專利名稱：一種板式推進劑管理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型推進劑管理裝置，特別適用于空間微重力環境下推進劑管理。
背景技術：
表面張力貯箱以其在失重環境下的高可靠性和長壽命特點，被廣泛應用于衛星、 飛船、空間站、運載火箭等各種航天器上。表面張力貯箱的核心技術是它內部的推進劑管理裝置(簡稱PMD)。PMD的管理能力是貯箱性能的關鍵指標。PMD設計的目標是設計出性能可靠、重量輕、排出效率高的板式全管理PMD。
目前，我國衛星上所使用的表面張力貯箱的PMD都是網式的，采用篩網為毛細元件來收集推進劑，并由管道將推進劑輸送到表面張力貯箱的液口端。但隨著衛星事業的不斷發展，這種類型的推進劑管理裝置的局限性也逐漸顯露出來，成為制約我國衛星事業發展的一個不利因素。網式PMD具有如下的一些缺點比如，毛細網結構強度低、易損傷、易污染；推進劑液體在貯箱內容易晃動，影響衛星的姿態控制精度；同時，需要設置復雜的流體傳輸通道，導致推進劑管理裝置重量偏大、加注速度慢。發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可靠性高、質量輕、擴展性好、擠出效率高的板式推進劑管理裝置，可實現對推進劑全管理。
一種板式推進劑管理裝置，包括氣口、導流板、連接固定板、導流板適配器、蓄液器、上收集器、下收集器，液口和收集器連接管；所述氣口與導流板適配器焊接，所述導流板用于傳輸推進劑，所述導流板上端通過螺釘與導流板適配器和連接固定板固定連接，所述導流板下端通過螺釘與蓄液器和連接固定板固定連接，所述上收集器和下收集器均與蓄液器焊接固定，所述上收集器和下收集器通過收集器連接管連通，所述液口與蓄液器焊接。
一種板式推進劑管理裝置，包括四個導流板，分別對稱布置在四個方向上，在進行南北位保和東西位保時，能夠保證至少有一個導流板能夠淹沒在推進劑中。
將導流板平行地靠近貯箱殼體內壁面放置。
將蓄液器放置于貯箱下方出液口處，在蓄液器與貯箱殼體內壁面之間形成的夾角區域能夠蓄留大量的推進劑。
將上收集器和下收集器布置在蓄液器周圍，每一個上收集器和一個下收集器組成一組，共四組，每組的上收集器和下收集器通過收集器連接管連通。
上收集器位于蓄液器的靠頂部部位，與導流板在同一軸平面內，下收集器放置于導流板之間空隙位置，兩個收集器上下布置并且錯開45°的角度。
通過連接固定板將導流板固定在蓄液器底座的耳片上，利用螺釘將導流板與蓄液器銜接固定。
本發明與現有技術相比，具有如下優點
(1)本發明的板式推進劑管理裝置，采用了板式結構形式，盡量少的使用篩網，這使得該推進劑管理裝置的強度大大提高，同時避免了毛細網易損壞、易污染的缺點，可靠性高，可重復加注；
(2)本發明的板式推進劑管理裝置結構簡單，質量輕；
(3)本發明的板式推進劑管理裝置可根據貯箱內徑及高度進行適應性修改，其容積可擴展性好；
(4)使用本發明的板式推進劑管理裝置，在加注時不會產生多層篩網造成的氣堵問題，可以大大提高加注速度，貯箱最大加注速度可以得到120ml/s，遠大于同類網式貯箱 20 40ml/s的加注速度，可以實現推進劑的快速加注。
(5)本發明的板式推進劑管理裝置大量使用板式結構，能夠有效抑止液體的晃動， 提高衛星的姿態控制的精度。


圖1為本發明板式推進劑管理裝置結構示意圖2為本發明板式推進劑管理裝置的45度剖面圖3為本發明板式推進劑管理裝置的俯視圖4為本發明導流板上端固定部位局部圖5為本發明導流板下端固定部位局部圖6為本發明收集器分布局部圖7為本發明蓄液器結構示意圖8為本發明蓄液器45度剖面圖9為本發明上收集器結構示意圖10為本發明下收集器結構示意圖11為板式推進劑管理裝置在壽命初期液體分布示意圖12為板式推進劑管理裝置在壽命中期液體分布示意圖13為板式推進劑管理裝置在壽命末期液體分布示意圖。
具體實施方式
如圖1 3所示，板式推進劑管理裝置整體結構包括如下部件氣口 1、八塊連接固定板2、四十二個螺釘3、導流板適配器4、四個導流板6、四個上收集器7、四個下收集器 8、蓄液器9、液口 10、四根收集器連接管11。氣口 1與導流板適配器4電子束焊接；液口 10 與蓄液器9的底座電子束焊接。
四個導流板6分別對稱布置在四個方向上，在進行南北位保和東西位保時，能夠保證至少有一個導流板能夠淹沒在推進劑中，起到傳輸推進劑的作用。四個導流板6上下端的固定形式如圖4、圖5所示。
蓄液器9放置于貯箱下方出液口處，使在各種正常工況下以及非正常工況下(如 軸向旋轉角速度較大、反向加速度較大)蓄液器均可為推力器蓄留充足的推進劑。蓄液器9 與貯箱殼體內壁面5之間形成的夾角區域可以蓄留大量的推進劑，使得位于貯箱出液口處的蓄液器外部仍可蓄留大量的推進劑。
如圖6所示，四個上收集器7焊接在蓄液器9的靠頂部部位；四個下收集器8焊接在蓄液器9的底座部位；上收集器7、下收集器8通過收集器連接管11連接。收集器7與導流板6在同一軸平面內，下收集器8放置于導流板6之間空隙位置，這樣兩個收集器上下布置并且錯開45°的角度，在進行南北位保和東西位保時以及其他各種非正常工況下就能夠保證至少有一個收集器淹沒在推進劑中，為貯箱出液口傳輸不夾氣的推進劑。
該板式推進劑管理裝置通過氣、液口與貯箱殼體焊接固定，板式推進劑管理裝置位于貯箱殼體內；這樣導流板與貯箱殼體內壁面5保持一定的間隙距離，蓄液器9位于貯箱出液口處。所述導流板平行地靠近貯箱殼體內壁面5放置，同時確定導流板與貯箱殼體內壁面之間的距離，確保導流板在穩態及非穩態時具備良好的傳輸性能。
如圖7-8所示，蓄液器包括蓄液器內錐15、蓄液器外錐18、蓄液器底座19、導氣管 17、兩塊導氣管固定塊16、蓄液器網片支壓板20及蓄液器網片21 ；蓄液器內錐15與蓄液器外錐18焊接固定；蓄液器外錐18與蓄液器底座19焊接固定；利用表面張力通過蓄液器內錐15和蓄液器外錐18之間的夾角區域及蓄液器外錐18與貯箱殼體內壁面5之間的夾角區域來蓄留推進劑；利用導氣管17將蓄液器內氣體排出。
如圖9所示，上收集器7包括上收集器骨架22、上收集器擋流環沈、收集器支壓板 24和收集器網片25 ；上收集器骨架22設置一個通孔，以便于上收集器7與上收集器連接管 23銜接固定。上收集器擋流環沈外圓柱面設有一個臺階，以便于所述上收集器7與蓄液器 9焊接固定。
如圖10所示，下收集器8包括下收集器擋流環觀、下收集器骨架四、收集器支壓板M和收集器網片25 ；下收集器骨架四的上端及側面均設有一個通孔，以便于下收集器8 與收集器下連接管27及蓄液器連接管30銜接固定。
在貯箱壽命初期，在微重力環境下，貯箱內液體不處于沉底狀態，如圖11所示，液體靠著貯箱殼體壁面分布，板式PMD的蓄液器內充滿液體，導流板6均浸沒在液體中。隨著液體不斷消耗，液體靠近貯箱殼體壁面分布的厚度逐漸減少，導流板逐漸露出液面，如圖12 所示，分布在貯箱殼體壁面的液體在表面張力作用下沿著導流板傳輸到板式PMD底部。
在貯箱壽命末期，如圖13所示。在微重力環境下，液體基本蓄留在導流板與貯箱殼體壁面之間區域以及蓄液器區域，導流板起分離氣液及傳輸液體的作用。隨著蓄液器內液體基本排空，分布在貯箱殼體壁面的液體在表面張力作用下沿著導流板傳輸到板式PMD 底部，通過上下收集器給蓄液器充液。待蓄液器內液體再次基本排空時通過導流板給蓄液器充液，如此反復排液、充液直至貯箱內液體排空。收集器及蓄液器的篩網可以阻止高壓氣體進入貯箱出液口，實現不夾氣排液的目的。在貯箱的整個壽命時間內，板式PMD實現了對液體全管理。
權利要求
1.一種板式推進劑管理裝置，其特征在于，包括氣口(1)、導流板(6)、連接固定板O)、 導流板適配器G)、蓄液器(9)、上收集器(7)、下收集器(8)，液口(10)和收集器連接管 (11)；所述氣口(1)與導流板適配器(4)焊接，所述導流板用于傳輸推進劑，所述導流板 (6)上端通過螺釘與導流板適配器(4)和連接固定板( 固定連接，所述導流板(6)下端通過螺釘與蓄液器(9)和連接固定板O)固定連接，所述上收集器(7)和下收集器(8)與蓄液器(9)焊接固定，所述上收集器(7)和下收集器(8)之間通過收集器連接管(11)連通， 所述液口(10)與蓄液器(9)焊接。
2.如權利要求1所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于包括四個導流板(6)，分別對稱布置在四個方向上，在進行南北位保和東西位保時，能夠保證至少有一個導流板(6) 能夠淹沒在推進劑中。
3.如權利要求1所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于將導流板(6)平行地靠近貯箱殼體內壁面( 放置。
4.如權利要求1所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于將蓄液器(9)放置于貯箱下方出液口處，在蓄液器(9)與貯箱殼體內壁面( 之間形成的夾角區域能夠蓄留大量的推進劑。
5.如權利要求1所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于將上收集器(7)和下收集器⑶布置在蓄液器(9)周圍，每一個上收集器(7)和一個下收集器⑶組成一組，共四組， 每組的上收集器(7)和下收集器(8)通過收集器連接管(11)連通。
6.如權利要求5所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于上收集器(7)位于蓄液器 (9)的靠頂部部位，與導流板在同一軸平面內，下收集器(8)放置于導流板(6)之間空隙位置，兩個收集器上下布置并且錯開45°的角度。
7.如權利要求1所述的板式推進劑管理裝置，其特征在于通過連接固定板(2)將導流板(6)固定在蓄液器(9)底座的耳片上，利用螺釘將導流板(6)與蓄液器(9)銜接固定。
全文摘要
一種板式推進劑管理裝置，包括氣口(1)、導流板(6)、連接固定板(2)、導流板適配器(4)、蓄液器(9)、上收集器(7)、下收集器(8)，液口(10)和收集器連接管(11)；所述氣口(1)與導流板適配器(4)焊接，所述導流板用于傳輸推進劑，所述導流板(6)上端通過螺釘與導流板適配器(4)和連接固定板(2)固定連接，所述導流板(6)下端通過螺釘與蓄液器(9)和連接固定板(2)固定連接，所述上收集器(7)和下收集器(8)與蓄液器(9)焊接固定，所述上收集器(7)和下收集器(8)之間通過收集器連接管(11)連通。本發明板式推進劑管理裝置的可靠性高、質量輕、擴展性好、擠出效率高。
文檔編號F17C13/00GK102518940SQ20111043054
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者馮春蘭, 姚燦, 莊保堂, 李永, 林星榮, 潘海林, 白玉明, 胡齊, 魏延明 申請人:北京控制工程研究所