CN115750142A - 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 - Google Patents
一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115750142A CN115750142A CN202211345468.5A CN202211345468A CN115750142A CN 115750142 A CN115750142 A CN 115750142A CN 202211345468 A CN202211345468 A CN 202211345468A CN 115750142 A CN115750142 A CN 115750142A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- storage tank
- common
- temperature storage
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 195
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 34
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 31
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 28
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 28
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 27
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 27
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 25
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 15
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 10
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 10
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 10
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 9
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims description 7
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 7
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 7
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 7
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 abstract description 3
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 11
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 7
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 4
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000005002 finish coating Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
本发明属于运载火箭技术领域,涉及一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法，通过将箱体的中间共底部分改变为单层底，而非夹层底，中间共底由四层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层、泡沫层、涂胶层和密封层，在工艺上优化了金属贮箱制造和低温绝热施工工序，中间共底部分减少一个金属壳和复杂的连接结构，使得共底的加工难度降低接近为一个普通箱底的加工难度，降低成本，增进效率。
Description
技术领域
本发明属于运载火箭技术领域，涉及一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法。
背景技术
传统运载火箭的贮箱一般为串联结构，传统结构具有装配难度大、通用化程度不高以及高度和长细比大的技术问题，为有效减轻结构重量，提供运载能力，形成了第一贮箱、第二贮箱共用同一箱底，承力式共底贮箱是一种结构效率较高的理想布局方案，其在国内外运载火箭的应用较普遍。美国的土星5号二级贮箱、欧空局的阿里安三级贮箱和日本的H-II A二级贮箱，国内的CZ-3B和CZ-6A三级贮箱均采用共底结构形式。采用共底结构，一可缩短整个运载器的长度，改善运载器的长细比，二能取消氧化剂贮箱与燃料贮箱间的箱间段，减轻结构重量，提高结构效率。
