CN111256033A - 一种用于测量液氢贮箱中温度场的展开机构 - Google Patents

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梁怀喜
马鑫
周磊
郝云择
蔡睿
段娜
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Abstract

本发明公开了一种用于测量液氢贮箱中温度场的展开机构。所述的展开机构由主杆、横杆、转轴、定滑轮、下封头、钢丝绳、钢丝绳卡口组成。采用拉动向上和向下钢丝绳的方式，将呈十字展开形式的温度测量装置方便的通过狭窄的法兰口放入贮箱内部，以测量贮箱内部轴线方向和直径水平方向的温度。本发明结构巧妙，并在液氢贮箱中得到了应用，还可在液氧等其他低温贮箱中应用。

Description

一种用于测量液氢贮箱中温度场的展开机构
技术领域
本发明涉及一种测量温度场的展开机构，用于重型运载火箭低温贮箱蒸发量试验任务，属于温度测量应用领域。
背景技术
温度测量是测量领域的重要部分，贮箱内部的温度场测量数据更是贮箱合格的重要指标。以往由于贮箱的特殊结构，温度测量结构一般是直杆状，以方便从贮箱上预留的法兰口装入贮箱内部，因此能测量的温度点也只能是轴线方向的，而贮箱内部直径方向的温度却无法测量。本机构基于重型运载火箭低温贮箱蒸发量试验任务展开，主要是为了准确测量液氢低温贮箱在自蒸发过程中，贮箱内部各处温度的变化，因此设计本机构，放入液氢贮箱内部后测量轴线方向和直径方向的温度，为试验提供可靠数据。
发明内容
本发明提供了一种可以用于测量液氢贮箱中温度场的展开机构。本发明是这样实现的：温度场测量展开机构由主杆、上横杆、下横杆、转轴、定滑轮、下封头、钢丝绳、钢丝绳卡口组成；该机构一端通过螺纹、销轴与贮箱法兰连接实现固支；该机构另一端设计有下封头，用于保护该机构主要部件，避免该机构与贮箱内部的其它部分发生碰撞；该机构的主干是一根聚酰亚胺材料的直杆，其上在固定点位上安装有温度传感器，可以测试贮箱轴线方向上的温度分层；该机构横杆是两根不同高度的聚酰亚胺材料的直杆，与主干采用转轴连接，可在轴线方向展开，以测试贮箱在直径水平位置的温度分层；由于贮箱上下封头为弧面，机构展开时要避开封头，故该机构的横杆在初始位置是处于轴线方向，进入贮箱一定深度后，上横杆通过拉钢丝绳由下向上展开至直径水平位置，下横杆通过向下绕过定滑轮再向上拉钢丝绳展开至直径水平位置，然后将钢丝绳固定于卡口中。
本发明的突出优点：巧妙的将温度测量装置展开部分通过法兰口放入贮箱内部，使得温度测量的范围可以覆盖贮箱内部各点。
本发明的效果：在贮箱法兰入口较小时，该机构可以方便的实现贮箱内部任意点的温度测量，从而得到准确的测点测试数据。
附图说明
附图1为本发明的最终位置主视图。1为主杆，2为上横杆拉伸钢丝绳，3为上横杆，4为上转轴，5为下转轴，6为定滑轮，7为下封头，8下横杆向下拉伸钢丝绳，9为下横杆，10为下横杆向上拉伸钢丝绳，11为钢丝绳卡口。
附图2为本发明的初始位置主视图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作详细说明。
由附图所示，本发明由主杆1、上横杆3、上转轴4、下横杆9、下转轴5、定滑轮6、钢丝绳、钢丝绳卡口11，下封头7等几部分组成。首先采用螺纹和销轴将304钢丝绳卡口11与主杆1头部连接，卡口11的另一端与贮箱上的法兰通过焊接方式连接；在主杆1上用螺栓和螺母的方式安装转轴4、5；在上转轴4、下转轴5的开口处将上横杆3、下横杆9用销轴的方式连接好，注意上横杆3连接的上转轴4上的挡块方向在上侧，下横杆9连接的下转轴5上的挡块方向再下侧；在主杆1末端安装轴定滑轮6。
将钢丝绳2采用结扣的方式安装在上横杆3上，上横杆3在向下轴线方向(初始位置)时调整钢丝绳2长度做一个结扣，向上拉动钢丝绳2，使上横杆3展开，当上横杆3处于直径水平位置(最终位置)时，调整钢丝绳2的长度做一个结扣。
将钢丝绳8采用结扣的方式安装在下横杆9上，另一端向下绕在定滑轮6上，然后向上；下横杆9在向上轴线方向(初始位置)时调整钢丝绳8的长度做一个结扣，向下拉动钢丝绳8，使下横杆9展开，当下横杆9处于直径水平位置(最终位置)时，调整钢丝绳8的长度做一个结扣。另在下横杆9上再安装一条钢丝绳10，方向向上，作用是在回收该温度测量展开机构时，用于将下横杆9向上收回至轴线方向，同时解开钢丝绳2，使上横杆3向下回到轴线方向，以方便该机构整体取出贮箱。
在安装时，先将钢丝绳2、8、10按轴线方向时的结扣固定在钢丝绳卡口11上，在温度测量展开机构进入贮箱一定深度后，分别解开原结扣，将水平位置的预设结扣固定在钢丝绳卡口11，保持该机构在贮箱内呈水平展开状态。

