一种在轨有害气体去除单元贮存装置

1.本发明涉及滑轨结构技术领域，更具体地说，特别涉及一种在轨有害气体去除单元贮存装置。


背景技术：

2.环境控制与生命保障系统是载人航天器的重要分系统，其包括二氧化碳去除及微量有害气体去除、尿处理、水处理、电解制氧4个环控生保子系统，共同为航天员的生命健康提供重要保障。其中微量有害气体去除子系统的作用是去除轨道装置内的挥发性有机化合物、酸性无机气体、氨气等气体，系统由大量的功能组件及连接功能组件的气、液管道和阀门等单元组成，任何一个单元发生故障都可能导致整个系统的异常工作，威胁航天员的生命安全。同时，航天员需要定期检查系统运行状况、更换寿命到期的组件。由于空间站内安装空间与操作空间狭小，如何通过合理的布局与安装，实现有害气体去除系统的有效运转与维护保养，成为技术难点。
3.由于微量有害气体去除子系统存在大量的功能组件，这些组件往往分安装在不同的工作空间。在设备正常运转情况下，各组件固连于机柜、舱段等固定支撑件。当设备故障时，航天员需要定位到故障组件并进行维修更换操作，狭小的操作空间对检测、维修操作造成了极大的阻碍，因此，需要改进组件布局方法，实现正常工况与维修工况的空间转换。
4.滑轨是一种实现内部空间迅速可视化的直线运动装置，其结构简单、操作方便，广泛应用于日常生活和工业生产。现有的滑轨存在的主要缺陷是，滑轨在推回时，不能保持锁定状态，当设备高速运行时存在极大的安全隐患。近年来，市面上出现了很多针对抽屉、橱柜等家居用品的具备自锁功能的滑轨结构，但大多结构复杂，装配复杂，且需依靠机构实现被动自锁、不能主动锁定，可靠性不高，不适用于面向维修需求的航空航天设备。
5.现有的空间站有害气体去除子系统安装贮存技术不具备良好的可维修性。一般是将子系统的所有功能组件安装在固定架上，再将固定架与航天器内的舱段固定连接，发射与在轨阶段都是一个整体。航天员在对子系统中的功能组件进行维修更换时，操作空间狭小、元件层次不清、操作困难。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种在轨有害气体去除单元贮存装置，以克服现有技术所存在的缺陷。
7.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种在轨有害气体去除单元贮存装置，包括：
9.机柜，所述机柜的一端开口，所述机柜的内部为容纳空间；
10.固定架，所述固定架通过滑轨单元设于所述机柜的容纳空间内；
11.有害气体处理单元，所述有害气体处理单元设于所述固定架上；
12.以及滑轨单元，所述滑轨单元包括外导轨、内导轨、压板、锁紧单元、调节单元和摆
动轴，所述外导轨与机柜连接，所述内导轨与固定架连接，所述外导轨包括外导轨本体，所述外导轨本体内设有第一空腔，所述空腔的前后上端面分别设有第一前压紧斜面和第一后压紧斜面，所述内导轨设于所述第一空腔内，所述内导轨包括内导轨本体，所述内导轨本体的前后上端面分别设置有第二前压紧斜面和第二后压紧斜面，所述第二前压紧斜面与第一前压紧斜面贴合，所述第二后压紧斜面与第一后压紧斜面贴合，所述压板的一端通过摆动轴与外导轨铰接，所述压板的另一端与所述外导轨可拆卸式连接，所述锁紧单元与所述外导轨上铰接，所述锁紧单元用于将压板与外导轨锁紧连接，所述调节单元设于压板上，所述调节单元用于沿内导轨滑动方向伸缩移动，在所述锁紧单元与内导轨贴合后调节单元调节内导轨与外导轨的锁紧程度。
13.进一步地，所述机柜包括机柜本体，所述机柜本体的内部为容纳空间，所述固定架为u型结构，所述固定架设于容纳空间内，所述固定架的两侧外壁通过多个滑轨单元与容纳空间的内壁滑动连接，所述有害气体处理单元安装于固定架的内壁上。
14.进一步地，所述固定架由第一固定架、第二固定架和第三固定架组成的u型结构，所述第二固定架与容纳空间的内侧内壁可拆卸式连接，所述第一固定架和第三固定架与容纳空间的两侧内壁连接，所述第一固定架和第三固定架上均设有安装孔，所述安装孔通过螺栓安装有滑轨单元。
15.进一步地，所述有害气体处理单元包括第一有害气体处理单元、第二有害气体处理单元和第三有害气体处理单元，所述第一有害气体处理单元、第二有害气体处理单元和第三有害气体处理单元分别安装在第一固定架、第二固定架和第三固定架上。
