一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，能够在推进剂加注时确保气泡陷阱内的气体能够顺利排出气泡陷阱，属于推进剂贮箱【技术领域】。该排气通道一端固定连接在气泡陷阱的顶端且与气泡陷阱相通，另一端与气泡陷阱底端固定连接且与气泡陷阱相通，该排气通道包括放气管、接头、管路堵头和排气管；放气管与排气管通过接头固定连接且两个管路相通，在排气管内部放气管和气泡陷阱之间安装有管路堵头。气泡陷阱排气通道能够有效地将气泡陷阱内的气体完全排出，气体排出效率达到100％。排气管采用U型截面弧形上通道和薄板弧形下通道焊接而成，与接头和放气管整体焊接成型，变形小，结构强度得到较大提高，加强了PMD的整体结构强度。
【专利说明】一种表面张力!^箱气泡陷拼排气通道
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，能够在推进剂加注时确保气泡 陷阱内的气体能够顺利排出气泡陷阱，属于推进剂贮箱【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 推进剂贮箱是航天器上最重要的部件之一，它的作用是存储和管理推进剂，在规 定的流量和加速度条件下，为发动机或推力器提供不夹气的推进剂，其核心部件是推进剂 管理装置（PMD)。
[0003] 表面张力贮箱是目前世界上使用最为广泛的推进剂贮箱，它分为网式和板式两 种。我国现有的表面张力贮箱都是网式的，它利用液体的表面张力通过筛网来收集推进剂， 同时阻止气体进入管路通道，属于第一代表面张力贮箱产品。DFH-4卫星平台用表面张力 贮箱是世界上最大的表面张力贮箱之一，为满足15年的卫星寿命，需要携带3100kg的推进 齐IJ，单个贮箱的容积要求达到1400L以上，而之前我国已有的推进剂贮箱最大容量为606L。 为解决大容量贮箱的推进剂贮存与管理问题，开展了大型贮箱PMD技术攻关工作，设计了 一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，能够在推进剂加注时确保气泡陷阱内的推进剂能够 顺利排出气泡陷阱，以满足大容量贮箱推进剂管理和存储的需求。
[0004] DFH-3卫星平台用表面张力贮箱PMD通道采用角收集器、中收集器和底收集器 构成，无气泡陷阱，加注过程中不存在气泡无法排出问题。由于DFH-4卫星贮箱容积大， 采用气泡陷阱结构形式，即使气泡陷阱中存在气泡，也能保证贮箱安全使用，但加注推进 剂时应保证气泡陷阱内的气体能够完全排出。为此，设计了适合于大型表面张力贮箱的 气泡陷阱排气通道。国外表面张力贮箱的研制开始于70年代，到80年代末在轨道航天 器上已占据绝对的主导地位，目前除了俄罗斯没有使用外，其它静止轨道通信卫星都采用 表面张力贮箱。欧美国家均生产了大量表面张力贮箱，代表性的文章如下：W.H. Tam, W. D. Lay, M. S. Hersh, at all. Design, Development, Qualification, and Manufacture of the HS601Propellant Tank. AIAA96-2748 ；ff.H.Tam, D. E. Jaekle, Jr. Design and Manufacture of the HS601Block II Propellant Tank Assembly. AIAA98-3199 ；ffalter H.Tam, D. E. Jaekle Jr. Design and Manufacture of a Propellant Tank Assembly. AIM2000-3444 ； Gaston Netter, Ulrich Renner, Michael Dreyer. Design and Verification of a Standard Surface Tension Propellant Tank AIAA99-2178。其中，比较典型的《HS601 平台》卫星表 面张力贮箱，其PMD包括导流板、蓄液器、陷阱、管状收集器和毛细网窗口，但其未采用排气 通道；ETS-VIII贮箱是PSI公司2001年为劳拉公司研制的，其PMD由四条导流板和一个蓄 液器/气泡陷阱组建构成，导流板从底部延伸到柱段的顶部。PMD采用了陷阱-导流板-蓄 液器式的结构是目前最流行的形式，但板式收集器继承性差，焊接和装配工艺存在难点，这 些与DFH-4卫星紧迫的进度不适应，无法满足当时我国大型贮箱的推进剂管理需求。尽管 国外在公开贡献上发表了一些文章，这些文献都是关于贮箱的一些整体结构和装置的原理 及功能介绍，没有关于针对实际贮箱详细结构设计的描述，不能作为我国贮箱设计的依据， 因此必须根据我国卫星实际需求，开展适合于大型贮箱PMD气泡陷阱排气通道的详细结构 设计工作。
