CN114279078A - 一种空间站舱内实验平台通风管路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于载人航天空间站应用系统技术领域,特别涉及一种空间站舱内实验平台通风管路结构。包括科学实验平台、管路固定支架系统、通风管路系统及管路系统下部支撑结构,其中管路固定支架系统设置于科学实验平台上,通风管路系统设置于管路固定支架系统上,管路系统下部支撑结构设置于科学实验平台的下部,管路系统下部支撑结构用于固定通风管路系统。本发明结构紧凑,占用体积较小,不影响科学载荷安装空间,结构空间利用率高,满足操作空间要求,便于拆装。
Description
技术领域
本发明属于载人航天空间站应用系统技术领域,特别涉及一种空间站舱内实验平台通风管路结构。
背景技术
中国空间站主要由核心舱、两个实验舱和货运飞船等密封舱段组成,目前核心舱已成功在轨运营,第二批三名宇航员已在轨长期驻留并开展大规模微重力环境下的多学科领域空间科学研究和应用技术验证试验。中国空间站设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力。因此,为保证空间站舱内设施平台及精密载荷的长期稳定运行,实验平台通风管路系统是空间站舱内必不可少的支撑设施,为实验平台提供气体流通、主动温控等条件,为解决上述需求,需要根据实验平台的构型和特点研制空间站舱内实验平台通风管路布局及支撑结构。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种空间站舱内实验平台通风管路结构,以解决空间站舱内空间应用系统科学实验平台上安装的精密仪器设施的通风散热问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种空间站舱内实验平台通风管路结构,包括科学实验平台、管路固定支架系统、通风管路系统及管路系统下部支撑结构,其中管路固定支架系统设置于科学实验平台上,通风管路系统设置于管路固定支架系统上,管路系统下部支撑结构设置于科学实验平台的下部,管路系统下部支撑结构用于固定通风管路系统。
所述通风管路系统包括进风管路和排风管路,进风管路和排风管路均为U型结构,且进风管路上沿高度方向设有多个进风口;排风管路上沿高度方向设有多个排风口,进风口和排风口沿水平方向间隔交替布设。
所述进风管路包括长风管A、长风管C及底部进风连接管,其中长风管A和长风管C均竖直设置,长风管A和长风管C的下端通过底部进风连接管连接;长风管A和长风管C上均间隔设有多个所述进风口,各所述进风口的端部与所述管路固定支架系统法兰连接。
所述底部进风连接管包括短风管A、短风管D、三通风管A、短软管A及长软管B,其中三通风管A的第一接口通过短软管A与所述长风管A的下端连接,三通风管A的第二接口通过短风管D与长软管B的一端连接,三通风管A的第三接口作为进气口;长软管B的另一端通过短风管A与所述长风管C的下端连接。
所述排风管路包括长风管B、长风管D及底部排风连接管路,其中长风管B和长风管D均竖直设置,长风管B和长风管D的下端通过底部排风连接管路连接;长风管B和长风管D上均间隔设有多个所述排风口,各所述排风口与所述管路固定支架系统法兰连接。
所述底部排风连接管路包括短风管B、短风管C、三通风管B、短软管B及长软管A,其中三通风管B的第一接口通过短软管B与所述长风管B的下端连接,三通风管B的第二接口通过短风管C与长软管A的一端连接,三通风管B的第三接口作为排风口;长软管A的另一端通过短风管B与所述长风管D的下端连接。
所述科学实验平台包括背部左立柱、顶部横梁、背部中立柱及背部右立柱,其中背部左立柱、背部中立柱及背部右立柱等间距设置,顶部横梁连接在背部左立柱、背部中立柱及背部右立柱的顶部。
所述管路固定支架系统包括两组风管固定支架,其中一组风管固定支架设置于背部左立柱和背部中立柱之间,另一组风管固定支架设置于背部中立柱和背部右立柱之间;所述进风管路和所述排风管路的一侧固定在一组风管固定支架上,所述进风管路和所述排风管路的另一侧固定在另一组风管固定支架上。
所述管路系统下部支撑结构包括四个固定机构,其中两个固定机构用于固定所述进风管路的底部;另外两个固定机构用于固定所述排风管路的底部。
所述固定机构包括下部支撑件和固定夹紧件,其中下部支撑件的一端与所述科学实验平台连接,下部支撑件的另一端与固定夹紧件连接。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明结构紧凑,占用体积较小,不影响科学载荷安装空间,结构空间利用率高,满足操作空间要求,便于拆装;