然而第一贮箱的推进剂和第二贮箱的推进剂，一般为高比冲、体积小、占空比大的低温推进剂，如液氧和液氢、液氧和甲烷、液氧和煤油等。新一代运载火箭使用无毒、无污染的液氧(-183℃)、煤油(常温)推进剂，两推进剂常压下使用温度差异近200℃，液氧与煤油间的大温差给贮箱结构的设计带来了新的问题和挑战。我国长征三号系列低温火箭三子级采用液氢/液氧推进剂，推进剂箱体为共底的低温贮箱，贮箱共底结构提供有效的绝热条件，使两箱间的热传输量最小，同时又是两箱体的安全屏障。新一代运载火箭二级采用液氧/煤油推进剂，贮箱结构为夹层共底形式，夹层共底由上面板、夹层和下面板三部分组成，上面板和下面板均为椭球形面，上下面板间为非金属夹芯，非金属夹芯选择绝热性能较好的泡沫塑料，夹芯为变截面，上下面板与夹芯间用超低温胶粘接，并通过叉形环与箱底焊接。
第一贮箱和第二贮箱存在较大的温度差，产生对流换热、固体导热等不同漏热机理的低温存储问题。目前国内外普遍采用两种方案，都是两层金属壳加中间夹心层结构，第一种是以CZ-3B三级贮箱为代表的非金属蜂窝夹芯铝合金壳的夹层共底结构，通过抽真空达到隔热效果，优点是真空层隔热效果非常好，热传导率较低，缺点是夹层共底结构复杂，对绝热层要求较高，试验和使用前均需要抽真空，效率低成本高，在运载器发射前准备时间较长；第二种是以CZ-6A三级贮箱为代表的变厚度聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层铝合金面板共底贮箱结构，优点是结构相对真空共底较为简单，试验和使用前不需要抽真空，缩短运载器发射前的准备时间，缺点是共底金属壳刚性较差，泡沫层与金属外壳贴合难度较高，共底两个面板连接结构较为复杂，加工成本较高效率较低。
因此，能否在最大限度的降低低温贮箱共底结构的漏热问题基础上，优化夹层共底结构，采用单金属层共底，取消金属外壳保留金属内壳，并对共底凸面进行多重复合绝热层处理，阻滞上、下贮箱的热对流，充分保证推进剂的保持温度差，进而解决现有低温贮箱共底结构技术的缺陷，一直是低温贮箱的一大难题。
发明内容
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种火箭低温贮箱共底绝热结构，所述贮箱由圆筒形壳段、上底、下底和中间共底组成，上底、下底和中间共底均为半椭球面形，中间共底将贮箱内分为相互隔离的第一箱体、第二箱体，贮箱由金属制成，中间共底自半球面的凸面向外依次设有缓冲层、泡沫层、涂胶层、密封层，第一箱体位于中间共底的凹面侧，第二箱体位于中间共底的凸面侧，上底位于第一箱体侧，下底位于第二箱体侧；
缓冲层由环氧树脂胶黏剂涂覆在贮箱表面构成，为一种低温胶水材料，将其涂覆在贮箱表面起到缓冲的作用；泡沫层由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇混合产生发泡反应后固化形成，固化后形成一层具有隔热保温作用的泡沫层；涂胶层为环氧树脂胶粘层，采用环氧树脂胶粘剂均匀涂刷，起到封闭聚氨酯泡沫层表面细微孔洞的作用；密封层由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物在喷涂时混合发生反应构成，在喷涂时混合发生反应，形成一层具有防水、防渗透、防腐、防磨损作用的内防护层，同时能防护第二箱体内的低温储料。
优选的，所述第一箱体、第二箱体均作为低温贮箱时，圆筒形壳段、上底、下底从金属层到外侧依次为缓冲层、泡沫层、涂胶层、反射层和面漆层。
优选的，所述第一箱体为低温贮箱，第二箱体为常温贮箱时，圆筒形壳段位于第一箱体的部分、上底从金属层到外侧依次为缓冲层、泡沫层、涂胶层、反射层和面漆层。
更优的，所述圆筒形壳段位于第二箱体的部分、下底由金属层构成。
更优的，所述反射层为热反射涂料的封涂膜构成，热反射涂料具有较高的红外线反射功能，能耐紫外线的辐射，封涂膜起到一定的隔热作用，反射率大于80％；面漆层由四防漆喷涂构成，喷涂四防漆一方面是为了增加一层隔水、防腐的外保护层，另一方面起到美化贮箱外形、增加相关标志的作用。
本发明还公开一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，所述方法用于上述的火箭低温贮箱共底绝热结构的加工，包括如下步骤：
中间共底的加工：
步骤一：在中间共底的凸面涂覆环氧树脂胶黏剂生成缓冲层；
步骤二：在缓冲层外喷涂由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇，喷涂时，由两条输料管道同时输送聚氨酯由异氰酸酯和多元醇到喷嘴处雾化混合后喷涂到缓冲层外产生起泡反应生成泡沫层；
步骤三：打磨泡沫层后在泡沫层表面均匀刷涂覆盖一层环氧树脂胶粘层，起到封闭泡沫层表面细微孔洞的作用，生成涂胶层；
步骤四：在涂胶层外喷涂由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物，在喷涂时混合物混合后发生反应构成密封层；
低温贮箱时的圆筒形壳段、上底、下底的加工：
步骤一、步骤二、步骤三与所述中间共底加工的步骤一、步骤二、步骤三相同；
步骤四：在涂胶层外涂覆热反射涂料生成反射层，反射层具有红外线反射作用、耐紫外线的辐射作用，反射层的封涂膜还有隔热作用；
步骤五：在反射层外喷涂四防漆用于生成隔水、防腐的面漆层。
优选的，所述步骤二中，中间共底的泡沫层的密度为80～120Kg/m3，低温贮箱时的圆筒形壳段、上底、下底的泡沫层的密度为30～40Kg/m3，由于裸露在贮箱共底凸面腔内，承受0.3～1MPa气压力，为防止泡沫被压溃，泡沫密度较大，而非共底部分由于裸露在箱体外表面，密度较小，泡沫密度与能承受的压力正相关。
优选的，所述步骤三中，打磨后泡沫层的厚度为19～21mm。
优选的，所述步骤五中，面漆层的总膜厚为100～130μm。
本发明的有益效果是：
