CN218844448U - 一种金属隔膜贮箱和手控阀动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属隔膜贮箱和手控阀动力系统，属于火箭发动机技术领域，金属隔膜贮箱包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀；手控阀设置于贮箱气腔的上游，对进入贮箱气腔内的压缩气体进行控制；金属隔膜贮箱包括结构相同且并联设置的第一贮箱动力系统和第二贮箱动力系统。手控阀动力系统包括金属隔膜贮箱以及用于提供压缩气体的气源。本实用新型能够在系统地面状态下，使两个贮箱相互独立，实现单独贮箱的气密检查，同时能够为并联金属隔膜贮箱及上下游的气密测试、抽真空等地面操作带来便利，最大限度得保护贮箱隔膜。

Description

一种金属隔膜贮箱和手控阀动力系统

技术领域

本实用新型涉及火箭发动机技术领域，特别涉及一种金属隔膜贮箱和手控阀动力系统。

背景技术

金属隔膜贮箱具有结构简单、抗过载能力强、工作可靠的技术优点，在末修姿控动力系统设计中获得广泛应用，常用的金属隔膜贮箱有铝合金或钛合金两种材料体系。金属隔膜贮箱工作过程中，在上游气腔增压气体的压力作用下，隔膜逐渐发生翻转，并挤压液腔内推进剂流向下游导管和发动机，贮箱隔膜气腔压力略高于液腔压力。受飞行器空间限制，采用双贮箱并联可以有效提升空间利用率，最大限度装载推进剂。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：

对于双并联金属隔膜贮箱布局，常见的设计方法一般直接将两个贮箱的气腔连通，上游增压气体直接进入两个贮箱气腔，此种设计使得两个贮箱之间相互连通，无法进行单独贮箱的气密检查，同时在发现贮箱泄露后，判断贮箱泄露的难度大。

现有还有一种方式是在每个贮箱上游都设置一个电爆阀，利用电爆阀将两个贮箱的气腔隔离，上游增压气体分别通过电爆阀后可进入贮箱气腔，电爆阀属于火工品，需要起爆器、电缆网等相关结构，连接点多，在一定程度上降低了火箭发动机的稳定性。同时由于火工品为一次性装置，起爆后具有不可逆性，因此在火箭发动机在测试等环节中无法开启，影响了部分测试项目的进行。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种金属隔膜贮箱和手控阀动力系统，在系统地面状态下，使两个贮箱相互独立，能够实现单独贮箱的气密检查，同时能够为并联金属隔膜贮箱及上下游的气密测试、抽真空等地面操作带来便利，最大限度得保护贮箱隔膜。

一种金属隔膜贮箱，包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀；所述手控阀进口与进气管路连接；所述手控阀出口通过管路与所述贮箱的气腔连接；所述电爆阀进口通过管路与所述贮箱的贮剂腔连接；所述充气阀与所述手控阀和所述贮箱间的连接管路连通；所述加排阀通过管路与所述贮箱的贮剂腔连通；所述金属隔膜贮箱包括结构相同的第一贮箱模块和第二贮箱模块；所述第一贮箱模块与所述第二贮箱模块并联设置。

根据本申请的另一方面，还提供一种手控阀动力系统，包括所述金属隔膜贮箱以及提供压缩气体的气瓶；所述金属隔膜贮箱包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀；所述手控阀进口与所述气瓶连通。

优选的，所述手控阀动力系统还包括气路电爆阀；所述气路电爆阀进口与所述气瓶连通；所述气路电爆阀出口与所述手控阀进口连通。

优选的，所述手控阀动力系统还包括减压阀；所述减压阀进口通过管路与所述气瓶连接；所述减压阀出口通过管路与所述手控阀进口连接。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：

1、本实用新型能够在气密检查、加注、运输等系统地面状态下，将两个贮箱的气腔隔离，提高对贮箱的保护，能够实现单独贮箱的气密性检查；

2、相比每个贮箱上游气路设置一个电爆阀的系统方案，手控阀具有尺寸小、重量轻和结构简单的优点，同时采用手控阀可以减少火工品使用量、简化电缆网，对系统布局和减小系统重量有利。

3、本实用新型采用并联金属隔膜贮箱的动力系统，能够为并联金属隔膜贮箱及上下游的气密测试、抽真空等地面操作带来便利，最大限度得保护贮箱隔膜；

本实用新型在使用时，推进剂加注完成后，贮箱上游气腔连通的充气阀入口可监测推进剂浓度，判断贮箱隔膜有无泄露，如果某个贮箱出现泄露，由于手控阀的物理隔离作用，可以防止推进剂进一步污染上游和另一个贮箱，进而将泄露问题的贮箱整体拆卸和换装，最大限度减小损失。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型金属隔膜贮箱的结构连接示意图；