2.本发明采用碳纤维复合材料硬风管和6144橡胶材料软风管连接而成密封通风回路系统,解决了空间站舱内科学实验平台载荷在有限空间内的通风冷却散热的难题,为空间站空间应用系统长期在轨运营和科学实验的开展提供了有力支撑和保障。
附图说明
图1为本发明一种空间站舱内实验平台通风管路结构的示意图;
图2为本发明中通风管路系统的背面结构示意图;
图3为本发明中的通风管路系统的正面结构示意图;
图4为本发明中的通风管路系统及管路固定支架系统的安装示意图;
图5为本发明中管路系统下部支撑结构的示意图;
图中:1为科学实验平台,101为背部左立柱,102为顶部横梁,103为背部中立柱,104为背部右立柱;
2为管路固定支架系统,201为风管固定支架A,202为风管固定支架B,203为风管固定支架C,204为风管固定支架D,205为风管固定支架E,206为风管固定支架F,207为风管固定支架G,208为风管固定支架H;
3为通风管路系统,301为长风管A,302为长风管B,303为长风管C,304为长风管D,305为短风管A,306为短风管B,307为短风管C,308为短风管D,309为三通风管A,310为三通风管B,311为短软管A,312为短软管B,313为长软管A,314为长软管B;
4为管路系统下部支撑结构,401为下部支撑件A,402为固定夹紧件A,403为下部支撑件B,404为固定夹紧件B,405为下部支撑件C,406为固定夹紧件C,407为下部支撑件D,408为固定夹紧件D,409为下部支撑件E,410为固定夹紧件E。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示,本发明提供的一种空间站舱内实验平台通风管路结构,包括科学实验平台1、管路固定支架系统2、通风管路系统3及管路系统下部支撑结构4,其中管路固定支架系统2设置于科学实验平台1的背部,通风管路系统3设置于管路固定支架系统2上,管路系统下部支撑结构4设置于科学实验平台1的下部,管路系统下部支撑结构4用于固定通风管路系统3。管路固定支架系统2和管路系统下部支撑结构4分别为通风管路系统3提供固连于科学实验平台1的接口。
如图2-3所示,本发明的实施例中,通风管路系统3包括进风管路和排风管路,进风管路和排风管路均为U型结构,且进风管路上沿高度方向设有多个进风口;排风管路上沿高度方向设有多个排风口,进风口和排风口沿水平方向间隔交替布设。
本发明的实施例中,进风管路包括长风管A301、长风管C303及底部进风连接管,其中长风管A301和长风管C303均竖直设置,长风管A301和长风管C303的下端通过底部进风连接管连接;长风管A301和长风管C303上均间隔设有多个进风口,各进风口的端部与管路固定支架系统2法兰连接。
底部进风连接管包括短风管A305、短风管D308、三通风管A309、短软管A311及长软管B314,其中三通风管A309的第一接口通过短软管A311与长风管A301的下端连接,三通风管A309的第二接口通过短风管D308与长软管B314的一端连接,三通风管A309的第三接口作为进气口;长软管B314的另一端通过短风管A305与长风管C303的下端连接。
本发明的实施例中,排风管路包括长风管B302、长风管D304及底部排风连接管路,其中长风管B302和长风管D304均竖直设置,长风管B302和长风管D304的下端通过底部排风连接管路连接;长风管B302和长风管D304上均间隔设有多个排风口,各排风口与管路固定支架系统2法兰连接。
底部排风连接管路包括短风管B306、短风管C307、三通风管B310、短软管B312及长软管A313,其中三通风管B310的第一接口通过短软管B312与长风管B302的下端连接,三通风管B310的第二接口通过短风管C307与长软管A313的一端连接,三通风管B310的第三接口作为排风口;长软管A313的另一端通过短风管B306与长风管D304的下端连接。
具体地,短软管A 311、短软管B 312、长软管A 313、长软管B 314均为可弯曲的软管,其余管路为碳纤维材料制成的硬管。各软管的两端与硬管之间均通过卡箍连接锁紧;其余的硬管之间法兰连接。各管路的接口上设计有止口,以提高连接刚度。