1、本发明第一箱体、第二箱体的中间共底部分为单层底，非夹层底，中间共底由四层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层、泡沫层、涂胶层和密封层；本发明简化了第一箱体、第二箱体的中间共底连接结构，使得第一箱体、第二箱体成为真正意义上的整体，增加贮箱系统的稳定性；在工艺上优化了金属贮箱制造和低温绝热施工工序，中间共底部分减少一个金属壳和复杂的连接结构，使得共底的加工难度降低接近为一个普通箱底的加工难度，降低成本，增进效率。
2、本发明贮箱中间共底的单金属层绝热结构实现了200℃以上大温差的有效隔热和低温双向承载功能，且简化了发射场工作流程，无需抽真空操作，大大提高可操作性。
附图说明
图1是一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法的单低温贮箱示意图；
图2是双低温贮箱示意图；
图3是生产加工工序示意图。
图中，1、圆筒形壳段；2、上底；3、下底；4、中间共底；5、第一箱体；6、第二箱体；7、缓冲层；8、泡沫层；9、涂胶层；10、密封层；11、反射层；12、面漆层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1～3，一种火箭低温贮箱共底绝热结构，所述贮箱由圆筒形壳段1、上底2、下底3和中间共底4组成，上底2、下底3和中间共底4均为半椭球面形，中间共底4将贮箱内分为相互隔离的第一箱体5、第二箱体6，贮箱由金属制成，中间共底4自半球面的凸面向外依次设有缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9、密封层10，第一箱体5位于中间共底4的凹面侧，第二箱体6位于中间共底4的凸面侧，上底2位于第一箱体5侧，下底3位于第二箱体6侧；
缓冲层7由环氧树脂胶黏剂涂覆在贮箱表面构成，为一种低温胶水材料，将其涂覆在贮箱表面起到缓冲的作用；泡沫层8由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇混合产生发泡反应后固化形成，固化后形成一层具有隔热保温作用的泡沫层；涂胶层9为环氧树脂胶粘层，采用环氧树脂胶粘剂均匀涂刷，起到封闭聚氨酯泡沫层表面细微孔洞的作用；密封层10由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物在喷涂时混合发生反应构成，在喷涂时混合发生反应，形成一层具有防水、防渗透、防腐、防磨损作用的内防护层，同时能防护第二箱体6内的低温储料。
进一步的，所述第一箱体5、第二箱体6均作为低温贮箱时，圆筒形壳段1、上底2、下底3从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9、反射层11和面漆层12。
进一步的，所述第一箱体5为低温贮箱，第二箱体6为常温贮箱时，圆筒形壳段1位于第一箱体5的部分、上底2从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9、反射层11和面漆层12。
更进一步的，所述圆筒形壳段1位于第二箱体6的部分、下底3由金属层构成。
更进一步的，所述反射层11为热反射涂料的封涂膜构成，热反射涂料具有较高的红外线反射功能，能耐紫外线的辐射，封涂膜起到一定的隔热作用，反射率大于80％；面漆层12由四防漆喷涂构成，喷涂四防漆一方面是为了增加一层隔水、防腐的外保护层，另一方面起到美化贮箱外形、增加相关标志的作用。
本发明还公开一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，所述方法用于上述的火箭低温贮箱共底绝热结构的加工，包括如下步骤：
中间共底4的加工：
步骤一：在中间共底4的凸面涂覆环氧树脂胶黏剂生成缓冲层7；
步骤二：在缓冲层7外喷涂由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇，喷涂时，由两条输料管道同时输送聚氨酯由异氰酸酯和多元醇到喷嘴处雾化混合后喷涂到缓冲层7外产生起泡反应生成泡沫层8；
步骤三：打磨泡沫层8后在泡沫层8表面均匀刷涂覆盖一层环氧树脂胶粘层，起到封闭泡沫层8表面细微孔洞的作用，生成涂胶层9；
步骤四：在涂胶层9外喷涂由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物，在喷涂时混合物混合后发生反应构成密封层10；
低温贮箱时的圆筒形壳段1、上底2、下底3的加工：
步骤一、步骤二、步骤三与所述中间共底4加工的步骤一、步骤二、步骤三相同；
步骤四：在涂胶层9外涂覆热反射涂料生成反射层11，反射层11具有红外线反射作用、耐紫外线的辐射作用，反射层11的封涂膜还有隔热作用；
步骤五：在反射层11外喷涂四防漆用于生成隔水、防腐的面漆层12。
进一步的，所述步骤二中，中间共底4的泡沫层8的密度为80～120Kg/m3，低温贮箱时的圆筒形壳段1、上底2、下底3的泡沫层8的密度为30～40Kg/m3，由于裸露在贮箱共底凸面腔内，承受0.3～1MPa气压力，为防止泡沫被压溃，泡沫密度较大，而非共底部分由于裸露在箱体外表面，密度较小，泡沫密度与能承受的压力正相关。
进一步的，所述步骤三中，打磨后泡沫层8的厚度为19～21mm。
进一步的，所述步骤五中，面漆层12的总膜厚为100～130μm。
实施例
航天运载火箭贮箱不仅为动力装置贮存和输送推进剂，还作为主承力结构参与箱体传力。低温贮箱的圆筒形壳段1、上底2和下底3绝热层主要由五层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9、反射层11和面漆层12组成；上、下两贮箱中间共底5部分的绝热层主要由四层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9和密封层10。
