一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置及锁紧方法与流程

1.本发明属于民用航天技术领域，涉及一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置及锁紧方法。


背景技术：

2.目前的民用航天领域正逐渐起步并形成一定的规模，运载火箭也恰逢空前的飞跃式发展机遇，对其试验研究有着广泛深入的促进意义。其中贮箱是运载火箭的重要组成部分，而箱底结构的密封性和稳定可靠性是关键，那么对箱底进行气密液压检测就是重要工艺所在，箱底液压气密设备是保障贮箱性能达到高水平航天领域产品的关键之一。
3.目前现有的运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置之一，是用成组伺服电机控制下拉丝杠，丝杠带动扣钩，锁紧压环，从而固定箱底，然而由于容易丝杠研死，调整很难到位，细微的调整量很难控制密封的效果。而另一种测压密封锁紧装置采用的是用一圈若干大螺栓拧紧，锁紧压环，从而固定箱底，而该装置的缺点是：劳动强度大，工作量大，如有密封泄露，也很难立马解决，拧紧螺栓非常繁琐，工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，因此费时费力且效率低下。
4.因此，需要一种高速高效密封效果良好，且又省时省力操作简单的运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置，来解决这一问题。


技术实现要素：

5.本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置，包括：密封底板、压环、摆杆型锁紧装置；
6.密封底板呈圆片状，密封底板的上表面的边缘处设有上凸的环形凸台，环形凸台的环形外侧壁与贮箱箱底的箱口内径相等，环形凸台的环形外侧壁上部设有沿径向内凹的环形的上密封槽，上密封槽内设有环形的上密封圈，密封底板、环形凸台、上密封槽与贮箱箱底同旋转轴；
7.压环呈圆环状，压环的外径与密封底板的外径相等，压环的内径小于贮箱箱底的边沿台阶的外径而大于贮箱箱底的球面外径，压环的顶面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第一锥度；
8.摆杆型锁紧装置包括楔形压块、拉杆、摆杆、伸缩杆、座架，楔形压块朝向贮箱箱底的一侧水平设有内凹的弧形槽，弧形槽的开口弧度与边沿台阶的外径弧度相同，弧形槽的顶面沿槽口至槽底方向设有槽口高度尺寸逐渐减小的第二锥度，第一锥度与第二锥度相匹配，弧形槽槽口竖直方向的高度大于压环边缘厚度与密封底板边缘厚度之和，弧形槽槽底竖直方向的高度小于压环的边缘厚度与密封底板的边缘厚度之和，拉杆为直杆，摆杆为弧形杆，座架的上表面水平，摆杆中段通过第一铰支点铰支连接座架，摆杆的一端通过第二铰支点铰支连接拉杆，摆杆的另一端通过第三铰支点铰支连接伸缩杆的伸缩端，拉杆远离第二铰支点的一端通过第四铰支点铰支连接楔形压块，伸缩杆的固定端通过第五铰支点铰支
连接座架的下部，伸缩杆伸缩时驱动摆杆绕第一铰支点往复摆动进而带动拉杆推拉楔形压块的弧形槽一侧朝向贮箱箱底的旋转轴方向在座架的上表面延径向往复滑动；其中伸缩杆可选择使用液压缸、气缸、电缸、螺杆来实现伸缩；
9.密封底板上扣合贮箱箱底后在贮箱箱底内部形成一个密闭空间，压环套设扣压在边沿台阶上，摆杆型锁紧装置设有多个，多个摆杆型锁紧装置环绕均布在密封底板的外圆周，多个摆杆型锁紧装置的楔形压块同时向贮箱箱底的旋转轴方向滑动时将压环压向密封底板一侧以达到密封压紧贮箱箱底的作用，上密封圈密封环形凸台的环形外沿与贮箱箱底的箱口内径之间的缝隙；通过环绕的多个摆杆型锁紧装置延径向向圆形侧移动，由锥度配合挤压，变水平方向的大位移小推力为竖直方向的小位移大推力，达到上下挤压密封锁紧贮箱箱底与底板的目的，待密封锁紧完成后即可对贮箱箱底进行测试。