如图4所示,本发明的实施例中,科学实验平台1包括背部左立柱101、顶部横梁102、背部中立柱103及背部右立柱104,其中背部左立柱101、背部中立柱103及背部右立柱104等间距设置,顶部横梁102连接在背部左立柱101、背部中立柱103及背部右立柱104的顶部。
如图4所示,本发明的实施例中,管路固定支架系统2包括两组风管固定支架,其中一组风管固定支架设置于背部左立柱101和背部中立柱103之间,另一组风管固定支架设置于背部中立柱103和背部右立柱104之间;进风管路和排风管路的一侧固定在一组风管固定支架上,进风管路和排风管路的另一侧固定在另一组风管固定支架上。
具体地,其中一组风管固定支架包括由上至下依次间隔设置的风管固定支架A201、风管固定支架B 202、风管固定支架C 203及风管固定支架D 204,风管固定支架A 201、风管固定支架B 202、风管固定支架C 203及风管固定支架D 204的两端通过螺钉分别固定于科学实验平台1背部两侧的背部左立柱101和背部中立柱103上。
另一组风管固定支架包括由上至下依次间隔设置的风管固定支架E 205、风管固定支架F 206、风管固定支架G 207和风管固定支架H 208,风管固定支架E 205、风管固定支架F 206、风管固定支架G 207及风管固定支架H 208的两端通过螺钉分别固定于科学实验平台背部两侧的背部中立柱103和背部右立柱104上。长风管A 301、长风管B 302、长风管C303及长风管D 304上的进、排气口的周圈通孔依次螺接于管路固定支架系统2的各风管固定支架上。
如图5所示,本发明的实施例中,管路系统下部支撑结构4包括四个固定机构,分别为第一固定机构、第二固定机构、第三固定机构及第四固定机构,其中第一固定机构和第三固定机构用于固定进风管路的底部;第二固定机构和第四固定机构用于固定排风管路的底部。
本发明的实施例中,第一固定机构包括下部支撑件A401和固定夹紧件A402,其中下部支撑件A401的一端与背部左立柱101连接,下部支撑件A401的另一端与固定夹紧件A402连接,固定夹紧件A402用于连接固定短软管A311和长风管A301。第二固定机构包括下部支撑件B403和固定夹紧件B404,其中下部支撑件B403的一端与背部中立柱103一侧连接,下部支撑件B403的另一端与固定夹紧件B404连接,固定夹紧件B404用于连接固定短软管B312和长风管B302。第三固定机构包括下部支撑件C405和固定夹紧件C406,其中下部支撑件C405的一端与背部中立柱103的另一侧连接,下部支撑件C405的另一侧与固定夹紧件C406连接,固定夹紧件C406用于连接固定短风管A305与长软管B314。第四固定机构包括下部支撑件D407和固定夹紧件D408,其中下部支撑件D407的一端与背部右立柱104连接,下部支撑件D407的另一端与固定夹紧件D408连接,固定夹紧件D408用于连接固定长软管A313和短风管B306。
进一步地,背部中立柱103的下端与下部支撑件E409连接,下部支撑件E409与固定夹紧件E410连接,固定夹紧件E410用于固定长软管A313。
本发明提供的一种空间站舱内实验平台通风管路结构,其工作原理为:
通风管路系统3为科学实验平台1提供冷却散热的通风回路,其中长风管A 301、长风管C 303、三通风管A 309和科学实验平台1之间构成一套通风回路(进风回路),长风管B302、长风管D 304、三通风管B 310和科学实验平台1之间构成另一套通风回路(排风回路),两套通风回路可根据实际需要分别灵活设置为进、出通风口。
管路固定支架系统2为通风管路系统3提供与科学实验平台1之间的连接关系,并且管路固定支架系统2的各支架两端与科学实验平台1和通风管路系统3连接处均放置O型圈以保证密封性;管路系统下部支撑结构4主要为下部的管路提供支撑作用,保证安装刚度和强度,使得管路系统不发生较大的晃动。通风管路系统3能够提供不低于1Mpa压强的内部流通气体,满足空间站舱内科学实验平台1开展科学实验条件。不仅限于通风换气的作用,该装置还可用于气液两相流动、热量采集散发或传递等热控系统用途,这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,包括科学实验平台(1)、管路固定支架系统(2)、通风管路系统(3)及管路系统下部支撑结构(4),其中管路固定支架系统(2)设置于科学实验平台(1)上,通风管路系统(3)设置于管路固定支架系统(2)上,管路系统下部支撑结构(4)设置于科学实验平台(1)的下部,管路系统下部支撑结构(4)用于固定通风管路系统(3)。
