專利名稱：一種火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)載火箭發(fā)射過程中通過壓縮氣體使膜片發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而將貯箱內(nèi)的燃料劑壓入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)；膜片的翻轉(zhuǎn)性能及翻轉(zhuǎn)過程中燃料劑的輸送流量大小直接影響火箭的整體發(fā)射過程的穩(wěn)定性，甚至影響到發(fā)射成功與否。為驗(yàn)證膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析的合理性，掌握膜片翻轉(zhuǎn)性能及排放性能，有必要對(duì)膜片貯箱進(jìn)行翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)以驗(yàn)證膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和工藝方案的正確性、合理性。運(yùn)載火箭膜片貯箱大小不一，為確保發(fā)射過程中工作性能的穩(wěn)定性，需要在地面進(jìn)行多次驗(yàn)證試驗(yàn)。膜片為半球形結(jié)構(gòu)，實(shí)際工作過程時(shí)膜片置于球形貯箱中間，受壓縮氣體作用膜片將由上凸?fàn)顟B(tài)翻轉(zhuǎn)為下凹狀態(tài)，同時(shí)將球形貯箱內(nèi)的液體燃料劑擠壓出去。地面試驗(yàn)時(shí)為模擬燃料狀態(tài)，一般采用水作為模擬燃料介質(zhì)，同時(shí)為減少燃料重力影響，壓縮氣體從上方吹入，作用于膜片上，膜片翻轉(zhuǎn)將下方的燃料壓出。現(xiàn)有的技術(shù)方案涉及以下幾個(gè)問題，為能夠進(jìn)行多次試驗(yàn)，模擬貯箱的上下半球及膜片之間采用螺栓鉚接結(jié)構(gòu)，沿圓周一圈螺栓數(shù)量多達(dá)數(shù)十個(gè)，安裝完成后需要翻轉(zhuǎn)180°注滿水并翻轉(zhuǎn)回到原來的狀態(tài)，注滿水的試驗(yàn)裝置重量達(dá)到上百公斤；操作實(shí)現(xiàn)起來較為繁瑣，耗時(shí)耗力，需要改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)快速便捷的試驗(yàn)方式。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本實(shí)用新型類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)方案操作不便，耗時(shí)耗力等問題，本實(shí)用新型提供一種操作方便，輕便實(shí)用的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，采取與貯箱外徑相吻合的框架結(jié)構(gòu)支撐住整個(gè)試驗(yàn)裝置，通過框架結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)試驗(yàn)裝置的自由翻轉(zhuǎn)，框架結(jié)構(gòu)采用鋼板焊接而成，中間為鏤空結(jié)構(gòu)形式，避免鉚接螺栓之間的干涉影響。本發(fā)明提供的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置包括:上環(huán)、長(zhǎng)螺栓、連接螺栓、轉(zhuǎn)軸、支座、下環(huán)、座架、定向腳輪、萬向腳輪、上半球、止動(dòng)銷、定位螺栓、下半球；所述上半球與下半球的直徑相同；所述長(zhǎng)螺栓將所述上環(huán)、下環(huán)分別固定在上半球和下半球上，并且將上半球與下半球箍??；兩根連接螺栓分別穿過上環(huán)與下環(huán)直徑的兩端，將上環(huán)與下環(huán)與轉(zhuǎn)軸連接；轉(zhuǎn)軸穿過支座中心圓孔，止動(dòng)銷、定位螺栓用于固定轉(zhuǎn)軸的水平和垂直位置；支座位于上半球和下半球貼合面的直徑的兩端，支座固定在座架上，將所述上半球和下半球支撐起來。優(yōu)選地，本實(shí)用新型上述上半球與下半球?yàn)橥该鹘Y(jié)構(gòu)，有充氣接口、壓應(yīng)力測(cè)量接口、排水口。優(yōu)選地，本實(shí)用新型上述上環(huán)、下環(huán)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，分別由兩個(gè)直徑不同的大小同心圓環(huán)組成，大小圓環(huán)之間由加強(qiáng)筋焊接連接，加強(qiáng)筋與上半球、下半球接觸部位為弧狀結(jié)構(gòu)，接觸面包裹有羊毛氈；大圓環(huán)圓周上有12個(gè)通孔用于上環(huán)、下環(huán)、轉(zhuǎn)軸之間的螺栓連接。優(yōu)選地，本實(shí)用新型上述用于連接上環(huán)、下環(huán)的轉(zhuǎn)軸、支座數(shù)量為2個(gè)，所述的轉(zhuǎn)軸由U型結(jié)構(gòu)與圓柱型結(jié)構(gòu)兩部分焊接組成，U型結(jié)構(gòu)部分通過連接螺栓與上環(huán)、下環(huán)連接并加工有4個(gè)通孔用于定位螺栓和支座的固定連接；圓柱型結(jié)構(gòu)部分穿過支座上的圓形孔，圓柱徑向和支座上有定位孔，通過止動(dòng)銷實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸位置固定。優(yōu)選地，本實(shí)用新型上述支座與座架通過螺栓連接，座架橫梁與豎梁之間焊接有三角加強(qiáng)筋，座架底部前面兩個(gè)腳安裝有2個(gè)定向腳輪，后面兩個(gè)腳安裝有2個(gè)萬向腳輪。