供气组件的制作方法

[0001]
本发明涉及火箭技术领域，具体而言，涉及一种供气组件。


背景技术：

[0002]
空间轨姿控发动机被广泛应用于火箭的上面级和卫星，是飞行任务成败与否的关键。双组元姿轨控动力系统因具有高比冲、高精度、可多次启动、推力范围广等优势，被广泛应用于航天领域。
[0003]
空间轨姿控发动机中的气路系统又是双组元发动机的重要组成部分，但是现有技术中的气路系统在安装使用时，系统组件多、结构布局繁杂，进而导致的安装繁琐、维护不方便等问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的主要目的在于提供一种供气组件，以解决现有技术中空间轨姿控发动机中的气路系统由于结构布局繁杂所导致的安装繁琐、维护不方便等问题。
[0005]
为了实现上述目的，本发明一种供气组件，包括：主体结构，主体结构包括：气瓶安装部；气路安装部，设置在气瓶安装部的上端；外接部，设置在气瓶安装部的下端；气瓶，安装在气瓶安装部上，并位于气瓶安装部和外接部之间，气瓶安装部和外接部配合卡住气瓶；气路控制元件，安装在气路安装部的上侧，并与气瓶相连。
[0006]
在一个实施方式中，气瓶安装部为柱状结构，气瓶为环形气瓶，环形气瓶套设在气瓶安装部上。
[0007]
在一个实施方式中，主体结构还包括固定部件，固定部件与气路安装部和/或外接部相连，用于固定住气瓶。
[0008]
在一个实施方式中，固定部件为卡箍，用于抱箍住环形气瓶。
[0009]
在一个实施方式中，气路安装部为第一盘状平台结构，气路控制元件沿第一盘状平台结构的圆周方向依次设置在气路安装部上。
[0010]
在一个实施方式中，气路控制元件包括：充气阀，设置在气路安装部上，充气阀与气瓶通过气瓶接口相连，充气阀用来给气瓶充气；电爆阀，设置在气路安装部上，与气瓶接口相连，电爆阀用于控制气体从气瓶排出；减压阀，设置在气路安装部上，连接在电爆阀的下游，减压阀将气瓶输出气体压力降低到所需压力；输出阀，设置在气路安装部上，连接在减压阀的下游；氧化剂气路接口和燃料气路接口，分别设置在气路安装部上，并且氧化剂气路接口和燃料气路接口分别与输出阀相连，氧化剂气路接口用于连接氧化剂贮箱，燃料气路接口用于连接燃料贮箱。
[0011]
在一个实施方式中，气路控制元件还包括：安全阀，设置在气路安装部上，并与输出阀相连，安全阀用以控制气体压力上限。
[0012]
在一个实施方式中，气路控制元件还包括：第一压力传感器，设置在气路安装部上，位于充气阀附近并与充气阀相连，用于检测充气压力；第二压力传感器，设置在气路安
装部上，位于输出阀附近并与输出阀相连，用于检测输出气压力。
[0013]
在一个实施方式中，气路控制元件还包括：第一测试口，设置在气路安装部上，位于电爆阀和减压阀之间，第一测试口用于检测高压管路气密性；第二测试口，设置在气路安装部上，位于输出阀附近并与输出阀相连，用于检测低压管路气密性。
[0014]
在一个实施方式中，外接部为第二盘状平台结构，第二盘状平台结构的周向外侧间隔设置有多个机械接口，机械接口用于与动力系统固定连接。
[0015]
应用本发明的技术方案，将供气组件所有的气路控制元件以及气瓶集成到主体结构，便于气路控制元件安装，使得供气组件的各个部件构成一个独立模块，极大提高了动力系统总装效率，降低生产成本，而且结构较为紧凑，节约空间，增强了系统可靠性和可维护性。由此可知，本发明的技术方案解决了供气组件的气路系统布局复杂、空间利用率低、安装繁琐以及维护不方便的问题。
[0016]
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
[0017]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本发明的供气组件的实施例的整体结构示意图；以及图2示出了图1的供气组件的主体结构的立体结构示意图。
具体实施方式
[0018]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0019]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0020]