本实施例绝热层包覆作业，主要流程为在低温贮箱表面刮涂低温胶形成第一层缓冲层7，然后喷涂聚氨酯泡沫塑料形成第二层泡沫层8，铣加工修平之后，采用底涂封孔再喷涂聚脲，筒段区别于共底最后喷涂面漆，构成整个绝热层结构。
低温贮箱外部绝热层结构生产具体工序及工艺如下：
(1)缓冲层7
胶黏剂是环氧树脂胶黏剂，为一种低温胶水材料，将其涂覆在贮箱表面起到缓冲层7的作用。
(2)泡沫层8
聚氨酯由异氰酸酯(A)、多元醇(B)两种组分材料混合产生发泡反应，固化后形成一层具有隔热保温作用的泡沫层8。由于是混合发生反应，因此在喷涂前需要将A、B两种组料单独存放，喷涂时，由两条输料管道同时输送A、B料到喷嘴处雾化混合后喷涂到贮箱表面产生起泡反应。泡沫层8厚度控制在19～21mm，由于裸露在箱体外表面，密度较小30～40Kg/m3。
(3)涂胶层9
在打磨后的聚氨酯泡沫层8表面均匀刷涂覆盖一层环氧树脂胶粘材料，起到封闭聚氨酯泡沫层8表面细微孔洞的作用。
(4)反射层11
热反射涂料，具有较高的红外线反射功能，能耐紫外线的辐射，封涂膜起到一定的隔热作用。
(5)面漆层12
在贮箱外表面喷涂四防漆一方面是为了增加一层隔水、防腐的外保护层，另一方面起到美化贮箱外形、增加相关标志的作用。面漆的总膜厚控制在100～130μm。
低温贮箱中间共底4结构生产具体工序及工艺如下：
(1)缓冲层7
胶黏剂是环氧树脂胶黏剂，为一种低温胶水材料，将其涂覆在贮箱表面起到缓冲层7的作用。
(2)泡沫层8
聚氨酯由异氰酸酯(A)、多元醇(B)两种组分材料混合产生发泡反应，固化后形成一层具有隔热保温作用的泡沫层8。由于是混合发生反应，因此在喷涂前需要将A、B两种组料单独存放，喷涂时，由两条输料管道同时输送A、B料到喷嘴处雾化混合后喷涂到贮箱表面产生起泡反应。泡沫层8厚度控制在19～21mm，由于裸露在贮箱共底凸面腔内，承受0.3～1MPa气压力，为防止泡沫被压溃，泡沫密度较大在80～120Kg/m3范围，泡沫密度与能承受的压力正相关。
(3)涂胶层9
在打磨后的聚氨酯泡沫层8表面均匀刷涂覆盖一层环氧树脂胶粘材料，起到封闭聚氨酯泡沫层8表面细微孔洞的作用。
(4)密封层10
聚脲由含有NCO基团的半预聚体(A)和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物(B)两种原料成份组成，在喷涂时混合发生反应，形成一层具有防水、防渗透、防腐、防磨损作用的内防护层。
共底单金属层绝热贮箱在设计上简化了上、下金属壳与夹心层的连接结构，使得上、下贮箱成为真正意义上的整体，增加系统的稳定性；在工艺上优化了金属贮箱制造和低温绝热施工工序，共底部分减少一个金属壳和复杂的连接结构，使得共底的加工难度降低接近为一个普通箱底的加工难度，降低成本。贮箱共底单金属层绝热结构实现了200℃以上大温差的有效隔热和低温双向承载功能，且简化了发射场工作流程，无需抽真空操作，大大提高可操作性。
本实施例上、下贮箱的中间共底5部分为单层底，非夹层底，其绝热层主要由四层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9和密封层10；低温贮箱圆筒形壳段1、上底2和下底3绝热层主要由五层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层7、泡沫层8、涂胶层9、反射层11和面漆层12组成；低温贮箱分为单低温贮箱和双低温贮箱。
综上所述，本发明提供了一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法，通过将第一箱体、第二箱体的中间共底部分改变为单层底，而非夹层底，中间共底由四层结构区组成，从金属层到外侧依次为缓冲层、泡沫层、涂胶层和密封层；在工艺上优化了金属贮箱制造和低温绝热施工工序，中间共底部分减少一个金属壳和复杂的连接结构，使得共底的加工难度降低接近为一个普通箱底的加工难度，降低成本，增进效率，因此本发明拥有广泛的应用前景。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种火箭低温贮箱共底绝热结构，所述贮箱由圆筒形壳段(1)、上底(2)、下底(3)和中间共底(4)组成，所述中间共底(4)为半椭球面形，所述中间共底(4)将贮箱内分为相互隔离的第一箱体(5)、第二箱体(6)，所述贮箱由金属制成，其特征在于：所述中间共底(4)自半球面的凸面向外依次设有缓冲层(7)、泡沫层(8)、涂胶层(9)、密封层(10)，所述第一箱体(5)位于中间共底(4)的凹面侧，所述第二箱体(6)位于中间共底(4)的凸面侧，所述上底(2)位于第一箱体(5)侧，所述下底(3)位于第二箱体(6)侧；
所述缓冲层(7)由环氧树脂胶黏剂涂覆在贮箱表面构成，所述泡沫层(8)由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇混合产生发泡反应后固化形成，所述涂胶层(9)为环氧树脂胶粘层，所述密封层(10)由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物在喷涂时混合发生反应构成。
2.根据权利要求1所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构，其特征在于，所述第一箱体(5)、第二箱体(6)均作为低温贮箱时，所述圆筒形壳段(1)、上底(2)、下底(3)从金属层到外侧依次为缓冲层(7)、泡沫层(8)、涂胶层(9)、反射层(11)和面漆层(12)。
3.根据权利要求1所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构，其特征在于，所述第一箱体(5)为低温贮箱，所述第二箱体(6)为常温贮箱时，所述圆筒形壳段(1)位于第一箱体(5)的部分、上底(2)从金属层到外侧依次为缓冲层(7)、泡沫层(8)、涂胶层(9)、反射层(11)和面漆层(12)。