當(dāng)試驗(yàn)時(shí)，首先將下環(huán)與支座、底座采用螺栓進(jìn)行連接，并將轉(zhuǎn)軸上的定位螺栓及止動(dòng)銷插上；將膜片裝于上半球和下半球之間，膜片與下半球形成一個(gè)球形容腔，上半球、膜片及下半球之間采用螺栓連接。試驗(yàn)裝置下環(huán)與轉(zhuǎn)軸、支座及底座之間采用螺栓連接后，將安裝好的上下半球放置于下環(huán)上，下半球與下環(huán)接觸，將上環(huán)套于上半球上。采用連接螺栓將上環(huán)與下環(huán)連接固定住并用螺栓將上環(huán)與支座進(jìn)行固定，取出轉(zhuǎn)軸上的止動(dòng)銷及支座上的定位螺栓，將上、下環(huán)及上、下半球組合體轉(zhuǎn)動(dòng)180°，插上止動(dòng)銷及定位螺栓，實(shí)現(xiàn)位置固定，注滿水后取出止動(dòng)銷及定位螺栓，將上、下環(huán)及上、下半球組合體轉(zhuǎn)動(dòng)180°回至原來的位置進(jìn)行排放試驗(yàn)。本實(shí)用新型提供的一種火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，由于采取上述的技術(shù)方案，利用外部轉(zhuǎn)軸裝置實(shí)現(xiàn)了火箭膜片貯箱試驗(yàn)件的自由翻轉(zhuǎn)，通過止動(dòng)銷及定位螺栓裝置確保翻轉(zhuǎn)后水平及垂直位置的穩(wěn)定；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，有效降低了試驗(yàn)操作的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全性，確保試驗(yàn)工藝的穩(wěn)定性。

圖1為本實(shí)用新型所提供的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置的正向結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為上環(huán)、2為長(zhǎng)螺栓、3為連接螺栓、4為轉(zhuǎn)軸、5為支座、6為下環(huán)、7為座架、8為定向腳輪、9為萬向腳輪、10為上半球、11為止動(dòng)銷、12為定位螺栓、13為下半球。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。在閱讀了本實(shí)用新型記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的范圍。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中提供的試驗(yàn)裝置，包括上環(huán)1、長(zhǎng)螺栓
2、連接螺栓3、轉(zhuǎn)軸4、支座5、下環(huán)6、座架7、定向腳輪8、萬向腳輪9、上半球10、止動(dòng)銷11、定位螺栓12、下半球13。其配置連接關(guān)系如下:所述上環(huán)1、下環(huán)6為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，分別由兩個(gè)直徑不同的大小同心圓環(huán)組成，大小圓環(huán)之間由加強(qiáng)筋焊接連接，加強(qiáng)筋與上半球10、下半球13接觸部位為弧狀結(jié)構(gòu)，接觸面包裹有羊毛氈；上環(huán)1、下環(huán)6通過各自大圓環(huán)上的通孔采用長(zhǎng)螺栓2將上半球10、下半球13從外圍固定住，連接螺栓3用于上環(huán)1、下環(huán)6及轉(zhuǎn)軸4之間的連接。所述轉(zhuǎn)軸4由U型結(jié)構(gòu)與圓柱型結(jié)構(gòu)兩部分焊接組成，U型結(jié)構(gòu)部分通過連接螺栓3與上環(huán)1、下環(huán)6連接并加工有4個(gè)通孔用于定位螺栓12和支座5的固定連接；圓柱型結(jié)構(gòu)部分穿過支座5上的圓形孔，圓柱徑向和支座5上有定位孔，通過止動(dòng)銷11實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸4的位置固定。所述的支座5與座架7通過螺栓連接，座架7橫梁與豎梁之間焊接有三角加強(qiáng)筋，座架7底部前面兩個(gè)腳各安裝一個(gè)定向腳輪8和后面兩個(gè)腳各安裝一個(gè)萬向腳輪9。所述的上半球10與下半球13為透明結(jié)構(gòu)，有充氣接口、壓應(yīng)力測(cè)量接口、排水口。
以下結(jié)合附圖具體說明本實(shí)用新型的動(dòng)作過程。試驗(yàn)時(shí)將膜片裝于上半球10和下半球13之間，膜片與下半球13形成一個(gè)球形容腔，上半球10與下半球13之間采用螺栓連接。裝置下環(huán)6與轉(zhuǎn)軸4、支座5及座架7之間采用螺栓連接后，將止動(dòng)銷11插到轉(zhuǎn)軸4與支座5的定位孔中并擰上定位螺栓12 ;將安裝好的上半球10、膜片、下半球13組合體放置于下環(huán)6上，下半球13與下環(huán)6接觸，將上環(huán)I套于上半球10上。利用長(zhǎng)螺栓2將上環(huán)1、下環(huán)6連接固定；采用連接螺栓3將上環(huán)I與轉(zhuǎn)軸4連接固定住，取出轉(zhuǎn)軸4上的止動(dòng)銷11及支座5上的定位螺栓12，將上環(huán)1、下環(huán)6及上半球10與下半球13的組合體以轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)180°，插上止動(dòng)銷11及定位螺栓12，實(shí)現(xiàn)位置固定。