10.优选的，所述座架的底部固定连接有滑块，滑块滑动连接滑轨，滑轨水平沿径向呈辐射状铺设，座架的底部设有锁扣用于锁紧座架与滑轨之间的位移趋势，滑轨的向内一端朝向贮箱箱底的旋转轴；滑轨和滑块用于不同尺寸大小的贮箱箱底时进行摆杆型锁紧装置的径向位置的调整，以便于本发明能够适应多种不同大小的贮箱箱底进行测压密封锁紧，使得本发明具有更好的普遍适用性。
11.优选的，所述摆杆型锁紧装置设有4至16个，根据不同的压力测试以及不同的不同尺寸大小的贮箱箱底的需求选择摆杆型锁紧装置的数量，可选择奇数个错位均布更好的平均受力测试或者选择偶数个对称均布更好的对称平衡测试。
12.优选的，所述环形凸台的环形外侧壁与密封底板的上表面的接合处设有环形的下密封槽，下密封槽延径向的横截面呈l形，下密封槽l形的水平部分位于密封底板的上表面内，下密封槽l形的竖直部分位于环形凸台的环形外侧面内，下密封槽l形水平部分的外径不小于贮箱箱底的箱口外径，下密封槽与贮箱箱底同旋转轴，下密封槽内设有下密封圈，下密封槽与下密封圈的配合能够更好的密封密封底板与贮箱箱底之间的缝隙，满足更高的密封性测试的需求。
13.更优的，所述下密封圈延径向的横截面为l形，下密封圈的l形水平部分采用硬质橡胶制成；水平部分主要用于承载贮箱箱底的箱口下沿与密封底板上表面边缘的水平部分的压力，即压环受力下压后通过边沿台阶对贮箱箱底的下压锁紧力，所以采用硬质橡胶能够对贮箱箱底提供更好的支持力。
14.更优的，所述下密封圈的l形竖直部分内部设有环形的充气气囊，竖直部分主要用于密封贮箱箱底的箱口内壁与环形凸台的环形外侧壁的缝隙，提供更好的密封性，以适应贮箱箱底内更高气密性测试的需求，因此，充气气囊在摆杆型锁紧装置锁紧待贮箱箱底内部形成密闭空间后，对充气气囊进行充气，使得下密封圈的l形竖直部分的密封圈外壁更加紧密的贴合在贮箱箱底的箱口内壁与环形凸台的环形外侧壁上，并提供一定的压力张力，使得贮箱箱底内腔能够承受更高的内压而不泄气，增加密封效果，保证了贮箱箱底能够承受更高压测试，提高测压标准。
15.优选的，所述座架的上表面远离楔形压块的一端固定连接有支架，第一铰支点位于支架上，第一铰支点与第四铰支点位于同一水平面上；同一水平面上的第一铰支点与第四铰支点使得当摆杆摆动推动拉杆在当拉杆处于水平位置时达到一个最佳杠杆放大点，此时拉杆由倾斜转为水平，给契形压块提供最大的压力和最小的位移，以便于压环压紧贮箱
箱底的边沿台阶，给贮箱箱底与密封底板的扣合处提供更好的锁紧和密封。
16.优选的，所述第一铰支点到第二铰支点的距离小于第一铰支点到第三铰支点的距离，第一铰支点到第二铰支点之间呈直线形，第一铰支点到第三铰支点之间呈弧形，杠杆作用中长杆对短杆有更好的力的放大作用，因此能够通过摆杆对拉杆提供更大的推力，而长杆部分呈弧形能够尽可能的将第二铰支点处的运动转换为水平直线运动，同时弧形部分能对伸缩杆的冲击振动起到更好的缓冲和缓震的作用。
17.本发明还公开一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧方法，所述方法使用上述的测压密封锁紧装置，包括以下步骤：
18.步骤一：根据需要进行测压密封锁紧的贮箱箱底的尺寸大小将环绕均布的多个座架移动到压紧位置，驱动伸缩杆收缩，使得楔形压块处于延径向向外运动的打开状态；
19.步骤二：将密封底板下落放入座架的上表面并预定位；
