蓄壓變頻率裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開的一種蓄壓變頻率裝置。通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：在環(huán)座（10）的上方設(shè)有通過底盤（4）密封的氣壓缸（2），氣壓缸通過其上連接的上端蓋（1）將上端蓋中心固聯(lián)的閥門軸（15）從氣壓缸的法蘭盤中心孔伸出；波紋管組合體（3）將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋的伸縮運動，上端蓋在外部變化壓力的作用下壓縮波紋管組合體，波紋管組合體拉伸，推動上端蓋開啟閥門，通過外部壓力改變氣壓缸內(nèi)腔體積產(chǎn)生的固定頻率和推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率，將產(chǎn)生的縱向振動頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進系統(tǒng)縱向振動耦合的產(chǎn)生。本實用新型提高了波紋管組合體的強度、靈敏度及使用溫度范圍。
【專利說明】
蓄壓變頻率裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種降低火箭助推器推進輸送系統(tǒng)振動頻率，能夠把助推器里液體的共振給‘吸’掉的蓄壓變頻裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著運載火箭技術(shù)的不斷發(fā)展，火箭的發(fā)射動力也越來越大，導致火箭的結(jié)構(gòu)縱向、局部振動頻率和橫向頻率也越來越低。由于飛行器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和推進系統(tǒng)的相互作用，使液體火箭產(chǎn)生不穩(wěn)定的縱向振動其形態(tài)與“踩高踐”相類似，所以命名為P0G0振動。推進系統(tǒng)的穩(wěn)定性與臨界阻尼比有關(guān)，當臨界阻尼比大于結(jié)構(gòu)阻尼比時，發(fā)生P0G0振動。 P0G0振動是由大型液體火箭的結(jié)構(gòu)縱向振動與動力系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定的自激振動，典型的P0C0振動是:當運載器結(jié)構(gòu)縱向振動的固有頻率與動力系統(tǒng)振動固有頻率彼此接近或相等時，形成了一種閉合回路的自激振動。這種自激振動幅值隨藕合現(xiàn)象產(chǎn)生縱向振動偶合，當這樣的振動出現(xiàn)時，通常帶有突然性，所以成為影響運載火箭的穩(wěn)定性的重大問題之一。用于縱向偶合振動P0G0抑制設(shè)計的安全頻率窗口也變窄，產(chǎn)生接近人體心臟頻率的一次充氣式蓄壓器的抑制裝置已不能滿足設(shè)計要求。目前，國內(nèi)外主要采用在推進系統(tǒng)上安裝改變系統(tǒng)固有頻率的蓄壓器是由兩個像在助推器的管腔里放了兩個氣囊， 容積約1.2升的金屬蓄壓盒組成的，采用兩個“氣囊”連通共同工作來降低振動頻率。火箭在不同的飛行階段，助推器振動的頻率是不一樣的，蓄壓器“吸振”的能力必須隨助推器振動頻率的變化而變化。蓄壓器內(nèi)部充滿低溫液體，低溫液體介質(zhì)進入管路會立即全部汽化并形成較大壓力。由于蓄壓器殼體容積小，低溫蓄壓器振動試驗過程中殼體內(nèi)低溫介質(zhì)汽化量較大，造成殼體壓力不易控制。在使用中蓄壓器上端蓋的閥門軸易斷裂。
[0003]本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)蓄壓裝置的進一步發(fā)展和改進。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種高強度、高靈敏度， 能夠改變頻率防止縱向振動偶合的產(chǎn)生，避免耦合的蓄壓變頻率裝置;是改變輸液管路振動頻率，使產(chǎn)生的縱向振動頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，使推進系統(tǒng)頻率遠離結(jié)構(gòu)固有頻率。
[0005]本實用新型發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種蓄壓變頻率裝置，包括:金屬蓄壓盒12內(nèi)腔中，設(shè)置在感壓腔隔板6上的靜環(huán)座8和設(shè)置在靜環(huán)座8與環(huán)座10之間的膜片組(9，其特征在于:在環(huán)座10的上方設(shè)有通過底盤4密封的氣壓缸2和裝配在氣壓缸2 的法蘭盤，氣壓缸2內(nèi)置波紋管組合體3，波紋管組合體3通過其上連接的上端蓋1，將上端蓋 1中心固聯(lián)的閥門軸15從氣壓缸2的法蘭盤中心孔伸出；波紋管組合體3將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋1的伸縮運動，上端蓋1在外部變化壓力的作用下壓縮波紋管組合體3,增大氣壓缸2內(nèi)腔壓力減小外部變化壓力；波紋管組合體3拉伸，推動上端蓋1開啟閥門，通過外部壓力改變氣壓缸2內(nèi)腔體積產(chǎn)生的固定頻率和推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率，將產(chǎn)生的縱向振動頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進系統(tǒng)縱向振動耦合的產(chǎn)生。
[0006]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0007]強度高。本發(fā)明采用金屬蓄壓盒和通過底盤4密封內(nèi)置于氣壓缸2的金屬波紋管組合體，整體強度高。提高了波紋管組合體的強度、靈敏度及使用溫度范圍。
