CN115944999A - 一种空间站在线柜用可更换过滤装置及其快换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空间站在线柜用可更换过滤装置及其快换方法，空间站在线柜用可更换过滤装置包括过滤组件，过滤组件包括过滤筒、滤芯、过滤网、顶盖和底盖，过滤筒呈两端敞口的圆筒状结构，滤芯适配设置在过滤筒内，过滤网设置在圆筒状结构的一端内侧，过滤网压接在滤芯上，顶盖固定在过滤筒的一端内侧且压接在过滤网上，底盖固定在过滤筒的另一端内侧且压接在滤芯上；顶盖背离过滤网的一侧设有多个快换孔，底盖背离滤芯的一侧中心位置设有第一螺纹段。本发明通过在底盖上设置第一螺纹段，方便多个过滤组件之间的串联设置，也方便过滤组件装配到过滤筒支架的装配通道内；通过在过滤组件的顶盖上设置快换孔，也方便配合快换工具进行快换操作。
Description
技术领域
本发明涉及空间站在线柜技术领域，具体涉及一种空间站在线柜用可更换过滤装置及其快换方法。
背景技术
随着载人航天技术的发展，在外太空建立长期有人居住和工作的环境成为人类航天事业的重心。国际空间站的后勤补给相对任何以往人类的自然探索活动来说都是十分昂贵和不易的，未来在月球和火星上建立基地面临的后勤问题更为严峻，尤其是应对突发事件，由地面保障延误带来的损失将无法估量。因此考虑到航天员的主动性，通过给人员提供一系列的工具和技术支持，增强设施的自主维修和保障的能力是解决后勤补给问题的重要措施。
在线维修装调操作柜(以下简称“在线柜”)是一种空间站应用系统规划的科学和技术实验平台，主要为空间站有效载荷提供一个进行在轨故障诊断、中继级维修和手工或机械操作的工作场所。在线柜可利用载人空间站提供的舱内空间环境条件，以及航天员在轨操作、维护、更换能力，基于外部机、电、热、信息、测控等资源约束，开展在轨的维修装调操作与实验研究。
过滤筒属于在线柜三废处理单元的核心部分，内置的过滤器可以过滤有害气体和废弃颗粒物，在轨作为易耗品使用，需要定期或视情更换。过滤筒需要结合过滤器的形状和大小进行设计，且需要起到保护过滤器、防止颗粒物逸散、在轨更换快捷方便等功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、能够快速更换的空间站在线柜用可更换过滤装置及其快换方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间站在线柜用可更换过滤装置，包括过滤组件，所述过滤组件包括过滤筒、滤芯、过滤网、顶盖和底盖，所述过滤筒呈两端敞口的圆筒状结构，所述滤芯适配设置在所述过滤筒内，所述过滤网设置在所述圆筒状结构的一端内侧，所述过滤网压接在所述滤芯上，所述顶盖固定在所述过滤筒的一端内侧且压接在所述过滤网上，所述底盖固定在所述过滤筒的另一端内侧且压接在所述滤芯上；所述顶盖背离所述过滤网的一侧设有多个快换孔，所述底盖背离所述滤芯的一侧中心位置设有第一螺纹段。
本发明的有益效果是：本发明空间站在线柜用可更换过滤装置，通过将滤芯、过滤网集成在圆筒状结构的过滤筒内，并通过顶盖和底盖进行压紧固定，整体结构紧凑可靠，而且方便在线柜操作箱内的狭小空间的集成耦合设计；通过在底盖上设置第一螺纹段，方便多个过滤组件之间的串联设置，也方便过滤组件装配到过滤筒支架的装配通道内；通过在过滤组件的顶盖上设置快换孔，也方便配合快换工具进行快换操作。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述快换孔为三个，三个快换孔靠近所述顶盖的周侧边缘等间距布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：三个快换孔的设置，使快换工具与过滤组件之间的连接以及快换过程更加稳定可靠。
