CN216783900U - 一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于航天器动力系统技术领域，公开了一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，包括壳体、形成于壳体内的气腔和液腔，所述气腔和液腔相互连通；所述液腔内滑动密封连接有活塞组件，所述液腔和气腔之间设有用于与活塞组件限位配合的限位结构；所述壳体的一端设有与气腔连通的气腔加注泄出口，所述壳体的另一端设有与液腔连通的液腔加注泄出口，所述活塞组件包括活塞座、挤压件和缓冲连接组件。本实用新型通过缓冲连接组件连接有挤压件，由挤压件与推进剂接触，而挤压件在气腔高压气体的推动下与液腔端壁接触时能够进行有效缓冲，从而降低在接触时的冲击力，达到延长使用寿命和维修周期的目的。

Description

一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱

技术领域

本实用新型属于航天器动力系统技术领域，具体涉及一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱。

背景技术

推进剂贮箱是航天器动力系统中对推进剂进行管理控制的装置，具备为发动机提供不夹杂气体且连续流动的推进剂供应的功能，按照推进剂管理控制方式，推进剂贮箱可分为胶囊式贮箱、隔膜式贮箱、活塞式贮箱、表面张力贮箱等，其中，活塞式贮箱因为其排空效率高、使用寿命长等特点，在航天器动力系统中被广泛应用。

在现有的推进剂贮箱如中国实用新型专利中专利号为CN202021372111.2所公开的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，该专利利用气腔与液腔不同的直径对活塞进行限位，取消了传动活塞的活塞杆结构，降低了零件的加工难度及生产成本，减轻贮箱的整体重量，还减少了贮箱上的开孔数量，增加贮箱的密封性能。

该专利由于要向气腔内充填高压气体，并通过高压气体推动活塞运动以将推进剂从液腔加注泄出口输出，而其采用的活塞为U形结构且其结构较薄，在液腔中推进剂将完全推出时，活塞容易与液腔的端壁产生较大的冲击，而且其推进的气压也较大，在使用较长时间后，活塞甚至壳体的损坏率大大提高，使用寿命缩短。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的活塞与液腔端壁之间不能够进行缓冲的问题，本实用新型目的在于提供一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，包括壳体、形成于壳体内的气腔和液腔，所述气腔和液腔相互连通；所述液腔内滑动密封连接有活塞组件，所述液腔和气腔之间设有用于与活塞组件限位配合的限位结构；所述壳体的一端设有与气腔连通的气腔加注泄出口，所述壳体的另一端设有与液腔连通的液腔加注泄出口，所述活塞组件包括活塞座、挤压件和缓冲连接组件；

其中，所述活塞座靠近液腔加注泄出口的一侧通过缓冲连接组件连接挤压件；所述挤压件和活塞座分别与液腔的腔壁滑动密封连接；所述挤压件靠近的外侧端面形状与液腔内侧端面形状相匹配。

在优选的技术方案中，所述缓冲连接组件包括导向轴、缓冲弹簧和限位头；

其中，所述活塞座内开设有活动腔，所述活动腔靠近挤压件的一侧开设有贯通的导向孔；所述挤压件靠近活塞座的一侧固定有与导向孔对应的所述导向轴，所述导向轴远离挤压件的一端穿过导向孔且伸入活动腔内，所述导向轴位于活动腔内的一端固定有所述限位头；所述缓冲弹簧套设在导向轴的外侧。

在优选的技术方案中，所述活动腔靠近导向孔的一侧固定有滑动连接套，所述滑动连接套位于所述导向轴的外侧且与导向轴滑动配合。

在优选的技术方案中，所述挤压件和活塞座的相对一侧分别对应所述缓冲弹簧的两端开设有安装槽，所述缓冲弹簧的两端分别连接在对应侧的安装槽内。

在优选的技术方案中，所述挤压件靠近活塞座的一侧开设有嵌合槽，所述活塞座靠近挤压件的一侧设有嵌合凸部，所述嵌合凸部与所述嵌合槽滑动配合。

在优选的技术方案中，所述活塞座远离挤压件的一侧开设有凹槽，所述凹槽的槽底面为平面结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的活塞座通过缓冲连接组件连接有挤压件，由挤压件与推进剂接触，而挤压件在气腔高压气体的推动下与液腔端壁接触时能够进行有效缓冲，从而降低在接触时的冲击力，达到延长使用寿命和维修周期的目的。