Claims (6)

1.一种用于测量液氢贮箱中温度场的展开机构，其特征在于，所述的测量温度场的展开机构由主杆、横杆、转轴、定滑轮、下封头、钢丝绳、钢丝绳卡口组成；该机构一端通过螺纹、销轴与贮箱上的法兰连接实现固支；该机构另一端设计有下封头，用于保护该机构主要部件，避免该机构与贮箱内部的其它部分发生碰撞；该机构的主干1是一根聚酰亚胺材料的直杆，其上在固定点位上安装有温度传感器，可以测试贮箱轴线方向上的温度分层；该机构上横杆3、下横杆9是两根不同高度的聚酰亚胺材料的直杆，与主干采用上转轴4、下转轴5连接，可在轴线方向展开，以测试贮箱在直径水平位置的温度分层；由于贮箱上下封头为弧面，机构展开时要避开封头，故该机构的上横杆通过拉钢丝绳由下向上展开，下横杆通过向下绕过定滑轮6再向上拉钢丝绳展开，定滑轮6为钢丝绳导向。
2.根据权利要求1所述的测量温度场的展开机构，其特征在于，采用聚酰亚胺材料的主干和横杆；该材料为绝缘隔热材料，可有效避免温度测点间的温度同化，确保温度测量的准确性。
3.根据权利要求1所述的测量温度场的展开机构，其特征在于，采用横杆展开方式测量贮箱内部直径水平方向的温度分层；由于贮箱入口狭窄，不能将横杆直接处于展开状态放入贮箱中，故该机构的横杆初始位置在轴线方向，当机构进入贮箱一定深度后再展开至直径水平位置。
4.根据权利要求1所述的测量温度场的展开机构，其特征在于，横杆与主干采用转轴进行连接；转轴设计有销轴与横杆连接，只允许其在轴线方向可以自由转动；为保证横杆最终位置保持在直径水平方向，转轴上设计有挡块，可限制横杆在轴线方向的转动角度为90°；转轴与主干采用螺栓螺母连接固定。
5.根据权利要求1所述的测量温度场的展开机构，其特征在于，采用304钢丝绳拉伸横杆，并通过定滑轮导向，在横杆到指定位置后将钢丝绳固定于钢丝绳卡口中。
6.根据权利要求1所述的测量温度场的展开机构，其特征在于，将钢丝绳的长度以结扣的方式预设好，使该机构在进入贮箱后能方便的展开安装。
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