进一步，所述顶盖包括第一圆环形固定结构和多条第一加强辐筋，所述第一圆环形固定结构通过第一螺钉固定在所述过滤筒的一端侧壁上；多条第一加强辐筋以所述第一圆环形固定结构的中心呈辐射状固定在所述第一圆环形固定结构的内环侧壁上。
采用上述进一步方案的有益效果是：第一加强辐筋的设置，使顶盖处尽可能具有多的过滤面积。而且将第一圆环形固定结构通过第一螺钉固定在过滤筒的内侧壁上，方便将过滤组件插接到过滤筒支架上的装配通道内。
进一步，所述快换孔设置在所述第一加强辐筋上。
进一步，每条所述第一加强辐筋上都设有一个快换孔。
进一步，所述底盖包括第二圆环形固定结构和多条第二加强辐筋，所述第二圆环形固定结构通过第二螺钉固定在所述过滤筒的另一端侧壁上；多条第二加强辐筋以所述第二圆环形固定结构的中心呈辐射状固定在所述第二圆环形固定结构的内环侧壁上。
采用上述进一步方案的有益效果是：同样的，第二加强辐筋的设置，使底盖处尽可能具有多的过滤面积。而且将第二圆环形固定结构通过第二螺钉固定在过滤筒的内侧壁上，方便将过滤组件插接到过滤筒支架上的装配通道内。
进一步，所述过滤组件的顶盖的中心位置设有扩展螺纹孔，所述过滤组件为同轴串联的多个，一个过滤组件的顶盖通过扩展螺纹孔与相邻过滤组件的底盖上的第一螺纹段螺纹连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：方便多个过滤组件之间的同轴串联，能够提高过滤精度和效率。
进一步，还包括堵盖，所述堵盖中心位置设有通孔，所述堵盖的一侧壁中心位置还设有第二螺纹段；所述过滤组件的顶盖的中心位置设有扩展螺纹孔，所述堵盖通过第二螺纹段螺纹连接在所述过滤组件的顶盖上的扩展螺纹孔中，并将过滤筒一端的敞口覆盖住。
采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同的过滤需求，还可以将顶盖封堵住，并将需要过滤的气体直接通过堵盖中心的通孔通入到过滤组件中进行过滤，不需要将需要过滤的气体扩散到操作箱的箱体内，以免对其他设备等造成污染。
进一步，还包括过滤筒支架，所述过滤组件为多个，所述过滤筒支架具有多个装配通道，每个所述装配通道的底部均设有装配螺纹孔，每个装配通道内均插接有所述过滤组件，所述过滤组件通过底盖上的第一螺纹段螺纹连接在对应装配通道底部的装配螺纹孔内。
采用上述进一步方案的有益效果是：过滤筒支架的设置，可以为多个过滤组件提供有效的结构支撑，方便多个过滤组件的安装固定。
一种空间站在线柜用可更换过滤装置的快换方法，采用上述空间站在线柜用可更换过滤装置实现，包括以下步骤：设置与过滤组件的顶盖形状相同的快换板，所述快换板的一侧面设有多个定位柱，使多个所述定位柱与多个所述快换孔一一对应布置；在快换板的另一侧面中心位置安装快换把手；将过滤筒支架装配通道中的过滤组件取出时，将快换板一侧面的多个定位柱一一对应的插接在过滤组件顶盖上的多个快换孔中，并握持快换把手进行转动，将过滤组件底盖上的第一螺纹段从装配通道底部的装配螺纹孔中旋出，完成过滤组件的取出；将新的过滤组件换入过滤筒支架装配通道中时，将新的过滤组件插入对应的装配通道中，并将快换板一侧面的多个定位柱一一对应的插接在新的过滤组件顶盖上的多个快换孔中，并握持快换把手进行转动，将新的过滤组件底盖上的第一螺纹段旋入对应的装配通道底部的装配螺纹孔中即可。
本发明的有益效果是：本发明的快换方法，方便将过滤组件从过滤筒支架上快速取下，也方便将新的过滤组件快速装入过滤筒支架的装配通道内。
附图说明
图1为本发明过滤组件快换状态的立体结构示意图一；
图2为本发明过滤组件快换状态的立体结构示意图二；
图3为本发明过滤组件快换状态的分体结构示意图；
图4为本发明过滤组件快换状态的立体结构示意图三；
图5为本发明两个过滤组件串联的立体结构示意图；
图6为本发明过滤组件与堵盖配合的分体结构示意图；