而且，活塞组件通过活塞座和挤压件组成，这样可使得活塞组件的抗压性能大大提高，并且油塞座和挤压件与液腔腔壁之间也具有良好的密封性，使得活塞组件在液腔中的运动也更加稳定。

此外，通过缓冲连接组件以及凹凸式的连接结构能够使得挤压件与活塞座之间具有良好的缓冲性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的活塞组件的结构示意图；

图3是图2的局部放大示意图，该图示出了缓冲连接组件的结构。

图中：1-壳体；2-气腔；3-液腔；4-液腔加注泄出口；5-气腔加注泄出口；6-活塞组件；61-活塞座；62-挤压件；63-嵌合槽；64-缓冲连接组件；641-导向轴；642-缓冲弹簧；643-限位头；644-活动腔；645-滑动连接套；65-嵌合凸部；66-凹槽；7-限位结构。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

结合图1-3所示，一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，包括壳体1、形成于壳体1内的气腔2和液腔3，所述气腔2和液腔3相互连通；所述液腔3内滑动密封连接有活塞组件6，所述液腔3和气腔2之间设有用于与活塞组件6限位配合的限位结构7；所述壳体1的一端设有与气腔2连通的气腔加注泄出口5，所述壳体1的另一端设有与液腔3连通的液腔加注泄出口4；壳体1包括圆柱形的气腔壳体和液腔壳体，气腔壳体内形成有气腔2，液腔壳体内形成有液腔3，气腔壳体的右端设有气腔开口，液腔壳体的左端设有液腔开口，气腔壳体的开口端与液腔壳体的开口端密封连接形成推进剂贮箱的壳体1，气腔2的直径小于液腔3的直径，在气腔开口和液腔开口接触的位置处形成一圈台阶，该台阶构成限位结构7，在液腔3内滑动密封连接活塞组件6，活塞组件6的外周的直径与液腔壳体的内径相同，且在活塞组件6与液腔壳体之间设有密封圈，在气腔壳体上设有气腔加注泄出口5，在液腔壳体上设有液腔加注泄出口4。

其中，活塞组件6包括活塞座61、挤压件62和缓冲连接组件64；所述活塞座61靠近液腔加注泄出口4的一侧通过缓冲连接组件64连接挤压件62；所述挤压件62和活塞座61分别与液腔3的腔壁滑动密封连接；所述挤压件62靠近的外侧端面形状与液腔3内侧端面形状相匹配。活塞座61和挤压件62同轴的滑动密封连接在液压腔内，并且在活塞座61和挤压件62之间通过缓冲连接组件64连接。挤压件62和活塞座61与液腔3腔壁之间的滑动密封连接结构相同，均是采用在环形槽内设置挡圈和密封圈的密封结构。

活塞座61通过缓冲连接组件64连接有挤压件62，由挤压件62与推进剂接触，而挤压件62在气腔2高压气体的推动下与液腔3端壁接触时能够进行有效缓冲，从而降低在接触时的冲击力，达到延长使用寿命和维修周期的目的。而且，活塞组件6通过活塞座61和挤压件62组成，这样可使得活塞组件6的抗压性能大大提高，并且油塞座和挤压件62与液腔3腔壁之间也具有良好的密封性，使得活塞组件6在液腔3中的运动也更加稳定。