20.步骤三：将贮箱箱底的开口向下放置在密封底板上，使得贮箱箱底的箱口内径自上向下套设扣压在环形凸台的环形外侧壁上；
21.步骤四：将压环自上向下套设在贮箱箱底的边沿台阶上；
22.步骤五：驱动伸缩杆伸长，使得楔形压块水平延径向向内运动，通过相互匹配的第一锥度与第二锥度沿锥度斜面挤压压环，压环受力竖直向下运动使得贮箱箱底的开口面紧密贴合密封底板上表面从而使得贮箱箱底内部形成一个密闭空间；
23.步骤六：贮箱箱底内部形成密闭空间后，对下密封圈的l形竖直部分内的充气气囊进行充气，实现对贮箱箱底内侧的贴紧密封，增加密封效果；
24.步骤七：然后对贮箱箱底内部密闭空间进行打压，然后进行气密液压检测；
25.步骤八：待气密液压检测完成后进行泄压；
26.步骤九：泄压后对下密封圈的l形竖直部分内的充气气囊进行放气；
27.步骤十：待充气气囊放气完成后解锁贮箱箱底，解锁动作步骤次序与上述步骤一至步骤五的步骤相反。
28.优选的，所述步骤中，当更换贮箱箱底规格大小进行测试时，根据不同贮箱箱底沿滑轨调整每个座架的位置并锁定，然后更换不同的密封底板、压环、下密封圈。
29.本发明的有益效果是：
30.1、本发明通过摆杆型锁紧装置中的楔形压块水平延径向向内运动，通过锥度配合挤压，变水平方向的大位移小推力为竖直方向的小位移大推力，达到上下挤压密封锁紧贮箱箱底与底板的目的，待密封锁紧完成后即可对贮箱箱底进行测试，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压，避免了以往测压密封锁紧时很难控制密封的效果以及密封调整劳动强度大，工作量大而工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，费时费力且效率低下的问题，本发明无需人工调整，操作简单，方便快捷，稳定可靠，大大提高了生产效率，降低了维护使用成本。
31.2、本发明通过在环形凸台的环形外侧壁与密封底板的上表面的接合处设置环形的横截面呈l形的下密封槽，下密封槽内设置同样形状的下密封圈，下密封圈的l形的水平部分采用硬质橡胶能够对贮箱箱底提供更好的支持力，下密封圈的l形的竖直部分内部设有环形的充气气囊，使得摆杆型锁紧装置锁紧待贮箱箱底内部形成密闭空间后，对充气气囊进行充气，进而下密封圈的l形竖直部分的密封圈外壁更加紧密的贴合在贮箱箱底的箱
口内壁与环形凸台的环形外侧壁上，并提供一定的压力张力，使得贮箱箱底内腔能够承受更高的内压而不泄气，增加密封效果，保证了贮箱箱底能够承受更高压测试，提高测压标准，因此测量结果更加可靠。
附图说明
32.图1是一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置及锁紧方法的锁闭状态轴测图；
33.图2是打开状态轴测图；
34.图3是锁闭状态的主视图；
35.图4是锁闭状态的俯视图；
36.图5是锁闭状态的主视剖视图；
37.图6是打开状态的主视剖视图；
38.图7是局部视图；
39.图8是充气密封的拆分结构图；
40.图9是锁扣锁定后的主视剖视图。
41.图中：1、密封底板；2、压环；3、摆杆型锁紧装置；4、贮箱箱底；101、环形凸台；102、上密封槽；103、上密封圈；104、下密封槽；105、下密封圈；106、充气气囊；201、第一锥度；301、楔形压块；302、拉杆；303、摆杆；304、伸缩杆；305、座架；306、弧形槽；307、第二锥度；308、第一铰支点；309、第二铰支点；310、第三铰支点；311、第四铰支点；312、第五铰支点；313、滑块；314、滑轨；315、锁扣；316、支架；401、边沿台阶。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