16.进一步地，所述锁紧单元包括锁紧旋转轴、锁紧螺杆和锁紧螺母，锁紧旋转轴和锁紧螺杆均设置于外导轨本体一端的锁紧轴活动槽中，锁紧旋转轴通过锁紧轴安装孔与外导轨本体铰接，锁紧螺杆的端部开有螺纹孔，锁紧旋转轴与锁紧螺杆端部的螺纹孔螺旋连接，所述锁紧旋转轴和锁紧螺杆形成一t型轴，该t型轴用于围绕外导轨本体旋转，所述锁紧螺母与锁紧螺杆连接，所述压板的上端设有用于与锁紧螺母相配合的锁紧单元安装孔。
17.进一步地，所述调节单元包括调节轴和调节螺母，所述调节轴一端为螺纹孔且与调节螺母螺纹连接，调节轴另一端为光轴且光轴半径大于螺纹半径，该光轴一端设置于内导轨一端的第二空腔中并与第二空腔内的第一配合面和第二配合面相配合，所述第一配合面用于与光轴的一端配合用于推动内导轨向外移动，所述第二配合面用于与光轴的一端配合用于推动内导轨向内移动。
18.进一步地，所述内导轨的外侧下端设有导槽，所述外导轨设有与导槽对应的导条，所述滑槽包括第一内导轨配合面和第二内导轨配合面，所述导条上设有与第一内导轨配合面相配合的第一外导轨配合面，以及与第二内导轨配合面相配合的第二外导轨配合面。
19.进一步地，所述外导轨和内导轨之间还设有限位装置，所述限位装置包括限位销和导向限位槽，所述限位销设于所述外导轨上，所述导向限位槽设于内导轨的上端，所述限位销的下端与所述导向限位槽相配合。
20.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明结构简单，没有复杂的自锁机构，减少了弹簧等功能组件，简单易用且可靠性高；本发明操作方便，所有的组件都为铰接或螺纹连接，不需分离拆卸安装，只需旋转组件调节位置、旋转螺母调节松紧即可实现自锁与解锁；本发明可以调节锁紧的程度，锁紧后没有间隙，避免了组件间的震动对设备的损坏。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明在轨有害气体去除单元贮存装置的平面结构图。
23.图2为本发明中固定架的轴侧视图。
24.图3中(a)、(b)和(c)分别为本发明在轨有害气体去除单元贮存装置的三种不同状态示意图。
25.图4为本发明中自锁式楔形导轨装置的平面结构剖视图。
26.图5为本发明中自锁式楔形导轨装置的局部立体结构示意图。
27.图6中(a)、(b)和(c)分别为本发明中外导轨的俯视图、主视图、左视图。
28.图7中(a)、(b)分别本发明中内导轨的立体结构示意图与局部放大图。
29.图8为本发明中压板的立体结构示意图。
30.图9中(a)、(b)和(c)分别为本发明锁紧状态、释放状态、拉出状态的导轨形态示意图。
31.图中：
32.10、机柜；
33.11、机柜壁；12、容纳空间；13、安装孔；
34.20、固定架；
35.21、第一固定架；22、第二固定架；23、第三固定架；24、安装孔；
36.30、有害气体处理单元；
37.31、第一有害气体处理单元；32、第二有害气体处理单元；33、第三有害气体处理单元；
38.40、滑轨单元
39.41、外导轨；
40.410、外导轨本体；411、第一空腔；4111、第一前压紧斜面；4112、第一后压紧斜面；412、锁紧轴活动槽；413、机柜安装孔；414、锁紧轴安装孔；415、第一摆动轴安装孔；416、限位销孔；
41.42、内导轨；
42.420、内导轨本体；421、第二空腔；422、导向限位槽；423、固定架安装孔；
43.4201、第一内导轨配合面；4202、第二内导轨配合面；4203、第二前压紧斜面；4204、第二后压紧斜面；4211、第一配合面；4212、第二配合面；
44.43、压板；
45.431、锁紧单元安装孔；432、调节单元安装孔；433、第二摆动轴安装孔；
46.44、锁紧单元；
47.441、锁紧旋转轴；442、锁紧螺杆；443、锁紧螺母；
48.45、调节单元；
49.451、调节轴、452、调节螺母；
50.46、摆动轴；
51.47、限位销。
具体实施方式
52.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
53.参阅图1-图8所示，本实施例公开了一种在轨有害气体去除单元贮存装置，包括：