图7为本发明过滤组件与过滤筒支架的分体结构示意图；
图8为图7中A部的放大结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
900、过滤组件；901、过滤筒；902、滤芯；903、过滤网；904、顶盖；905、底盖；906、第一螺纹段；907、快换孔；908、第一圆环形固定结构；909、第一加强辐筋；910、第二圆环形固定结构；911、第二加强辐筋；912、扩展螺纹孔；913、堵盖；914、过滤筒支架；915、装配通道；916、装配螺纹孔；917、快换板；918、定位柱；919、快换把手；920、第一螺钉；921、第二螺钉；922、压接柱；923、通道过滤网。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1～图4所示，本实施例的一种空间站在线柜用可更换过滤装置，包括过滤组件900，所述过滤组件900包括过滤筒901、滤芯902、过滤网903、顶盖904和底盖905，所述过滤筒901呈两端敞口的圆筒状结构，所述滤芯902适配设置在所述过滤筒901内，所述过滤网903设置在所述圆筒状结构的一端内侧，所述过滤网903压接在所述滤芯902上，所述顶盖904固定在所述过滤筒901的一端内侧且压接在所述过滤网903上，所述底盖905固定在所述过滤筒901的另一端内侧且压接在所述滤芯902上；所述顶盖904背离所述过滤网903的一侧设有多个快换孔907，所述底盖905背离所述滤芯902的一侧中心位置设有第一螺纹段906。
如图3所示，为了使顶盖904与过滤网903之间预留出更多的过滤面积，也使压接更加稳定，可在顶盖904靠近过滤网的一侧面上设置多个压接柱922，利用压接柱922将过滤网903压紧在滤芯902上。压接柱922为多个，可沿所述顶盖904的周向均匀布置，可在顶盖904的中心位置也设置一个压接柱922。
如图1和图3所示，本实施例的一个优选方案为，所述快换孔907为三个，三个快换孔907靠近所述顶盖904的周侧边缘等间距布置。三个快换孔的设置，使快换工具与过滤组件之间的连接以及快换过程更加稳定可靠。
如图1～图4所示，本实施例的所述顶盖904包括第一圆环形固定结构908和多条第一加强辐筋909，所述第一圆环形固定结构908通过第一螺钉920固定在所述过滤筒901的一端侧壁上；多条第一加强辐筋909以所述第一圆环形固定结构908的中心呈辐射状固定在所述第一圆环形固定结构908的内环侧壁上。第一加强辐筋的设置，使顶盖处尽可能具有多的过滤面积。而且将第一圆环形固定结构通过第一螺钉固定在过滤筒的内侧壁上，方便将过滤组件插接到过滤筒支架上的装配通道内。
如图3所示，本实施例的所述快换孔907设置在所述第一加强辐筋909上。每条所述第一加强辐筋909上都设有一个快换孔907。
进一步优选的，如图3所示，本实施例的第一加强辐筋909为三条，每条第一加强辐筋909靠近边缘的位置上设有一个快换孔907。
如图2所示，本实施例的所述底盖905包括第二圆环形固定结构910和多条第二加强辐筋911，所述第二圆环形固定结构910通过第二螺钉921固定在所述过滤筒901的另一端侧壁上；多条第二加强辐筋911以所述第二圆环形固定结构910的中心呈辐射状固定在所述第二圆环形固定结构910的内环侧壁上。同样的，第二加强辐筋的设置，使底盖处尽可能具有多的过滤面积。而且将第二圆环形固定结构通过第二螺钉固定在过滤筒的内侧壁上，方便将过滤组件插接到过滤筒支架上的装配通道内。
如图5～图8所示，本实施例的空间站在线柜用可更换过滤装置可根据不同的需求，设置不同的装配方式。
装配方式一，如图3和图5所示，本实施例的所述过滤组件900的顶盖904的中心位置设有扩展螺纹孔912，所述过滤组件900为同轴串联的多个，一个过滤组件900的顶盖904通过扩展螺纹孔912与相邻过滤组件900的底盖905上的第一螺纹段906螺纹连接。方便多个过滤组件之间的同轴串联，能够提高过滤精度和效率。