43.参考图1～8，一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置及锁紧方法，包括：密封底板1、压环2、摆杆型锁紧装置3；
44.密封底板1呈圆片状，密封底板1的上表面的边缘处设有上凸的环形凸台101，环形凸台101的环形外侧壁与贮箱箱底4的箱口内径相等，环形凸台101的环形外侧壁上部设有沿径向内凹的环形的上密封槽102，上密封槽102内设有环形的上密封圈103，密封底板1、环形凸台101、上密封槽102与贮箱箱底4同旋转轴，上密封圈103为还可用来防止贮箱箱底4的箱底在下降落定的过程中磕碰或者划伤内壁；
45.压环2呈圆环状，压环2的外径与密封底板1的外径相等，压环2的内径小于贮箱箱底4的边沿台阶401的外径而大于贮箱箱底4的球面外径，压环2的顶面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第一锥度201；
46.摆杆型锁紧装置3包括楔形压块301、拉杆302、摆杆303、伸缩杆304、座架305，楔形压块301朝向贮箱箱底4的一侧水平设有内凹的弧形槽306，弧形槽306的开口弧度与边沿台阶401的外径弧度相同，弧形槽306的顶面沿槽口至槽底方向设有槽口高度尺寸逐渐减小的第二锥度307，第一锥度201与第二锥度307相匹配，弧形槽306槽口竖直方向的高度大于压
环2边缘厚度与密封底板1边缘厚度之和，弧形槽306槽底竖直方向的高度小于压环2的边缘厚度与密封底板1的边缘厚度之和，拉杆302为直杆，摆杆303为弧形杆，座架305的上表面水平，摆杆303中段通过第一铰支点308铰支连接座架305，摆杆303的一端通过第二铰支点309铰支连接拉杆302，摆杆303的另一端通过第三铰支点310铰支连接伸缩杆304的伸缩端，拉杆302远离第二铰支点309的一端通过第四铰支点311铰支连接楔形压块301，伸缩杆304的固定端通过第五铰支点312铰支连接座架305的下部，伸缩杆304伸缩时驱动摆杆303绕第一铰支点308往复摆动进而带动拉杆302推拉楔形压块301的弧形槽306一侧朝向贮箱箱底4的旋转轴方向在座架305的上表面延径向往复滑动；其中伸缩杆304可选择使用液压缸、气缸、电缸、螺杆来实现伸缩，其中只有压环2顶面设计有带第一锥度201的环斜面，密封底板1的配合底面采用平直面，有效减小的楔形压块301的锁紧力，并同样达到很好的锁紧效果。楔形压块301的斜楔推荐采用5
°
以下的斜角，起到自锁的作用；
47.密封底板1上扣合贮箱箱底4后在贮箱箱底4内部形成一个密闭空间，压环2套设扣压在边沿台阶401上，摆杆型锁紧装置3设有多个，多个摆杆型锁紧装置3环绕均布在密封底板1的外圆周，多个摆杆型锁紧装置3的楔形压块301同时向贮箱箱底4的旋转轴方向滑动时将压环2压向密封底板1一侧以达到密封压紧贮箱箱底4的作用，上密封圈103密封环形凸台101的环形外沿与贮箱箱底4的箱口内径之间的缝隙；通过环绕的多个摆杆型锁紧装置3延径向向圆形侧移动，由锥度配合挤压，变水平方向的大位移小推力为竖直方向的小位移大推力，达到上下挤压密封锁紧贮箱箱底4与底板1的目的，待密封锁紧完成后即可对贮箱箱底4进行测试，在贮箱箱底4与底板1之间的密封空间内充水或充气，进行打压强度试验或气密测试。
48.进一步的，所述座架305的底部固定连接有滑块313，滑块313滑动连接滑轨314，滑轨314水平沿径向呈辐射状铺设，座架305的底部设有锁扣315用于锁紧座架305与滑轨314之间的位移趋势，滑轨314的向内一端朝向贮箱箱底4的旋转轴；滑轨314和滑块313用于不同尺寸大小的贮箱箱底4时进行摆杆型锁紧装置3的径向位置的调整，以便于本发明能够适应多种不同大小的贮箱箱底4进行测压密封锁紧，使得本发明具有更好的普遍适用性。