54.机柜10，所述机柜10的一端开口，机柜10的内部为容纳空间12。
55.固定架20，固定架20通过滑轨单元40设于机柜10的容纳空间12内，固定架20能够从机柜10中推入或抽出。
56.有害气体处理单元30，有害气体处理单元30设于固定架20上，有害气体处理单元30与固定架20通过螺纹连接固定连接。
57.以及滑轨单元40，所述滑轨单元40设置于机柜10中，滑轨单元40的主体由外导轨41和内导轨42组成，内导轨42与固定架20通过螺纹连接固定连接，外导轨41与机柜10通过螺纹连接固定连接。因此，固定架20可以实现沿机柜10内外移动。
58.本实施例中，所述机柜10的两个侧面开有安装孔13，可以与滑轨单元40螺栓连接固定。
59.作为优选，所述机柜10包括机柜本体11，所述机柜本体11的内部为容纳空间12，所述固定架20为u型结构，固定架20设于容纳空间12内，固定架20的两侧外壁通过多个滑轨单元40与容纳空间12的内壁滑动连接，有害气体处理单元30安装于固定架20的内壁上。
60.本实施例中，所述固定架20由第一固定架21、第二固定架22和第三固定架23组成的u型结构，第二固定架22与容纳空间12的内侧内壁可拆卸式连接(在航天器起飞阶段固定连接，在轨阶段取消掉固定连接，从而通过滑轨内外抽动)，第一固定架21和第三固定架23与容纳空间12的两侧内壁连接，第一固定架21和第三固定架23上均设有安装孔24，安装孔24通过螺栓安装有滑轨单元40。
61.作为优选，所述第一固定架21与机柜10的左侧板通过2个滑轨单元40连接，第二固定架22与机柜10的右侧板通过2个滑轨单元40连接，第三固定架23与第一固定架21和/或第二固定架22垂直，从而三个固定架共同组成一个u型结构。
62.本实施例中，所述有害气体处理单元30包括第一有害气体处理单元31、第二有害气体处理单元32和第三有害气体处理单元33，第一有害气体处理单元31、第二有害气体处理单元32和第三有害气体处理单元33分别通过螺纹孔安装在第一固定架21、第二固定架22和第三固定架23上。
63.作为优选，所述第一有害气体处理单元31、第二有害气体处理单元32和第三有害气体处理单元33的分布是按照有害气体处理子系统中功能组件的寿命周期和易损坏程度分级的。其中第一有害气体处理单元31和第二有害气体处理单元32靠近外侧，安装寿命周期短、容易损坏的元件，第三有害气体处理单元33最靠近内侧，安装寿命周期长、不易损坏的元件。
64.作为优选，所述第一有害气体处理单元31、第二有害气体处理单元32，其分布同样使按照寿命周期和易损坏程度分级的，寿命周期越短、越容易损坏的元件安装时越靠近机
柜的开口。
65.本实施例中，所述的滑轨单元40包括外导轨41、内导轨42、压板43、锁紧单元44、调节单元45和摆动轴46。
66.所述外导轨41包括外导轨本体410，外导轨本体410内设有第一空腔411，空腔前后两端设有楔形面，即空腔411的前后上端面分别设有第一前压紧斜面4111和第一后压紧斜面4112，且外导轨41上开有机柜安装孔413将外导轨41与机柜10螺纹连接。
67.所述内导轨42设于第一空腔411内，其形状截面与外导轨41的第一空腔411截面一致，内导轨42可以在外导轨41中滑动，且内导轨42前后设有楔形面，可与外导轨41的楔形面贴紧自锁，内导轨42包括内导轨本体420，内导轨本体420的前后上端面分别设置有第二前压紧斜面4203和第二后压紧斜面4204，第二前压紧斜面4203与第一前压紧斜面4111贴合，第二后压紧斜面4204与第一后压紧斜面4112贴合。
68.所述内导轨42中部开有一排固定架安装孔423，与安装架螺纹连接。内导轨42一端开有调节第二空腔421，调节单元45可在空腔中前后调节从而锁定或解锁内导轨42和外导轨41的连接。
69.所述压板43一端上的第二摆动轴安装孔433通过摆动轴46与外导轨41上的第一摆动轴安装孔415铰接，压板43的另一端与外导轨41可拆卸式连接。
70.所述锁紧单元44与所述外导轨41上铰接，锁紧单元44用于将压板43与外导轨41锁紧连接。
71.所述调节单元45设于压板43上，调节单元45用于沿内导轨42滑动方向伸缩移动，在锁紧单元44与内导轨42贴合后调节单元45调节内导轨42与外导轨41的锁紧程度。
72.本实施例中，所述锁紧单元44包括锁紧旋转轴441、锁紧螺杆442和锁紧螺母443，锁紧旋转轴441和锁紧螺杆442均设置于外导轨本体410一端的锁紧轴活动槽412中，锁紧旋转轴441通过锁紧轴安装孔414与外导轨本体410铰接，锁紧螺杆442的端部开有螺纹孔，锁紧旋转轴441与锁紧螺杆442端部的螺纹孔螺旋连接，锁紧旋转轴441和锁紧螺杆442形成一t型轴，该t型轴用于围绕外导轨本体410旋转，锁紧螺母443与锁紧螺杆442连接，压板43的上端设有用于与锁紧螺母443相配合的锁紧单元安装孔431，锁紧单元44可绕外导轨41转动，锁紧单元安装孔431为开孔，锁紧单元44只需拧松后向上旋转出，压板43即可恢复绕外导轨41的旋转自由度。
73.本实施例中，所述调节单元45包括调节轴451和调节螺母452，与压板43中部的调节单元安装孔432对应，调节轴451一端为螺纹孔且与调节螺母452螺纹连接，调节轴451另一端为光轴且光轴半径大于螺纹半径，该光轴一端设置于内导轨42一端的第二空腔421中并与第二空腔421内的第一配合面4211和第二配合面4212相配合，第一配合面4211用于与光轴的一端配合用于推动内导轨42向内移动，第二配合面4212用于与光轴的一端配合用于推动内导轨42向外移动。调节螺母452旋转带动调节轴451前后移动，因而带动内导轨42前后运动，从而压紧楔形斜面或使压紧的斜面释放，实现自锁与解锁。由于螺纹连接的自锁特性，调节轴451的运动无法带动调节螺母452旋转，因此该调节单元45为单向自锁单元。
74.作为优选，所述锁紧螺母443和调节螺母452均为蝶形螺母，方便操作，无需工具即可拧紧。
75.本实施例中，所述内导轨42的外侧下端设有导槽，外导轨41设有与导槽对应的导
条，滑槽包括第一内导轨配合面4201和第二内导轨配合面4202，导条上设有与第一内导轨配合面4201相配合的第一外导轨配合面，以及与第二内导轨配合面4202相配合的第二外导轨配合面。
76.本实施例中，所述外导轨41和内导轨42之间还设有限位装置，限位装置包括限位销47和导向限位槽422，用于导向与限位，限位销47设于外导轨41上，导向限位槽422设于内导轨42的上端，限位销47的下端与导向限位槽422相配合，通过导向限位槽422和限位销47可实现滑轨拉出限位。
77.图9为三种工作形态下的各组件位置示意图，其中(a)为完全锁定状态，其锁紧步骤为：将内导轨42推到底；压板430转上去，使锁紧单元安装孔431朝上，同时使调节单元45进入到内导轨42的第二空腔421中；锁紧单元44转下来，转到压板3的锁紧单元安装孔431中，锁紧螺母443锁紧，外导轨41、压板43、锁紧单元44形成固连关系，此时内导轨42有少量的前后移动空间；旋转调节螺母452，使调节轴451向后运动，直到与第一配合面4211接触，继续推动内导轨42向后运动，内导轨42与外导轨41的前后压紧斜面被压紧，形成自锁。
78.图9中(b)为解除锁定状态，其步骤为：反方向旋转调节螺母452，使得调节轴451向前运动，内导轨42与外导轨41的压紧斜面被释放，调节轴451向前运动，与第一配合面4211脱离；调节轴继续向前运动，与第二配合面4212接触，带动内导轨42向后运动，内导轨42与外导轨41完全分离；拧松锁紧螺母443，解除对压板43的锁紧；将锁紧单元44整体旋转出；将压板43与调节单元45整体旋转出，与内导轨42解除接触。图9中(c)为解除锁定后工作状态，此时内导轨可在外导轨中自由移动。
79.本发明结构简单，没有复杂的自锁机构，减少了弹簧等功能组件，简单易用且可靠性高。
80.本发明操作方便，所有的组件都为铰接或螺纹连接，不需分离拆卸安装，只需旋转组件调节位置、旋转螺母调节松紧即可实现自锁与解锁。
81.本发明可以调节锁紧的程度，锁紧后没有间隙，避免了组件间的震动对设备的损坏。
82.本发明面向的是有维修需求的航空航天等高速运转设备，其使用频率不高，但需要高度可靠。本本发明通过简单的机械结构实现设备正常运转与维修状态的切换，保证在机器正常运转时完全锁死，可靠性高。
83.虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。