[0005] -种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道是国内第一个大型表面张力贮箱推进剂管 理装置的排气通道，其工作方式和结构均是全新的，国内没有相关的文献和资料可以借鉴， 整个部件的研制是在DFH-3贮箱和国外极少公开文献资料的基础上做了大量的创新工作 而完成的。为了实现贮箱推进剂加注过程中的气体能够完全排处，在排气通道形状、排气通 道连接方式等方面进行了开创性的工作，最终完成了适用于大型表面张力贮箱气泡陷阱排 气通道的结构设计。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了提出一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，该通道能够在推 进剂加注时确保气泡陷阱内的气体能够顺利排出气泡陷阱。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0008] 本发明的一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，该排气通道一端固定连接在气泡 陷阱的顶端且与气泡陷阱相通，另一端与气泡陷阱底端固定连接且与气泡陷阱相通，并起 到支撑排气管道的作用；该排气通道的作用是推进剂加注过程中将气泡陷阱内气体通过该 排气通道排出；该排气通道包括放气管、接头、管路堵头和排气管；放气管与排气管通过接 头连接（比如焊接）且两个管路相通，在排气管内部放气管和气泡陷阱之间安装管路堵头， 防止排出的气体再次进入气泡陷阱。当加注推进剂时，气泡陷阱内的气体会通过放气管以 及排气管的另一端（即不与气泡陷阱连接的一侧）排出，实现气泡陷阱内推进剂完全充满。
[0009] 放气管为圆形中空管，采用钛合金材料制成；
[0010] 排气管采用U型截面弧形通道骨架和薄板通道焊接而成，这种设计既保证了通道 的高刚度又满足了流阻低的要求，同时方便焊接和成型；
[0011] 接头采用圆形腔体与方形腔体结合的方式，实现放气管与排气管的有效连接；
[0012] 管路堵头与排气管焊接，再将其与接头、放气管焊接，构成了气泡陷阱排气通道。
[0013] 有益效果
[0014] (1)气泡陷阱排气通道能够有效地将气泡陷阱内的气体完全排出，气体排出效率 达到100%。
[0015] (2)排气管采用U型截面弧形上通道和薄板弧形下通道焊接而成，与接头和放气 管整体焊接成型，变形小，结构强度得到较大提高，加强了 PMD的整体结构强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的排气通道在气泡陷阱上的安装示意图；
[0017] 图2为排气通道的结构示意图；
[0018] 图3为排气管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0020] 实施例
[0021] 如图1所示，表面张力贮箱气泡陷阱排气通道的安装形式，气泡陷阱排气通道1的 一端置于气泡陷阱2顶端，另一端与气泡陷阱2底端相连接，其作用是推进剂加注过程中将 气泡陷阱2内气体排出。
[0022] 如图2所示，气泡陷阱排气通道，包括以下部件：放气管3、接头4、管路堵头5、排 气管6。放气管3与排气管6通过接头5连接，在排气管6内部靠近放气管3接头处安装管 路堵头5,防止排出的气体再次进入气泡陷阱。当加注推进剂时，气泡陷阱2内的气体会通 过放气管4以及排气管6的另一端（非管路堵头一侧）排出，实现气泡陷阱2内推进剂完 全充满。
[0023] 如图3所示，排气管6包括U型截面弧形通道骨架7和薄板8, U型截面弧形通道 骨架7和薄板8为焊接连接；放气管3为圆形中空管，采用钛合金材料制成。
[0024] 这种设计既保证了通道的高刚度有满足了流阻低的要求，同时方便焊接和成型； 接头4采用圆形腔体与方形腔体结合的方式，实现放气管3与排气管6的有效连接；管路堵 头5与排气管6焊接，再将其与接头4、放气管3焊接，构成了气泡陷阱排气通道1。
[0025] 本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。
【权利要求】
1. 一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，其特征在于：该排气通道一端固定连接在气 泡陷阱的顶端且与气泡陷阱相通，另一端与气泡陷阱底端固定连接且与气泡陷阱相通， 该排气通道包括放气管、接头、管路堵头和排气管； 放气管与排气管通过接头固定连接且两个管路相通，在排气管内部放气管和气泡陷阱 之间安装有管路堵头。
2. 根据权利要求1所述的一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，其特征在于：放气管 为圆形中空管，采用钛合金材料制成。
3. 根据权利要求1所述的一种表面张力贮箱气泡陷阱排气通道，其特征在于：排气管 包括U型截面弧形通道骨架和薄板，U型截面弧形通道骨架和薄板为焊接连接。
【文档编号】F02K9/44GK104089177SQ201410286035
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】魏延明, 李永, 庄保堂, 潘海林, 白建军, 姚灿 申请人:北京控制工程研究所