图2为本实用新型手控阀动力系统的结构连接示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一贮箱模块，2、第二贮箱模块，3、进气管路，4、推进剂排出管路，5、气瓶，6、气路电爆阀，7、减压阀，8、火箭发动机，11、第一手控阀，12、第一充气阀，13、第一贮箱，14、第一加排阀，15、第一电爆阀，21、第二手控阀，22、第二充气阀，23，第二贮箱、24、第二加排阀，25、第二电爆阀。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

一种金属隔膜贮箱，包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀。手控阀进口与进气管路连接，手控阀出口通过管路与贮箱的气腔连接。电爆阀进口通过管路与贮箱的贮剂腔连接。充气阀与手控阀和贮箱间的连接管路连通，加排阀通过管路与贮箱的贮剂腔连通。金属隔膜贮箱包括结构相同的第一贮箱模块和第二贮箱模块，且第一贮箱模块与第二贮箱模块并联设置。

如图1所示，一种金属隔膜贮箱包括结构相同且并联设置的第一贮箱模块1和第二贮箱模块2。第一贮箱模块1包括第一手控阀11、第一充气阀12、第一贮箱13、第一加排阀14和第一电爆阀15。第一手控阀11进口与进气管路3连接，其出口通过管路与第一贮箱13的气腔连接，能够控制压缩气体进入第一贮箱13的气腔内。第一电爆阀15进口通过管路与第一贮箱13的贮剂腔连接，其出口与推进剂排出管路4连接。此外，第一充气阀12与第一手控阀11和第一贮箱13气腔间的管路连接；第一加排阀14与第一贮箱13贮剂腔和第一电爆阀15间的管路连接。在进行气密检查时，可以将通过第一充气阀12和第一加排阀14进行第一贮箱13的上下游同时充高压气。

第二贮箱模块2包括第一手控阀21、第一充气阀22、第一贮箱23、第一加排阀24和第一电爆阀25。第二贮箱模块2各部件及各部件之间的连接关系与第一贮箱模块1相同，在此不再赘述。

工作原理：对于并联的贮箱模块，每个贮箱上游气路设置一个手控阀，在进行气密检查、加注、运输等系统操作时，由于手控阀的物理隔离作用，使两个贮箱相互独立。

工作过程：在系统总装、气密测试、推进剂加注过程中，手控阀处于关闭和锁紧状态，在推进剂加注完成后、系统封舱前，人工打开手控阀，使得手控阀上下游处于导通状态，上游增压气体可进入贮箱气腔，为推进剂增压，使推进剂由推进剂排出管路流出至火箭发动机的推力室和燃气发生器进行燃烧。

在进行气密检查时，需要在贮箱上下游同时充2.5MPa的高压气，由于贮箱翻转压差比较低，约为0.1Mpa，同时可能存在操作不当、地面设备故障等意外情况，造成金属隔膜会发生意外翻转，可以通过手控阀开闭的方式进行应急控制，避免事故发生。

同时，推进剂加注完成后，可在贮箱上游气腔连通的充气阀入口监测推进剂浓度，判断贮箱隔膜有无泄露，如果某个贮箱出现泄露，由于手控阀的物理隔离作用，可以防止推进剂进一步污染上游和另一个贮箱，进而将泄露问题的贮箱整体拆卸和换装，最大限度减小损失。

如图2所示，一种手控阀动力系统，包括金属隔膜贮箱以及依次通过管路连接的气瓶5、气路电爆阀6以及减压阀7，减压阀7出口与进气管路3连接，气瓶5为动力系统提供压缩气体。气路电爆阀6能够在火箭发动机点火时迅速起爆，使气瓶5内的压缩气体进入第一贮箱13和第二贮箱23的气腔内，将推进剂流出至火箭发动机8的推力室和燃气发生器进行燃烧。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种金属隔膜贮箱，其特征在于，包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀；所述手控阀进口与进气管路连接；所述手控阀出口通过管路与所述贮箱的气腔连接；所述电爆阀进口通过管路与所述贮箱的贮剂腔连接；所述充气阀与所述手控阀和所述贮箱间的连接管路连通；所述加排阀通过管路与所述贮箱的贮剂腔连通；所述金属隔膜贮箱包括结构相同的第一贮箱模块和第二贮箱模块；所述第一贮箱模块与所述第二贮箱模块并联设置。

2.一种手控阀动力系统，其特征在于，包括权利要求1所述的金属隔膜贮箱以及用于提供压缩气体的气瓶；所述金属隔膜贮箱包括手控阀、充气阀、贮箱、加排阀和电爆阀；所述手控阀进口与所述气瓶连通。

3.如权利要求2所述的手控阀动力系统，其特征在于，所述手控阀动力系统还包括气路电爆阀；所述气路电爆阀进口与所述气瓶连通；所述气路电爆阀出口与所述手控阀进口连通。

4.如权利要求3所述的手控阀动力系统，其特征在于，所述手控阀动力系统还包括减压阀；所述减压阀进口通过管路与所述气瓶连接；所述减压阀出口通过管路与所述手控阀进口连接。

Images