從下半球13頂端將膜片球形腔內(nèi)注滿水后連接排水管路至注水口并關(guān)閉閥門，取出止動(dòng)銷11及定位螺栓13，將上環(huán)1、下環(huán)6及上半球10與下半球13組合體以轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)180°，回至原來的位置，連接充氣加載管路及應(yīng)力測(cè)試傳感器進(jìn)行排放試驗(yàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，說明書只是對(duì)本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)進(jìn)行示意性說明和闡述，對(duì)本實(shí)用新型的任何修改和替換都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括:上環(huán)(I)、長(zhǎng)螺栓(2)、連接螺栓(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、支座(5)、下環(huán)(6)、座架(7)、定向腳輪(8)、萬向腳輪(9)、上半球(10)、止動(dòng)銷(11)、定位螺栓(12 )、下半球(13 ); 所述上半球(10 )與下半球(13 )的直徑相同；所述長(zhǎng)螺栓(2 )將所述上環(huán)(I)、下環(huán)(6 )分別固定在上半球(10)和下半球(13)上，并且將上半球(10)與下半球(13)箍??；兩根連接螺栓(3 )分別穿過上環(huán)(I)與下環(huán)(6 )直徑的兩端，將上環(huán)(I)與下環(huán)(6 )與轉(zhuǎn)軸(4)連接；轉(zhuǎn)軸(4)穿過支座(5)中心圓孔，止動(dòng)銷(U)、定位螺栓(12)用于固定轉(zhuǎn)軸(4)的水平和垂直位置；支座(5)位于上半球(10)和下半球(13)貼合面的直徑的兩端，支座(5)固定在座架(7)上，將所述上半球(10)和下半球(13)支撐起來。
2.如權(quán)利要求1所述的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的上半球(10)與下半球(13)為透明結(jié)構(gòu)，有充氣接口、壓應(yīng)力測(cè)量接口、排水口。
3.如權(quán)利要求1所述的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的上環(huán)(I)、下環(huán)(6)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，分別由兩個(gè)直徑不同的大小同心圓環(huán)組成，大小圓環(huán)之間由加強(qiáng)筋焊接連接，加強(qiáng)筋與上半球(10)、下半球(13)接觸部位為弧狀結(jié)構(gòu)，接觸面包裹有羊毛氈；大圓環(huán)圓周上有12個(gè)通孔用于上環(huán)(I)、下環(huán)(6 )、轉(zhuǎn)軸(4 )之間的螺栓連接。
4.如權(quán)利要求1所述的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于:用于連接上環(huán)(I)、下環(huán)(6 )的轉(zhuǎn)軸(4 )、支座(5 )數(shù)量各為2個(gè)，所述轉(zhuǎn)軸(4 )和支座(5 )用于支撐上半球(10 )和下半球(13)，所述的轉(zhuǎn)軸(4)由U型結(jié)構(gòu)與圓柱型結(jié)構(gòu)兩部分焊接組成，U型結(jié)構(gòu)部分通過連接螺栓(3)與上環(huán)(I)、下環(huán)(6)連接，并加工有4個(gè)通孔用于定位螺栓(12)和支座(5)的固定連接；圓柱型結(jié)構(gòu)部分穿過支座(5)上的圓形孔，圓柱徑向及支座(5)上有定位孔，通過止動(dòng)銷(11)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸位置固定。
5.如權(quán)利要求1所述的火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的支座(5)與座架(7)通過螺栓連接，座架(7)橫梁與豎梁之間焊接有三角加強(qiáng)筋，座架(7)底部前面兩個(gè)腳安裝兩個(gè)定向腳輪(8 )和后面兩個(gè)腳安裝兩個(gè)萬向腳輪(9 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種火箭膜片貯箱翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置。該裝置包括上環(huán)、長(zhǎng)螺栓、連接螺栓、轉(zhuǎn)軸、支座、下環(huán)、座架、定向腳輪、萬向腳輪、止動(dòng)銷、上半球、下半球、定位螺栓。上半球、下半球用于模擬火箭貯箱外殼，貯箱膜片通過螺栓裝夾在上半球、下半球中間，上半球、下半球通過上環(huán)、長(zhǎng)螺栓、下環(huán)與座架上的轉(zhuǎn)軸連接，止動(dòng)銷安裝在轉(zhuǎn)軸上；定向腳輪和萬向腳輪安裝在座架底部。本實(shí)用新型裝置成功解決了火箭膜片貯箱水平0°和垂直±90°狀態(tài)下的翻轉(zhuǎn)和排放試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M13/00GK202994436SQ20122056407
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者王飛, 韋超, 羅志強(qiáng), 馬連云, 涂俊, 周鵬飛, 金翠娥 申請(qǐng)人:上海航天精密機(jī)械研究所