4.根据权利要求3所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构，其特征在于，所述圆筒形壳段(1)位于第二箱体(6)的部分、下底(3)由金属层构成。
5.根据权利要求2或3所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构，其特征在于，所述反射层(11)为热反射涂料的封涂膜构成，所述面漆层(12)由四防漆喷涂构成。
6.一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1至5任一权利要求所述的火箭低温贮箱共底绝热结构的加工，包括如下步骤：
所述中间共底(4)的加工：
步骤一：在中间共底(4)的凸面涂覆环氧树脂胶黏剂生成缓冲层(7)；
步骤二：在缓冲层(7)外喷涂由聚氨酯由异氰酸酯和多元醇，喷涂时，由两条输料管道同时输送聚氨酯由异氰酸酯和多元醇到喷嘴处雾化混合后喷涂到缓冲层(7)外产生起泡反应生成泡沫层(8)；
步骤三：打磨泡沫层(8)后在泡沫层(8)表面均匀刷涂覆盖一层环氧树脂胶粘层，起到封闭泡沫层(8)表面细微孔洞的作用，生成涂胶层(9)；
步骤四：在涂胶层(9)外喷涂由含有NCO基团的半预聚体和含有端氨基聚醚、胺类扩链剂及助剂组成的混合物，在喷涂时混合物混合后发生反应构成密封层(10)；
所述低温贮箱时的圆筒形壳段(1)、上底(2)、下底(3)的加工：
步骤一、步骤二、步骤三与所述中间共底(4)加工的步骤一、步骤二、步骤三相同；
步骤四：在涂胶层(9)外涂覆热反射涂料生成反射层(11)，反射层(11)具有红外线反射作用、耐紫外线的辐射作用，反射层(11)的封涂膜还有隔热作用；
步骤五：在反射层(11)外喷涂四防漆用于生成隔水、防腐的面漆层(12)。
7.根据权利要求6所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，其特征在于，所述步骤二中，中间共底(4)上泡沫层(8)的密度为80～120Kg/m3，低温贮箱时的圆筒形壳段(1)、上底(2)、下底(3)上泡沫层(8)的密度为30～40Kg/m3。
8.根据权利要求6所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，其特征在于，所述步骤三中，打磨后泡沫层(8)的厚度为19～21mm。
9.根据权利要求6所述的一种火箭低温贮箱共底绝热结构的加工方法，其特征在于，所述步骤五中，面漆层(12)的总膜厚为100～130μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211345468.5A CN115750142A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211345468.5A CN115750142A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115750142A true CN115750142A (zh) | 2023-03-07 |
Family
ID=85354615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211345468.5A Pending CN115750142A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115750142A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003214598A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 極低温液体タンク |
| EP2340205A1 (de) * | 2008-10-04 | 2011-07-06 | MT Aerospace AG | Behälter zum aufnehmen und speichern von flüssigkeiten und viskosen stoffen und verfahren zu dessen herstellung |
| US20140117021A1 (en) * | 2011-07-01 | 2014-05-01 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Cryogenic Fluid Tank and Its Use |
| CN106542123A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 大连理工大学 | 具有蜂窝夹芯壁的运载火箭复合材料贮箱及其加工方法 |
| CN109911247A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | 火箭及其推进剂贮箱 |
| CN113757554A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-07 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种空间低温贮箱多重复合绝热层 |
| CN114183685A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-03-15 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种低温贮箱的承力式绝热支撑结构 |