装配方式二，如图3和图6所示，本实施例的空间站在线柜用可更换过滤装置还包括堵盖913，所述堵盖913中心位置设有通孔，所述堵盖913的一侧壁中心位置还设有第二螺纹段；所述过滤组件900的顶盖904的中心位置设有扩展螺纹孔912，所述堵盖913通过第二螺纹段螺纹连接在所述过滤组件900的顶盖904上的扩展螺纹孔912中，并将过滤筒901一端的敞口覆盖住。针对不同的过滤需求，还可以将顶盖封堵住，并将需要过滤的气体直接通过堵盖中心的通孔通入到过滤组件中进行过滤，不需要将需要过滤的气体扩散到操作箱的箱体内，以免对其他设备等造成污染。
装配方式三，如图2、图7和图8所示，本实施例的空间站在线柜用可更换过滤装置还包括过滤筒支架914，所述过滤组件900为多个，所述过滤筒支架914具有多个装配通道915，每个所述装配通道915的底部均设有装配螺纹孔916，每个装配通道内均插接有所述过滤组件900，所述过滤组件900通过底盖905上的第一螺纹段906螺纹连接在对应装配通道底部的装配螺纹孔916内。过滤筒支架的设置，可以为多个过滤组件提供有效的结构支撑，方便多个过滤组件的安装固定。
装配方式三中，所述过滤筒支架914的每个装配通道915的底部均设有通道过滤网923，所述通道过滤网923的中心位置设有装配螺纹孔916，可将过滤组件900的底盖905上的第一螺纹段906螺纹连接在所述装配螺纹孔916中。
本实施例的空间站在线柜用可更换过滤装置，通过将滤芯、过滤网集成在圆筒状结构的过滤筒内，并通过顶盖和底盖进行压紧固定，整体结构紧凑可靠，而且方便在线柜操作箱内的狭小空间的集成耦合设计；通过在底盖上设置第一螺纹段，方便多个过滤组件之间的串联设置，也方便过滤组件装配到过滤筒支架的装配通道内；通过在过滤组件的顶盖上设置快换孔，也方便配合快换工具进行快换操作。
本实施例还提供了一种空间站在线柜用可更换过滤装置的快换方法，采用上述空间站在线柜用可更换过滤装置实现，包括以下步骤：设置与过滤组件900的顶盖904形状相同的快换板917，所述快换板917的一侧面设有多个定位柱918，使多个所述定位柱918与多个所述快换孔907一一对应布置；在快换板917的另一侧面中心位置安装快换把手919；将过滤筒支架914装配通道中的过滤组件900取出时，将快换板917一侧面的多个定位柱918一一对应的插接在过滤组件900顶盖904上的多个快换孔907中，并握持快换把手919进行转动，将过滤组件900底盖905上的第一螺纹段906从装配通道底部的装配螺纹孔916中旋出，完成过滤组件900的取出；将新的过滤组件900换入过滤筒支架914装配通道中时，将新的过滤组件900插入对应的装配通道中，并将快换板917一侧面的多个定位柱918一一对应的插接在新的过滤组件900顶盖904上的多个快换孔907中，并握持快换把手919进行转动，将新的过滤组件900底盖905上的第一螺纹段906旋入对应的装配通道底部的装配螺纹孔916中即可。
具体的，本实施例的快换板917可采用多种结构形式，例如，可采用图1～图3中，与顶盖904形状结构相同的快换板917，然后采用T型结构的快换把手919，使快换把手919固定在所述快换板917的中心位置。也可采用图4中圆形的快换板917，然后在圆形的快换板917的周侧直径方向设置两个耳板，然后快换把手919采用U型把手，并把U型把手的两端分别固定在两个耳板上。