49.进一步的，所述摆杆型锁紧装置3设有4至16个，根据不同的压力测试以及不同的不同尺寸大小的贮箱箱底4的需求选择摆杆型锁紧装置3的数量，可选择奇数个错位均布更好的平均受力测试或者选择偶数个对称均布更好的对称平衡测试。
50.进一步的，所述环形凸台101的环形外侧壁与密封底板1的上表面的接合处设有环形的下密封槽104，下密封槽104延径向的横截面呈l形，下密封槽104l形的水平部分位于密封底板1的上表面内，下密封槽104l形的竖直部分位于环形凸台101的环形外侧面内，下密封槽104l形水平部分的外径不小于贮箱箱底4的箱口外径，下密封槽104与贮箱箱底4同旋转轴，下密封槽104内设有下密封圈105，下密封槽104与下密封圈105的配合能够更好的密封密封底板1与贮箱箱底4之间的缝隙，满足更高的密封性测试的需求。
51.更进一步的，所述下密封圈105延径向的横截面为l形，下密封圈105的l形水平部分采用硬质橡胶制成；水平部分主要用于承载贮箱箱底4的箱口下沿与密封底板1上表面边缘的水平部分的压力，即压环2受力下压后通过边沿台阶401对贮箱箱底4的下压锁紧力，所以采用硬质橡胶能够对贮箱箱底4提供更好的支持力。
52.更进一步的，所述下密封圈105的l形竖直部分内部设有环形的充气气囊106，竖直
部分主要用于密封贮箱箱底4的箱口内壁与环形凸台101的环形外侧壁的缝隙，提供更好的密封性，以适应贮箱箱底4内更高气密性测试的需求，因此，充气气囊106在摆杆型锁紧装置3锁紧待贮箱箱底4内部形成密闭空间后，对充气气囊106进行充气，使得下密封圈105的l形竖直部分的密封圈外壁更加紧密的贴合在贮箱箱底4的箱口内壁与环形凸台101的环形外侧壁上，并提供一定的压力张力，使得贮箱箱底4内腔能够承受更高的内压而不泄气，增加密封效果，保证了贮箱箱底4能够承受更高压测试，提高测压标准。
53.进一步的，所述座架305的上表面远离楔形压块301的一端固定连接有支架316，第一铰支点308位于支架316上，第一铰支点308与第四铰支点311位于同一水平面上；同一水平面上的第一铰支点308与第四铰支点311使得当摆杆303摆动推动拉杆302在当拉杆302处于水平位置时达到一个最佳杠杆放大点，此时拉杆302由倾斜转为水平，给契形压块301提供最大的压力和最小的位移，以便于压环2压紧贮箱箱底4的边沿台阶401，给贮箱箱底4与密封底板1的扣合处提供更好的锁紧和密封。
54.进一步的，所述第一铰支点308到第二铰支点309的距离小于第一铰支点308到第三铰支点310的距离，第一铰支点308到第二铰支点309之间呈直线形，第一铰支点308到第三铰支点310之间呈弧形，杠杆作用中长杆对短杆有更好的力的放大作用，因此能够通过摆杆303对拉杆302提供更大的推力，而长杆部分呈弧形能够尽可能的将第二铰支点309处的运动转换为水平直线运动，同时弧形部分能对伸缩杆304的冲击振动起到更好的缓冲和缓震的作用。
55.本发明还公开一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧方法，所述方法使用上述的测压密封锁紧装置，包括以下步骤：
56.步骤一：根据需要进行测压密封锁紧的贮箱箱底4的尺寸大小将环绕均布的多个座架305移动到压紧位置，驱动伸缩杆304收缩，使得楔形压块301处于延径向向外运动的打开状态；
57.步骤二：将密封底板1下落放入座架305的上表面并预定位；
58.步骤三：将贮箱箱底4的开口向下放置在密封底板1上，使得贮箱箱底4的箱口内径自上向下套设扣压在环形凸台101的环形外侧壁上；