如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，所述缓冲连接组件64包括导向轴641、缓冲弹簧642和限位头643；其中，所述活塞座61内开设有活动腔644，所述活动腔644靠近挤压件62的一侧开设有贯通的导向孔；所述挤压件62靠近活塞座61的一侧固定有与导向孔对应的所述导向轴641，所述导向轴641远离挤压件62的一端穿过导向孔且伸入活动腔644内，所述导向轴641位于活动腔644内的一端固定有所述限位头643；所述缓冲弹簧套设在导向轴641的外侧。导向轴641与导向孔相配合可起到对挤压件62进行轴向移动时的导向作用，使其移动更换稳定。导向轴641端部的限位头643可限制导向杆继续移动，进而将挤压件62与活塞座61之间的缓冲间距限定在一定范围内，实现有效的缓冲。而活动腔644能够为导向轴641的移动提供活动空间，并与限位头643的配合下实现限位。缓冲弹簧642为压缩弹簧，在收到冲击时挤压件62通过该缓冲弹簧降低所受的冲击力度，从而达到缓冲的目的。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，所述活动腔644靠近导向孔的一侧固定有滑动连接套645，所述滑动连接套位于所述导向轴641的外侧且与导向轴641滑动配合。滑动连接套645可固定在导向孔内，也可以如图3所示的固定在活动腔644中。通过滑动连接套645的设置可使得导向轴641的移动更加稳定，进而提高挤压件62的移动稳定性。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，所述挤压件62和活塞座61的相对一侧分别对应所述缓冲弹簧的两端开设有安装槽，所述缓冲弹簧的两端分别连接在对应侧的安装槽内。通过设置的安装槽，既能够便于安装缓冲弹簧，也能够避免挤压件62与活塞座61在受到较大冲击力时直接压迫缓冲弹簧而使其容易损坏的问题，起到一定的防护效果。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，所述挤压件62靠近活塞座61的一侧开设有嵌合槽63，所述活塞座61靠近挤压件62的一侧设有嵌合凸部65，所述嵌合凸部65与所述嵌合槽63滑动配合。该嵌合槽63能够与活塞座61的嵌合凸部65相互配合，可起到导向和提高相对移动的稳定性的作用。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，所述活塞座61远离挤压件62的一侧开设有凹槽66，所述凹槽66的槽底面为平面结构。具有平面结构槽底部的活塞座61相对与于现有的弧形活塞结构能够具有较小的接触面积，从而在相同气压的情况下具有更大的推动力，使得对推进剂的推动更加有力。

本实用新型的工作原理：

在推进剂加注之前，先将液腔加注泄出口4敞开，通过气腔加注泄出口5给气腔2通入一定压力的气体，使活塞组件6运动至液腔3的最右端位置处，保证液腔3内的空气被排出，然后将气腔加注泄出口5敞开，从液腔加注泄出口4向液腔3内加注推进剂，在加注过程中活塞组件向左运动，由于限位结构7的限位作用，当活塞组件6在液腔3内滑动至最左端时，便被限位结构7挡住，实现活塞组件6的限位，此时，关闭液腔加注泄出口4，随后向气腔2内充填高压气体，当发动机工作时，高压气体用于推动活塞组件6运动，将推进剂从液腔加注泄出口4输出。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，包括壳体(1)、形成于壳体(1)内的气腔(2)和液腔(3)，所述气腔(2)和液腔(3)相互连通；所述液腔(3)内滑动密封连接有活塞组件(6)，所述液腔(3)和气腔(2)之间设有用于与活塞组件(6)限位配合的限位结构(7)；所述壳体(1)的一端设有与气腔(2)连通的气腔加注泄出口(5)，所述壳体(1)的另一端设有与液腔(3)连通的液腔加注泄出口(4)，其特征在于：所述活塞组件(6)包括活塞座(61)、挤压件(62)和缓冲连接组件(64)；

其中，所述活塞座(61)靠近液腔加注泄出口(4)的一侧通过缓冲连接组件(64)连接挤压件(62)；所述挤压件(62)和活塞座(61)分别与液腔(3)的腔壁滑动密封连接；所述挤压件(62)靠近的外侧端面形状与液腔(3)内侧端面形状相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，其特征在于：所述缓冲连接组件(64)包括导向轴(641)、缓冲弹簧(642)和限位头(643)；

其中，所述活塞座(61)内开设有活动腔(644)，所述活动腔(644)靠近挤压件(62)的一侧开设有贯通的导向孔；所述挤压件(62)靠近活塞座(61)的一侧固定有与导向孔对应的所述导向轴(641)，所述导向轴(641)远离挤压件(62)的一端穿过导向孔且伸入活动腔(644)内，所述导向轴(641)位于活动腔(644)内的一端固定有所述限位头(643)；所述缓冲弹簧套设在导向轴(641)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，其特征在于：所述活动腔(644)靠近导向孔的一侧固定有滑动连接套(645)，所述滑动连接套位于所述导向轴(641)的外侧且与导向轴(641)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，其特征在于：所述挤压件(62)和活塞座(61)的相对一侧分别对应所述缓冲弹簧的两端开设有安装槽，所述缓冲弹簧的两端分别连接在对应侧的安装槽内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，其特征在于：所述挤压件(62)靠近活塞座(61)的一侧开设有嵌合槽(63)，所述活塞座(61)靠近挤压件(62)的一侧设有嵌合凸部(65)，所述嵌合凸部(65)与所述嵌合槽(63)滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，其特征在于：所述活塞座(61)远离挤压件(62)的一侧开设有凹槽(66)，所述凹槽(66)的槽底面为平面结构。

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