本实施例的快换方法，方便将过滤组件从过滤筒支架上快速取下，也方便将新的过滤组件快速装入过滤筒支架的装配通道内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，包括过滤组件，所述过滤组件包括过滤筒、滤芯、过滤网、顶盖和底盖，所述过滤筒呈两端敞口的圆筒状结构，所述滤芯适配设置在所述过滤筒内，所述过滤网设置在所述圆筒状结构的一端内侧，所述过滤网压接在所述滤芯上，所述顶盖固定在所述过滤筒的一端内侧且压接在所述过滤网上，所述底盖固定在所述过滤筒的另一端内侧且压接在所述滤芯上；所述顶盖背离所述过滤网的一侧设有多个快换孔，所述底盖背离所述滤芯的一侧中心位置设有第一螺纹段。
2.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，所述快换孔为三个，三个快换孔靠近所述顶盖的周侧边缘等间距布置。
3.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，所述顶盖包括第一圆环形固定结构和多条第一加强辐筋，所述第一圆环形固定结构通过第一螺钉固定在所述过滤筒的一端侧壁上；多条第一加强辐筋以所述第一圆环形固定结构的中心呈辐射状固定在所述第一圆环形固定结构的内环侧壁上。
4.根据权利要求3所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，所述快换孔设置在所述第一加强辐筋上。
5.根据权利要求3所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，每条所述第一加强辐筋上都设有一个快换孔。
6.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，所述底盖包括第二圆环形固定结构和多条第二加强辐筋，所述第二圆环形固定结构通过第二螺钉固定在所述过滤筒的另一端侧壁上；多条第二加强辐筋以所述第二圆环形固定结构的中心呈辐射状固定在所述第二圆环形固定结构的内环侧壁上。
7.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，所述过滤组件的顶盖的中心位置设有扩展螺纹孔，所述过滤组件为同轴串联的多个，一个过滤组件的顶盖通过扩展螺纹孔与相邻过滤组件的底盖上的第一螺纹段螺纹连接。
8.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，还包括堵盖，所述堵盖中心位置设有通孔，所述堵盖的一侧壁中心位置还设有第二螺纹段；所述过滤组件的顶盖的中心位置设有扩展螺纹孔，所述堵盖通过第二螺纹段螺纹连接在所述过滤组件的顶盖上的扩展螺纹孔中，并将过滤筒一端的敞口覆盖住。
9.根据权利要求1所述一种空间站在线柜用可更换过滤装置，其特征在于，还包括过滤筒支架，所述过滤组件为多个，所述过滤筒支架具有多个装配通道，每个所述装配通道的底部均设有装配螺纹孔，每个装配通道内均插接有所述过滤组件，所述过滤组件通过底盖上的第一螺纹段螺纹连接在对应装配通道底部的装配螺纹孔内。
10.一种空间站在线柜用可更换过滤装置的快换方法，其特征在于，采用权利要求9所述空间站在线柜用可更换过滤装置实现，包括以下步骤：设置与过滤组件的顶盖形状相同的快换板，所述快换板的一侧面设有多个定位柱，使多个所述定位柱与多个所述快换孔一一对应布置；在快换板的另一侧面中心位置安装快换把手；将过滤筒支架装配通道中的过滤组件取出时，将快换板一侧面的多个定位柱一一对应的插接在过滤组件顶盖上的多个快换孔中，并握持快换把手进行转动，将过滤组件底盖上的第一螺纹段从装配通道底部的装配螺纹孔中旋出，完成过滤组件的取出；将新的过滤组件换入过滤筒支架装配通道中时，将新的过滤组件插入对应的装配通道中，并将快换板一侧面的多个定位柱一一对应的插接在新的过滤组件顶盖上的多个快换孔中，并握持快换把手进行转动，将新的过滤组件底盖上的第一螺纹段旋入对应的装配通道底部的装配螺纹孔中即可。
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