[發明專利]一種適用于低溫貯罐的電控支撐連接裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110042431.4
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112874817B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 康慧芳;楊鑫磊;丁夏琛;章丹亭;屈倩茹;王國文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北京航天動力研究所
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64D47/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發明公開了一種適用于低溫貯罐的電控支撐連接裝置及控制方法，電控支撐連接裝置包括連接件、電控系統及組合式支撐桿；組合式支撐桿兩端固定連接有連接件，一端連接件為熱端，另一端連接件為冷端；通過電控系統控制組合式支撐桿內部的連接或斷開改變或阻斷傳熱路徑。本發明能夠降低貯罐通過支撐結構的漏熱量并實現精準電控。

技術領域

本發明涉及低溫貯罐的內膽支撐的技術領域，具體涉及一種適用于低溫貯罐的電控支撐連接裝置及控制方法。

背景技術

目前，用于低溫貯罐內膽固定的支撐連接結構主要有拉桿、鏈鎖和球支撐等，這些傳統的支撐結構的設計重點在于保障其在任何使用狀態下的強度，但在絕熱性能方面的設計僅僅停留在選材方面。一般能夠保障承載強度的支撐桿，即使選用導熱系數較低的材料，其絕熱效果依然不明顯，尤其是在航空航天領域，用于火箭、飛行器等低溫貯罐的支撐結構，為了滿足支撐桿在發射階段的大強度要求，桿件的設計一般具有較大的傳熱接觸面積以滿足強度的要求，因此，當貯罐長期處于在軌階段時，支撐桿較大的接觸面積，較長的傳熱路徑，導致其絕熱性能較差。

為了解決上述問題，美國NASA研究人員根據低溫貯罐在發射及在軌時的不同受力狀態，設計了一種PODS支撐結構(被動在軌支撐連接結構)，該結構在設計時考慮了飛行器在軌時的熱力斷開特性。在飛行器發射和在軌階段，在溫差和一定加速度的條件下使在軌管產生形變改變傳熱路徑，即相對于發射階段，在軌階段時，PODS的接觸桿與冷端桿和螺母均不發生接觸，降低了在軌時貯罐通過支撐結構的漏熱量，但其并未實現精準電控。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種適用于低溫貯罐的電控支撐連接裝置及控制方法，能夠降低貯罐通過支撐結構的漏熱量并實現精準電控。

本發明采用的技術方案如下：

一種適用于低溫貯罐的電控支撐連接裝置，包括連接件、電控系統及組合式支撐桿；

組合式支撐桿兩端固定連接有連接件，一端連接件為熱端，另一端連接件為冷端；通過電控系統控制組合式支撐桿內部的連接或斷開改變或阻斷傳熱路徑。

進一步地，所述連接件為軸承。

進一步地，所述組合式支撐桿包括內套管、外套管、絕熱支撐桿Ⅰ、絕熱支撐桿Ⅱ及滑動密封套；組合式支撐桿采用一組以上；

所述內套管與外套管滑動配合，內套管與外套管之間設置有滑動密封套；絕熱支撐桿Ⅰ固定連接在內套管內，絕熱支撐桿Ⅱ固定連接在外套管內，絕熱支撐桿Ⅰ與絕熱支撐桿Ⅱ在電控系統控制下連接或斷開。

進一步地，所述絕熱支撐桿Ⅰ與絕熱支撐桿Ⅱ均為L形桿，通過L形桿的勾部交錯連接或斷開。

進一步地，所述組合式支撐桿包括固定桿和活動桿組件，固定桿與活動桿組件并列設置；

活動桿組件包括絕熱支撐桿Ⅲ、絕熱支撐桿Ⅳ及滑片結構；所述滑片結構設置在絕熱支撐桿Ⅳ上，由電控系統控制帶動絕熱支撐桿Ⅳ與絕熱支撐桿Ⅲ接觸或分離。

進一步地，所述絕熱支撐桿Ⅰ、絕熱支撐桿Ⅱ、絕熱支撐桿Ⅲ、絕熱支撐桿Ⅳ為平板結構。

進一步地，所述電控系統包括電機、壓力傳感器、電路板、支撐架及彈簧；

所述電機通過彈簧與組合式支撐桿一端固定連接，所述電路板通過支撐架固定在電機上，用于檢測組合式支撐桿連接或斷開的狀態；所述電機上設有壓力傳感器，壓力傳感器感應外界壓力變化，向電機傳輸工作或停止信號；電機工作時，控制組合式支撐桿處于連接狀態，電機停止時，組合式支撐桿在彈簧作用下分離。

進一步地，所述組合式支撐桿材料為不銹鋼、玻璃鋼、玻璃纖維/環氧樹脂、石墨/環氧樹脂、硼/環氧樹脂或氧化鋁/環氧樹脂；連接件材料為殷鋼或不銹鋼。