[發明專利]一種表面張力貯箱液體收集器

有效

• 申請號: 201410287450.3
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104088722A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 魏延明;李永;莊保堂;潘海林;白建軍;姚燦
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F02K9/44
• 分類號: F02K9/44
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

技術領域

本發明涉及一種表面張力貯箱液體收集器，能夠收集貯箱內的液體，阻止增壓氣體進入管路通道，用于空間微重力環境下的推進劑技術領域。

背景技術

推進劑貯箱是航天器上最重要的部件之一，它的作用是存儲和管理推進劑，在規定的流量和加速度條件下，為發動機或推力器提供不夾氣的推進劑，其核心部件是推進劑管理裝置(PMD)。表面張力貯箱是目前世界上使用最為廣泛的推進劑貯箱，它分為網式和板式兩種。我國現有的表面張力貯箱都是網式的，它利用液體的表面張力通過篩網來收集推進劑，同時阻止氣體進入管路通道，屬于第一代表面張力貯箱產品。

國外表面張力貯箱的研制開始于70年代，到80年代末在軌道航天器上已占據絕對的主導地位，目前除了俄羅斯沒有使用外，其它靜止軌道通信衛星都采用表面張力貯箱。歐美國家均生產了大量表面張力貯箱，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；W.H.Tam,D.E.Jaekle,Jr.Design?and?Manufacture?of?the?HS601BlockⅡPropellant?Tank?Assembly.AIAA98-3199；Walter?H.Tam,D.E.Jaekle?Jr.Design?and?Manufacture?of?a?Propellant?Tank?Assembly.AIAA2000-3444；Gaston?Netter,Ulrich?Renner,Michael?Dreyer.Design?and?Verification?of?a?Standard?Surface?Tension?Propellant?Tank?AIAA99-2178。其中，比較典型的《HS601平臺》衛星表面張力貯箱，其PMD包括導流板、蓄液器、陷阱、管狀收集器和毛細網窗口，但蓄液器較小，結構為板式；ETS-VIII貯箱是PSI公司2001年為勞拉公司研制的，其PMD由四條導流板和一個蓄液器/氣泡陷阱組建構成，導流板從底部延伸到柱段的頂部。PMD采用了陷阱-導流板-蓄液器式的結構是目前最流行的形式。盡管國外在公開貢獻上發表了一些文章，這些文獻都是關于貯箱的一些整體結構和裝置的原理及功能介紹，沒有關于針對實際貯箱詳細結構設計的描述，不能作為我國貯箱設計的依據，因此必須根據我國衛星實際需求，開展適合于表面張力貯箱的小型腔體收集器的詳細結構設計工作。

它由兩部分組成：上部的盒式過濾器和下部的板式過濾器，兩部分通過中空管連接，盒式過濾器主要收集位于氣泡陷阱頂部的推進劑，而板式過濾器過濾氣泡陷阱底部的推進劑。它們共同作用確保貯存在氣泡陷阱內的氣體不能排出貯箱而進入推力器，能夠對大容量貯箱內的推進劑進行有效管理。

一種表面張力貯箱小型腔體收集器的作用是確保貯箱內的液體能夠被收集到液體通道內，同時高壓氣體不能進入管路而進入推力器，能夠對貯箱內的推進劑進行有效管理。該小型腔體收集器為我國第一個表面張力貯箱推進劑管理裝置的收集器，其工作方式和結構均是全新的，國內沒有相關的文獻和資料可以借鑒，整個部件的研制是在國外極少公開文獻資料的基礎上做了大量的創新工作而完成的。為了實現推進劑的收集和全管理，在收集器形狀、結構設計以及收集器的安裝固定方式等方面進行了開創性的工作，最終完成了適用于我國表面張力貯箱的小型腔體收集器的設計。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種表面張力貯箱液體收集器，能夠在微重力環境下收集貯箱內的液體，阻止增壓氣體進入管路通道，用于空間微重力環境下的推進劑管理，確保貯箱在微重力環境下為航天器提供不夾氣的推進劑。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種表面張力貯箱液體收集器，其作用是收集貯箱內的推進劑，阻止增壓氣體流出貯箱。該收集器包括兩個以上支撐小圓柱、收集器網片、兩塊收集器支壓板、收集器腔體支架和接管。收集器網片置于兩塊收集器支壓板之間，下面的收集器支壓板位于收集器腔體支架的上面且下面的收集器支壓板與收集器腔體支架圍成的空間作為收集腔體；支撐小圓柱的一端與上面的收集器支壓板焊接固定連接在一起，貯箱放置在支撐小圓柱的另一端上；收集器網片和兩塊收集器支壓板通過焊接連接；下面的收集器支壓板和收集器腔體支架通過焊接連接；收集器腔體支架的側壁上焊接有接管，且接管與收集腔體相通；

上述的焊接均為電子束焊接；