59.步骤四：将压环2自上向下套设在贮箱箱底4的边沿台阶401上；
60.步骤五：驱动伸缩杆304伸长，使得楔形压块301水平延径向向内运动，通过相互匹配的第一锥度201与第二锥度307沿锥度斜面挤压压环2，压环2受力竖直向下运动使得贮箱箱底4的开口面紧密贴合密封底板1上表面从而使得贮箱箱底4内部形成一个密闭空间；
61.步骤六：贮箱箱底4内部形成密闭空间后，对下密封圈105的l形竖直部分内的充气气囊106进行充气，实现对贮箱箱底4内侧的贴紧密封，增加密封效果；
62.步骤七：然后对贮箱箱底4内部密闭空间进行打压，然后进行气密液压检测；
63.步骤八：待气密液压检测完成后进行泄压；
64.步骤九：泄压后对下密封圈105的l形竖直部分内的充气气囊106进行放气；
65.步骤十：待充气气囊106放气完成后解锁贮箱箱底4，解锁动作步骤次序与上述步骤一至步骤五的步骤相反。
66.进一步的，所述步骤中，当更换贮箱箱底4规格大小进行测试时，根据不同贮箱箱底4沿滑轨314调整每个座架305的位置并锁定，然后更换不同的密封底板1、压环2、下密封
圈105。
67.实施例
68.本实施例中，要对贮箱箱底4进行测压时，首先根据需要进行测压密封锁紧的贮箱箱底4的尺寸大小将环绕均布的16个座架305移动到压紧位置，驱动伸缩杆304收缩，使得楔形压块301处于延径向向外运动的打开状态；再将密封底板1下落放入座架305的上表面并预定位，防止密封底板1在座架305上待贮箱箱底4落下时发生位移；第三，将贮箱箱底4的开口向下放置在密封底板1上，使得贮箱箱底4的箱口内径自上向下套设扣压在环形凸台101的环形外侧壁上，通过上密封圈103防止贮箱箱底4的箱底在下降落定的过程中磕碰或者划伤内壁；第四，将压环2自上向下套设在贮箱箱底4的边沿台阶401上，并将压环2的上沿与密封底板1的下沿分别对正楔形压块301的弧形槽306槽口上下面；第五，驱动伸缩杆304伸长，使得楔形压块301水平延径向向内运动，通过相互匹配的第一锥度201与第二锥度307沿锥度斜面挤压压环2，压环2受力竖直向下运动使得贮箱箱底4的开口面紧密贴合密封底板1上表面从而使得贮箱箱底4内部形成一个密闭空间；第六，贮箱箱底4内部形成密闭空间后，对下密封圈105的l形竖直部分内的充气气囊106进行充气，实现对贮箱箱底4内侧的贴紧密封，增加密封效果；第七，对贮箱箱底4内部密闭空间进行打压，然后进行气密液压检测，在贮箱箱底4与底板1之间的密封空间内充水或充气，进行打压强度试验或气密测试；第八，待气密液压检测完成后进行泄压；第九，泄压后对下密封圈105的l形竖直部分内的充气气囊106进行放气；第十，待充气气囊106放气完成后解锁贮箱箱底4，解锁动作步骤次序与上述锁定的步骤相反。
69.综上所述，本发明提供了一种摆杆型贮箱箱底测压密封锁紧装置及锁紧方法，通过摆杆型锁紧装置中的楔形压块水平延径向向内运动，通过锥度配合挤压，变水平方向的大位移小推力为竖直方向的小位移大推力，达到上下挤压密封锁紧贮箱箱底与底板的目的，待密封锁紧完成后即可对贮箱箱底进行测试，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压，避免了以往测压密封锁紧时很难控制密封的效果以及密封调整劳动强度大，工作量大而工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，费时费力且效率低下的问题，本发明无需人工调整，操作简单，方便快捷，稳定可靠，大大提高了生产效率，降低了维护使用成本，因此本发明拥有广泛的应用前景。
70.需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。