需要说明的是，本发明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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]
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、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0022]
图1和图2示出了本发明的供气组件的实施方式，该供气组件包括主体结构10、气
瓶20和气路控制元件，主体结构10包括气瓶安装部11、气路安装部12和外接部13，气路安装部12设置在气瓶安装部11的上端，外接部13设置在气瓶安装部11的下端。气瓶20安装在气瓶安装部11上，并位于气瓶安装部11和外接部13之间，气瓶安装部11和外接部13配合卡住气瓶20。气路控制元件安装在气路安装部12的上侧，并与气瓶20相连。
[0023]
应用本实施方式的技术方案，将供气组件所有的气路控制元件以及气瓶集成到主体结构10，便于气路控制元件安装，使得供气组件的各个部件构成一个独立模块，极大提高了动力系统总装效率，降低生产成本，而且结构较为紧凑，节约空间，增强了系统可靠性和可维护性。由此可知，本发明的技术方案解决了供气组件的气路系统布局复杂、空间利用率低、安装繁琐以及维护不方便的问题。
[0024]
作为一种优选的实施方式，在本实施例的技术方案中，气瓶安装部11为柱状结构，气瓶20为环形气瓶，环形气瓶套设在气瓶安装部11上。这样，借助柱状结构的气瓶安装部11，一方面可以对气瓶20进行稳定的固定，从另一方面来看，还可以使气瓶20安装的更加紧凑。优选的，主体结构10还包括固定部件40，固定部件40与气路安装部12和外接部13相连，用于固定住气瓶20。如图1所示，在本实施方式的技术方案中，气瓶20为两个，叠置安装在气瓶安装部11上，一个固定部件40从下方固定下侧的气瓶20，该固定部件40与外接部13相连；另一个固定部件40从上方固定上侧的气瓶20，该固定部件40与气路安装部12相连。需要说明的是，在本实施方式的技术方案中，气瓶20为两个；作为其他的可选的实施方式，气瓶20还可以为更多个，气瓶20的个数可以根据使用需要做相关的设计。
[0025]
作为一种优选的实施方式，在本实施例的技术方案中，固定部件40为卡箍，用于抱箍住环形气瓶。卡箍的形状与环形气瓶相适配，可以更为稳定的固定住环形气瓶。作为其他的可选的实施方式，固定部件40还可以为紧固件之类的部件，该实施方式需要在气瓶上形成相应的固定部以配合紧固件使用。在本实施方式的技术方案中，卡箍为4个，分别从4个方向上固定环形气瓶，这样就能稳固的对环形气瓶进行固定。作为其他的可选的实施方式，卡箍还可以为更多个。
[0026]
如图2所示，在本实施方式的技术方案中，气路安装部12为第一盘状平台结构，气路控制元件沿第一盘状平台结构的圆周方向依次设置在气路安装部12上。该第一盘状平台结构配合气瓶安装部11可以起到固定环形气瓶的效果，而且该第一盘状平台结构由于与环状气瓶的形状相适配，可以使得供气组件的整体外形更加统一，结构更加紧凑。更为优选的，外接部13为第二盘状平台结构，第二盘状平台结构的周向外侧间隔设置有多个机械接口131，机械接口131用于与动力系统固定连接。这样就形成了两个盘状平台结构夹持中部的环形气瓶的效果，让供气组件的整体结构更加紧凑。机械接口131可以为螺钉或者螺栓接口。
[0027]
可选的，气路安装部12通过螺栓可拆卸的安装在气瓶安装部11的顶部，在安装气瓶20之前，先将气瓶安装部11拆卸下来，等待气瓶20安装之后，再使用螺栓对气瓶安装部11进行安装。作为其他的可选的实施方式，气瓶安装部11、气路安装部12和外接部13也可以通过螺钉或者销进行固定，主体结构10所用材料可以为铝合金，也可以为其他的材料。
[0028]
需要说明的是，在本实施方式的技术方案中，气瓶安装部11采用圆筒形结构，作为其他的可选的实施方式，也可以采用近似于圆筒形结构的设计。
[0029]
如图1所示，在本实施方式的技术方案中，气路控制元件包括充气阀31、电爆阀32、
减压阀33、输出阀34、氧化剂气路接口35和燃料气路接口36。在装配时，充气阀31、电爆阀32、减压阀33、输出阀34、氧化剂气路接口35和燃料气路接口36沿第一盘状平台结构的圆周方向依次设置在气路安装部12的顶部，使得气路控制元件的布局更加简单合理，便于气路控制元件的安装和后期维护。
[0030]
在安装时，充气阀31与气瓶20通过气瓶接口21相连，充气阀31用来给气瓶20充气，电爆阀32与气瓶接口21相连，电爆阀32用于控制气体从气瓶20排出。减压阀33连接在电爆阀32的下游，减压阀33将气瓶20输出气体压力降低到所需压力，输出阀34连接在减压阀33的下游。氧化剂气路接口35和燃料气路接口36分别与输出阀34相连，氧化剂气路接口35用于连接氧化剂贮箱，燃料气路接口36用于连接燃料贮箱。输出阀34接收气瓶20排出的气体并将气体输送给氧化剂气路接口35和燃料气路接口36，再分别输送给氧化剂贮箱和燃料贮箱。
[0031]
可选的，气瓶接口21可以采用喇叭口接口，也可以采用其他形状的接口，在使用时可以采用焊接的方式将气瓶接口21焊接在气瓶上。
[0032]
需要说明的是，气路控制元件需满足各类阀门和管道的固定安装的要求，可以选用凸台安装或螺纹孔安装，也可以采用其他的安装结构或者安装方式，最好在满足强度要求前提下满足轻量化设计需要。可选的，上述的各个气路控制元件可以通过螺钉安装在气瓶安装部11上，但不限于上述的安装结构或者安装方式。例如，电爆阀32和减压阀160可以通过卡箍固定在气瓶安装部11上，也可以通过其他的螺纹安装件将其安装在气瓶安装部11上。
[0033]
如图1所示，作为一种更为优选的实施方式，气路控制元件还包括安全阀37，安全阀37设置在气路安装部12上，并与输出阀34相连。在使用时，安全阀37控制气体压力上限，从而保证供气组件运行的安全性。更为优选的，气路控制元件还包括第一压力传感器381和第二压力传感器382，第一压力传感器381设置在气路安装部12上，位于充气阀31附近并与充气阀31相连，用于检测充气压力；第二压力传感器382设置在气路安装部12上，位于输出阀34附近并与输出阀34相连，用于检测输出气压力。通过第一压力传感器381和第二压力传感器382检测气路控制元件中关键点的压力，可以得知气路控制元件的运行状态，提高供气组件运行的稳定性。
[0034]
更为优选的，气路控制元件还包括第一测试口391和第二测试口392，第一测试口391设置在气路安装部12上，位于电爆阀32和减压阀33之间；第二测试口392设置在气路安装部12上，位于输出阀34附近并与输出阀34相连。在使用时，通过第一测试口391用于检测高压管路气密性，通过第二测试口392检测低压管路气密性，可以保证整个气路控制元件的气密性，提高供气组件运行的安全性。
[0035]
需要说明的是，在本实施方式的技术方案中，上述的输出阀34为六通阀，与六通阀相连的部件分别与六通阀的各个接口相连。可选的，充气阀31与第一压力传感器381和气瓶接口21是通过一个三通阀t相连接，气瓶接口21与充气阀31和电爆阀32也是通过一个三通阀t相连接，第一测试口391也是通过一个三通阀t与电爆阀32和减压阀33相连接。
[0036]
在本发明的技术方案中，气路控制元件的工作流程基本为：高压气体通过充气阀31被充入到气瓶20，通过读取第一压力传感器381的数据，达到理论压力后停止充气。电爆阀32打开后，高压气体经过到达减压阀33，经过减压后的气体经过输出阀34分流后，分别经
过氧化剂气路接口35和燃料气路接口36进入到对应的贮箱中。
[0037]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例解决了气路系统阀门组件和管路布局复杂、空间利用率低、安装繁琐以及维护不方便等技术问题。
[0038]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
[0039]
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。
[0040]
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0041]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。