-
2022
- 2022-10-31 CN CN202211345468.5A patent/CN115750142A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003214598A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 極低温液体タンク |
| EP2340205A1 (de) * | 2008-10-04 | 2011-07-06 | MT Aerospace AG | Behälter zum aufnehmen und speichern von flüssigkeiten und viskosen stoffen und verfahren zu dessen herstellung |
| US20140117021A1 (en) * | 2011-07-01 | 2014-05-01 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Cryogenic Fluid Tank and Its Use |
| CN106542123A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 大连理工大学 | 具有蜂窝夹芯壁的运载火箭复合材料贮箱及其加工方法 |
| CN109911247A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | 火箭及其推进剂贮箱 |
| CN113757554A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-07 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种空间低温贮箱多重复合绝热层 |
| CN114183685A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-03-15 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种低温贮箱的承力式绝热支撑结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101956429B (zh) | 一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统 | |
| CN104712899A (zh) | 一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐 | |
| CN104772962B (zh) | 平流层浮空器蒙皮及其制备方法 | |
| CN214524304U (zh) | 一种用于液化天然气储存的a型舱次屏蔽及其防护装置 | |
| CN112282968B (zh) | 一种推进剂内输送的低温共底贮箱 | |
| CN115750142A (zh) | 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法 | |
| CN108190048B (zh) | 一种微型模块化丁烷推进系统结构及推进方法 | |
| CN113757554A (zh) | 一种空间低温贮箱多重复合绝热层 | |
| CN104772963A (zh) | 平流层浮空器蒙皮及其制备方法 | |
| CN110654098B (zh) | 一种利用静电喷涂法制备复合夹心板材用夹芯层的方法 | |
| CN114183685B (zh) | 一种低温贮箱的承力式绝热支撑结构 | |
| KR101865673B1 (ko) | 비발포성 폴리우레탄 단열 구조재 및 이를 이용한 선박의 저온 단열 화물창 | |
| CN113464770B (zh) | 一种基于格栅式刚度和阻尼增强的航空发动机z型轻质管路及制备方法 | |
| CN108361543A (zh) | 一种新型低温容器结构及其制造方法 | |
| CN204640999U (zh) | 平流层浮空器蒙皮 | |
| CN111749815B (zh) | 一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统 | |
| CN209054252U (zh) | 一种易收纳的隔热布层结构 | |
| WO2021233143A1 (zh) | 利于罐体泄露气体监控、回收的低温绝缘保温系统 | |
| CN113200122A (zh) | Pdcpd复合材料的漂浮体及其制作方法 | |
| CN111532603B (zh) | 利于罐体泄露气体监控、回收的低温绝缘保温系统 | |
| CN114687451A (zh) | 基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构及建造方法 | |
| CN218992619U (zh) | 管道用气凝胶/喷涂聚脲复合隔热防腐涂层、设置有隔热防腐涂层的管道 | |
| CN217000161U (zh) | 基于未来月球基地的月表水平扩展式载人月球建筑结构 | |
| CN114771799B (zh) | 一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱 | |
| CN209196417U (zh) | 一种低温阀门保温盒 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |