CN211343157U - 一种推进剂储箱组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种推进剂储箱组件，包含用于存储液体燃料的储箱外壳，沿所述储箱外壳轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件和用于发送所述传感器组件的液位测量信号的第一穿墙插座；所述第一穿墙插座设置在所述储箱外壳的上部，且一端与位于所述储箱外壳外部的电器件连接，另一端通过电缆连接位于所述储箱外壳内部的所述传感器组件；所述传感器组件包含并排放置的第一传感器和第二传感器，沿所述轴向方向所述第一传感器的长度小于所述第二传感器长度，与现有技术相比，该系统设计合理，安全可靠。

Description

一种推进剂储箱组件

技术领域

本实用新型涉及火箭结构领域，特别涉及一种推进剂储箱组件。

背景技术

随着航天产业的快速发展，火箭领域所涉及的各项技术也实现了突飞猛进。在液体火箭启动飞行过程中，需要消耗大量液体燃料，液体燃料一般储存在推进剂储箱内。为了准确了解液体燃料在储箱中的存储量，通常需要在推进剂储箱内设置传感器。

目前，推进剂储箱需要安装点式加注液位传感器，传统的点式加注液位传感器均采用五点式传感器来控制加注推进剂的速度。具体而言，五点式传感器即包括测量五个液位点，且每到一个液位点配套的液位变换器将发出一个开关信号，地面加注系统据此来调整加注推进剂的速度。采用五点式加注液位传感器来控制加注推进剂的速度时，由于液位传感器长度过长，且重量大，一方面增加了推进剂储箱的重量，另一方面，由于传感器需要测量五个液位点，与其连接的变换器因信号点过多而导致体积大、元器件数量多且质量重。

因此，怎样提供一种设计合理，方便测量的推进剂储箱组件，是目前所要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种推进剂储箱组件，该组件设计合理，方便测量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种推进剂储箱组件，包含用于存储液体燃料的储箱外壳，沿所述储箱外壳轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件和用于发送所述传感器组件的液位测量信号的第一穿墙插座；所述第一穿墙插座设置在所述储箱外壳的上部，且一端与位于所述储箱外壳外部的电器件连接，另一端通过电缆连接位于所述储箱外壳内部的所述传感器组件；所述传感器组件包含并排放置的第一传感器和第二传感器，沿所述轴向方向所述第一传感器的长度小于所述第二传感器长度。

进一步的，将所述第一传感器位于靠近所述储箱外壳内侧，所述第二传感器位于所述储箱外壳内侧径向的中部，且所述第一传感器和所述第二传感器靠近所述第一穿墙插座端的端面位于同一水平面。

进一步的，所述电缆包含第一电缆线和第二电缆线，所述第一传感器与所述第二传感器通过分别通过所述第一电缆线和所述第二电缆线与所述第一穿墙插座连接。

进一步的，沿所述轴向方向所述第一传感器设有三个测量点，所述第二传感器为连续液位传感器，且第一传感器每个测量点连接两个接线点与所述第一穿墙插座的高频接入口连接，第二传感器上的两个接线点和所述第一穿墙插座通过所述高频接入口连接。

进一步的，所述第一传感器的长度为A,且满足260mm≤A≤330mm。

进一步的，所述第一传感器和所述第二传感器上分别套设第一卡箍和第二卡箍，且所述第一卡箍和所述第二卡箍一端均与所述储箱外壳内壁连接，所述第一卡箍和所述第二卡箍均位于靠近所述第一穿墙插座一侧。

进一步的，所述第一传感器和所述第二传感器上还分别设有用于固定所述第一传感器的第一张线和固定所述第二传感器的第二张线，所述第一张线位于所述第一传感器远离所述第一卡箍一端，所述第二张线位于所述第二传感器远离所述第二卡箍的一端，所述第一张线和所述第二张线分别缠绕在所述第一传感器和所述第二传感器上，且所述第一张线和所述第二张线的两端接头均与所述储箱外壳内壁连接。

进一步的，所述第一张线在所述第一传感器的缠绕方式与所述第二张线在所述第二传感器的缠绕方式相同，且二者长度相等。

进一步的，所述储箱外壳内侧底部均匀排布用于检测液体燃料余量的第三传感器，当所剩燃料至信号点时，启动发动机关机信号，且所述第三传感器通过第三电缆线与第二穿墙插座连接，所述第二穿墙插座位于所述储箱外壳下部，且远离所述第一穿墙插座的一侧。

进一步的，所述储箱外壳内侧底部均匀分为第一象限区，第二象限区，第三象限区和第四象限区，所述第一象限区，所述第二象限区，所述第三象限区和所述第四象限区均设有第三传感器，所有的第三传感器采用双点双线输出，通过所述第三电缆线与所述第二穿墙插座连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种推进剂储箱组件由用于存储液体燃料的储箱外壳，沿所述储箱外壳轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件和用于发送所述传感器组件的液位测量信号的第一穿墙插座组成；所述第一穿墙插座设置在所述储箱外壳的上部，且一端与位于所述储箱外壳外部的电器件连接，另一端通过电缆连接位于所述储箱外壳内部的所述传感器组件。此外，由于所述传感器组件包含并排放置的第一传感器和第二传感器，沿所述轴向方向所述第一传感器的长度小于所述第二传感器长度，将五点式中测量的五个液位点分为两个部分，可以在第一传感器上对上部连续相连的三个液位点进行测量，其余两个液位点设置在第二传感器进行测量(不影响第二传感器原有功能)。由于第一传感器测量点位减少，使得其长度缩短，进而其重量降低，同时与第一传感器连接的变换器只需要处理三个信号点，进而变换器使得体积和重量以及元器件数量减少，该结构设计合理，方便测量，同时减少火箭重量，增加运载力。

附图说明

图1为本实用新型推进剂储箱组件的结构示意图；

图2为推进剂储箱中五点式液位传感器的结构示意图；

图3为本实用新型第一张线缠绕第一传感器的结构示意图；

图4为本实用新型第一卡箍的俯视图；

图5为本实用新型第一张线的结构示意图；

图6为本实用新型高频接入口和低频接入口的结构示意图；

图7为本实用新型第一象限区，第二象限区，第三象限区和第四象限区的结构示意图；

图8为本实用新型第一信号和第二信号传送的结构示意图；

图9为本实用新型底座的结构示意图。

附图标记说明：

1储箱外壳 2传感器组件

21第一传感器 211第一卡箍

212第一张线 22第二传感器

221第二卡箍 222第二张线

3第一穿墙插座 31高频接入口

32低频接入口 4电缆

41第一电缆线 42第二电缆线

5第三传感器 6第三电缆线

7第二穿墙插座 8第一信号

9第二信号 10底座

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。

本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

本实用新型的实施例提供了一种推进剂储箱组件，如图1和图2所示，包含用于存储液体燃料的储箱外壳1，沿储箱外壳1轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件2和用于发送传感器组2件的液位测量信号的第一穿墙插座3。第一穿墙插座3设置在储箱外壳1的上部，且一端与位于储箱外壳1外部的电器件连接，另一端通过电缆4连接位于储箱外壳1内部的传感器组件2。传感器组件2包含并排放置的第一传感器21和第二传感器22，沿轴向方向第一传感器21的长度小于第二传感器22长度。

具体的说，该种推进剂储箱组件由用于存储液体燃料的储箱外壳1，沿储箱外壳1轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件2和用于发送传感器组2件的液位测量信号的第一穿墙插座3组成。第一穿墙插座3设置在储箱外壳1的上部，且一端与位于储箱外壳1外部的电器件连接，另一端通过电缆4连接位于储箱外壳1内部的传感器组件2。传感器组件2包含并排放置的第一传感器21和第二传感器22，沿轴向方向第一传感器21的长度小于第二传感器22长度，也即将五点式中测量的五个液位点分为两个部分，可以在第一传感器21上对上部连续相连的三个液位点进行测量，其余两个液位点设置在第二传感器22进行测量(不影响第二传感器原有功能)。本实施例的推进剂储箱组件，由于第一传感器21测量点位减少，使得其长度缩短，进而其重量降低，同时与第一传感器21连接的变换器只需要处理三个信号点，进而变换器使得体积和重量以及元器件数量减少，该结构设计合理，方便测量，同时减少火箭重量，增加运载力。

需要说明的是，为了方便的测量液体燃料用量，将第一传感器21设置在靠近储箱外壳1内侧，第二传感器22设置在储箱外壳1内侧径向的中部。为了更加准确测量储箱外壳内的液体燃料用量，例如，可以第一传感器21和第二传感器22靠近第一穿墙插座3端的端面位于同一水平面。

在本实施方式中，为了避免信号干扰，例如，将电缆4由第一电缆线41和第二电缆线42组成，第一传感器21与第二传感器22通过分别通过第一电缆线41和第二电缆线42与第一穿墙插座3连接。由于第一电缆线41和第二电缆线42分别单独连接第一传感器21与第二传感器22，避免第一传感器21与第二传感器22之间的信号干扰，提高测量的准确性。

进一步说明的是，如图1和图6所示，为了更加准确测量储箱外壳1内液体燃料，例如，沿轴向方向第一传感器21设有三个测量点，且第一传感器每个测量点连接两个接线点与第一穿墙插座3的高频接入口31连接。第二传感器22为连续液位传感器，第二传感器22上的两个接线点和第一穿墙插座通过高频接入口31连接一方面，第一传感器21上的测量点减少，进而使得整个第一传感器21的长度减小，减轻了第一传感器21的重量；另一方面，传感器测量点的减少，也减少了高频接入口31连接点，简化了与第一穿墙插座3的连接，减轻因连接点过多而造成信号干扰，便于传感器组件2，电缆4和第一穿墙插座3之间的信号传输。需要提及的是，第一穿墙插座上设有用于连接液位传感器的高频入口31和用于连接温度传感器的低频入口32。

需要说明的是，在本实施方式中，经过仿真测量，当第一传感器21的长度为A,且满足260mm≤A≤330mm时，第一传感器21传输的信号更加准确。

在本实施方式中，如图1和图4所示，为了避免第一传感器21和第二传感器22产生晃动，例如，第一传感器21和第二传感器22上分别套设第一卡箍211和第二卡箍221，且第一卡箍211和第二卡箍221一端均与储箱外壳1内壁连接。第一卡箍211和第二卡箍221均位于传感器靠近第一穿墙插座3一侧，且卡箍环绕传感器的外周设置。第一卡箍211和第二卡箍221使得固定第一传感器21和第二传感器22被固定更加牢固，以防在火箭飞行过程中，出现传感器随着储箱晃动。

进一步延伸的是，如图1，图3，图4和图5所示，为了保证测量的准确性，将第一传感器21和第二传感器22固定更加牢固。例如，在第一传感器21和第二传感器22上还分别设有用于固定第一传感器21的第一张线212和固定第二传感器22的第二张线222，第一张线212位于第一传感器21远离第一卡箍211一端，第二张线222位于第二传感器22远离第二卡箍221的一端。具体的说，第一传感器21两端分别通过第一卡箍211和第一张线212使得一传感器21被固定牢固，避免其晃动，同理，第二传感器22两端分别通过第二卡箍221和第二张线222，使得第二传感器22被固定牢固。

此外，第一张线212与第二张线222分别将第一传感器21和第二传感器22进行环抱式固定，例如，第一张线212与第二张线222分别缠绕在第一传感器21和第二传感器22上，且第一张线212与第二张线222的两端接头均与储箱外壳1内壁连接。此外，为了使得第一张线212和第二张线222与第一张线212与第二张线222固定更加牢固，例如，第一张线212和第二张线222一端与第一传感器21和第二传感器22采用焊接固定连接，且第一张线212和第二张线222另一端与储箱外壳1内壁同样采取焊接固定方式进行连接，此外，本实施方式中，第一张线212为三根，例如，为了保证第一传感器21被固定牢固，每个第一张线212之间的夹角为120°。

需要提及的是，如图1，图3和图5所示，为了便于第一张线，保证每条张线的受力均匀，例如，第一张线212在第一传感器21的缠绕方式与第二张线222在第二传感器22的缠绕方式相同，且两者长度相等。

在本实施方式中，如图1和图9所示，为了及时测量储箱外壳1内侧底部液体燃料余量，当所剩燃料至信号点时，启动发动机关机信号。例如，可以在储箱外壳1内侧底部均匀排布用于检测液体燃料余量的第三传感器5。第三传感器5通过第三电缆线6与第二穿墙插座7连接，第二穿墙插座7位于储箱外壳1下部，且远离第一穿墙插座3的一侧。同理，为了方便固定第三传感器5，在第三传感器5上也可以设置第三卡箍(未画出)和第三张线(未画出)，可以理解，第三卡箍相当于第一卡箍211的作用，第三张线相当于第一张212的作用。在实际应用时，例如，第三传感器5通过四个M4螺钉固定在位于贮箱底部的底座10上，值得注意的是，固定用的螺钉需要采用能适应低温环境的螺钉，且强度满足低温环境要求。

如图1，图7和图8所示，为了准确测量储箱外壳1内侧底部液体燃料余量，例如，将储箱外壳1内侧底部均匀分为第一象限区，第二象限区，第三象限区和第四象限区。第一象限区，第二象限区，第三象限区和第四象限区均设有第三传感器5。需要注意的是，第三传感器5采用双点双线输出，通过第三电缆线6与第二穿墙插座7连接。为了保证耗尽关机传感器的可靠性，在电器件中将第一象限区的第三传感器5输出信号与第二象限区的第三传感器5输出信号并联为第一信号8，将第三象限区的第三传感器5输出信号与第四象限区的第三传感器5输出信号并联为第二信号9，将第一信号8与第二信号9串联输出最终的关机信号给控制系统。

值得一提的是，例如，电器件可以是变换器，用于将传感器组件传出的信号经过变换器进行转变。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种推进剂储箱组件，其特征在于：包含用于存储液体燃料的储箱外壳，沿所述储箱外壳轴向方向设置的至少一组用于测量液位的传感器组件和用于发送所述传感器组件的液位测量信号的第一穿墙插座；所述第一穿墙插座设置在所述储箱外壳的上部，且一端与位于所述储箱外壳外部的电器件连接，另一端通过电缆连接位于所述储箱外壳内部的所述传感器组件；所述传感器组件包含并排放置的第一传感器和第二传感器，沿所述轴向方向所述第一传感器的长度小于所述第二传感器长度。

2.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：将所述第一传感器位于靠近所述储箱外壳内侧，所述第二传感器位于所述储箱外壳内侧径向的中部，且所述第一传感器和所述第二传感器靠近所述第一穿墙插座端的端面位于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述电缆包含第一电缆线和第二电缆线，所述第一传感器与所述第二传感器通过分别通过所述第一电缆线和所述第二电缆线与所述第一穿墙插座连接。

4.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：沿所述轴向方向所述第一传感器设有三个测量点，所述第二传感器为连续液位传感器，且第一传感器每个测量点连接两个接线点与所述第一穿墙插座的高频接入口连接，第二传感器上的两个接线点和所述第一穿墙插座通过所述高频接入口连接。

5.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述第一传感器的长度为A,且满足260mm≤A≤330mm。

6.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述第一传感器和所述第二传感器上分别套设第一卡箍和第二卡箍，且所述第一卡箍和所述第二卡箍一端均与所述储箱外壳内壁连接，所述第一卡箍和所述第二卡箍均位于靠近所述第一穿墙插座一侧。

7.根据权利要求6所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述第一传感器和所述第二传感器上还分别设有用于固定所述第一传感器的第一张线和固定所述第二传感器的第二张线，所述第一张线位于所述第一传感器远离所述第一卡箍一端，所述第二张线位于所述第二传感器远离所述第二卡箍的一端，所述第一张线和所述第二张线分别缠绕在所述第一传感器和所述第二传感器上，且所述第一张线和所述第二张线的两端接头均与所述储箱外壳内壁连接。

8.根据权利要求7所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述第一张线在所述第一传感器的缠绕方式与所述第二张线在所述第二传感器的缠绕方式相同。

9.根据权利要求1所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述储箱外壳内侧底部均匀排布用于检测液体燃料余量的第三传感器，当所剩燃料至信号点时，启动发动机关机信号，且所述第三传感器通过第三电缆线与第二穿墙插座连接，所述第二穿墙插座位于所述储箱外壳下部，且远离所述第一穿墙插座的一侧。

10.根据权利要求9所述的推进剂储箱组件，其特征在于：所述储箱外壳内侧底部均匀分为第一象限区，第二象限区，第三象限区和第四象限区，所述第一象限区，所述第二象限区，所述第三象限区和所述第四象限区均设有第三传感器，所有的第三传感器采用双点双线输出，通过所述第三电缆线与所述第二穿墙插座连接。

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