴，所述气路接嘴向所述气体压缩空间通入压缩气体时，所述第一膜片和所述第二膜片可发生形变并分别压缩第一容纳空间和所述第二容纳空间。
2.根据权利要求1所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第一膜片和所述第二膜片均由聚四氟乙烯制成。
3.根据权利要求1所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第一膜片包括呈半球面结构的第一膜片主体以及连接于所述第一膜片主体周侧的第一连接部，所述第一连接部与所述贮箱壳体的内壁密封连接。
4.根据权利要求3所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第二膜片包括呈半球面结构的第二膜片主体以及连接于所述第二膜片主体周侧的第二连接部，所述第二连接部与所述贮箱壳体的内壁密封连接。
5.根据权利要求4所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第一连接部的厚度小于所述第一膜片主体的厚度，所述第二连接部的厚度小于所述第二膜片主体的厚度。
6.根据权利要求5所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第一膜片主体的厚度自其边缘向其中心方向逐渐增大；所述第二膜片主体的厚度自其边缘向其中心方向逐渐增大。
7.根据权利要求4所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第二膜片主体收容于所述第一膜片主体内并可与所述第一膜片主体贴合。
8.根据权利要求1所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述第一膜片和所述第二膜片的厚度为0.1～3mm。
9.根据权利要求1所述的航空航天用推进剂贮箱，其特征在于，所述贮箱壳体呈球状结构。
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