2.根据权利要求1所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述通风管路系统(3)包括进风管路和排风管路,进风管路和排风管路均为U型结构,且进风管路上沿高度方向设有多个进风口;排风管路上沿高度方向设有多个排风口,进风口和排风口沿水平方向间隔交替布设。
3.根据权利要求2所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述进风管路包括长风管A(301)、长风管C(303)及底部进风连接管,其中长风管A(301)和长风管C(303)均竖直设置,长风管A(301)和长风管C(303)的下端通过底部进风连接管连接;长风管A(301)和长风管C(303)上均间隔设有多个所述进风口,各所述进风口的端部与所述管路固定支架系统(2)法兰连接。
4.根据权利要求3所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述底部进风连接管包括短风管A(305)、短风管D(308)、三通风管A(309)、短软管A(311)及长软管B(314),其中三通风管A(309)的第一接口通过短软管A(311)与所述长风管A(301)的下端连接,三通风管A(309)的第二接口通过短风管D(308)与长软管B(314)的一端连接,三通风管A(309)的第三接口作为进气口;长软管B(314)的另一端通过短风管A(305)与所述长风管C(303)的下端连接。
5.根据权利要求2所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述排风管路包括长风管B(302)、长风管D(304)及底部排风连接管路,其中长风管B(302)和长风管D(304)均竖直设置,长风管B(302)和长风管D(304)的下端通过底部排风连接管路连接;长风管B(302)和长风管D(304)上均间隔设有多个所述排风口,各所述排风口与所述管路固定支架系统(2)法兰连接。
6.根据权利要求5所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述底部排风连接管路包括短风管B(306)、短风管C(307)、三通风管B(310)、短软管B(312)及长软管A(313),其中三通风管B(310)的第一接口通过短软管B(312)与所述长风管B(302)的下端连接,三通风管B(310)的第二接口通过短风管C(307)与长软管A(313)的一端连接,三通风管B(310)的第三接口作为排风口;长软管A(313)的另一端通过短风管B(306)与所述长风管D(304)的下端连接。
7.根据权利要求2所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述科学实验平台(1)包括背部左立柱(101)、顶部横梁(102)、背部中立柱(103)及背部右立柱(104),其中背部左立柱(101)、背部中立柱(103)及背部右立柱(104)等间距设置,顶部横梁(102)连接在背部左立柱(101)、背部中立柱(103)及背部右立柱(104)的顶部。
8.根据权利要求7所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述管路固定支架系统(2)包括两组风管固定支架,其中一组风管固定支架设置于背部左立柱(101)和背部中立柱(103)之间,另一组风管固定支架设置于背部中立柱(103)和背部右立柱(104)之间;所述进风管路和所述排风管路的一侧固定在一组风管固定支架上,所述进风管路和所述排风管路的另一侧固定在另一组风管固定支架上。
9.根据权利要求2所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述管路系统下部支撑结构(4)包括四个固定机构,其中两个固定机构用于固定所述进风管路的底部;另外两个固定机构用于固定所述排风管路的底部。
10.根据权利要求7所述的空间站舱内实验平台通风管路结构,其特征在于,所述固定机构包括下部支撑件和固定夹紧件,其中下部支撑件的一端与所述科学实验平台(1)连接,下部支撑件的另一端与固定夹紧件连接。
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