[0008]靈敏度高。本發(fā)明采用氣壓缸2內(nèi)置波紋管組合體3、波紋管組合體3通過其上連接的上端蓋1，將上端蓋1盤面中心固聯(lián)的閥門軸15從氣壓缸2的法蘭盤中心孔伸出，波紋管組合體3將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋1的伸縮運動的蓄壓變頻率裝置不僅強度、靈敏度提高，而且產(chǎn)生的頻率遠離人的心臟頻率。由于上端蓋1在外部變化壓力的作用下，壓縮波紋管組合體3，增大氣壓缸2內(nèi)腔壓力，外部變化壓力減小，波紋管組合體3拉伸，推動上端蓋1 開啟閥門，波紋管組合體3通過外部壓力改變氣壓缸2內(nèi)腔體積產(chǎn)生的固定頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，可靠性大大提高。改變了推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率，使產(chǎn)生的縱向振動頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止了推進系統(tǒng)縱向振動偶合的產(chǎn)生。
[0009]本發(fā)明通過波紋管組合體增大蓄壓器的氣蝕柔度降低了推進系統(tǒng)的頻率和臨界阻尼比，從而抑制P0G0振動，使系統(tǒng)穩(wěn)定。當蓄壓器遠離栗入口時，蓄壓器氣蝕柔度對推進系統(tǒng)頻率的影響不敏感；當推進系統(tǒng)頻率和結(jié)構(gòu)固有頻率耦合時，結(jié)構(gòu)加速度振動幅值有極大值，推力脈動與結(jié)構(gòu)振動加速度間的相位差為一 V2。
[0010]本發(fā)明利用波紋管組合體3的拉伸、壓縮特性，將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋1的伸縮，波紋管組合體3壓縮，其內(nèi)腔壓力增大，波紋管組合體3拉伸，上端蓋1推動閥門開啟， 波紋管組合體3的剛度、內(nèi)腔體積及外部壓力決定該裝置的頻率，并可以在-70—300° C的溫度范圍內(nèi)使用?！靖綀D說明】
[0011]為了進一步說明而不是限制本發(fā)明的上述實現(xiàn)方式，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施范圍之中。所有這些構(gòu)思應(yīng)視為本技術(shù)所公開的內(nèi)容和本發(fā)明的保護范圍。
[0012]圖1是本發(fā)明蓄壓變頻率裝置的構(gòu)造示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明蓄壓變頻率裝置工作狀態(tài)示意圖。
[0014]圖3是波紋管組合體圖。[〇〇15]圖1中:1上端蓋，2氣壓缸，3波紋管組合體，4底盤，5感壓腔，6感壓腔隔板，7密封膠圈，8靜環(huán)座，9膜片組，10環(huán)座，11過壓保護爆破膜片，12金屬蓄壓盒，13上波片，14下波片， 15閥門軸，16蓄壓變頻率裝置，17限壓閥。【具體實施方式】
[0016]參閱圖1、圖2。在以下描述的蓄壓變頻率裝置的一個優(yōu)選實施例中，一種蓄壓變頻率裝置，包括:金屬蓄壓盒12)內(nèi)腔中設(shè)置在感壓腔隔板6上的靜環(huán)座8和設(shè)置在靜環(huán)座8與環(huán)座10之間的膜片組9。波紋管組合體3、上端蓋1、氣壓缸2、底盤4、爆破膜片11、環(huán)座10、膜片組9、靜環(huán)座8、密封膠圈7組成的金屬蓄壓盒12。環(huán)座10的上方設(shè)有通過底盤4密封的氣壓缸2和裝配在氣壓缸2法蘭盤上，氣壓缸2內(nèi)置波紋管組合體3。所述的氣壓缸2內(nèi)腔深度決定波紋管組合體3的拉伸量，上端有位于中心線的孔，給上端蓋1導向。底盤4內(nèi)腔體積決定蓄壓能力。底盤4與下波片14和爆破膜片11連接，當蓄壓過載時，爆破膜片11破裂，保護系統(tǒng)安全。靜環(huán)座8的外圓環(huán)槽內(nèi)設(shè)有防止靜環(huán)座8移動，隔離金屬蓄壓盒與感壓腔的密封膠圈7。 位于感壓腔隔板6下方設(shè)有存儲介質(zhì)并調(diào)節(jié)壓力的感壓腔5,當存儲介質(zhì)量變化時，感壓腔5 體積越大，壓力變化量越小。為了保證波紋管組合體3的性能，防止波紋管組合體3塑變，底盤4上制有限制波紋管組合體壓縮量的限位柱臺筒體。波紋管組合體3內(nèi)腔壓力一個大氣壓。波紋管組合體3通過其上連接的上端蓋1，將上端蓋1盤面中心固聯(lián)的閥門軸15從氣壓缸 2的法蘭盤中心孔伸出。波紋管組合體3將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋1的伸縮運動，上端蓋 1在外部變化壓力的作用下，壓縮波紋管組合體3,增大氣壓缸2內(nèi)腔壓力。外部變化壓力減小，波紋管組合體3拉伸，推動上端蓋1開啟閥門，波紋管組合體3通過外部壓力改變氣壓缸2 內(nèi)腔體積產(chǎn)生的固定頻率，改變推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率，使產(chǎn)生的縱向振動頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進系統(tǒng)縱向振動偶合的產(chǎn)生。為了避免推進系統(tǒng)壓力P1壓力過大，在底盤4和環(huán)座10筒體的開口端之間設(shè)有過壓保護爆破膜片11，過壓保護爆破膜片11在推進系統(tǒng)壓力P1壓力過大，超過設(shè)定值時破裂，卸壓保護推進系統(tǒng)安全。
[0017]當波紋管組合體3外腔壓力低于一個大氣壓時，波紋管組合體3拉伸，帶動上端蓋1 移動，閥門軸15推開閥門，推進系統(tǒng)氣壓P1進入金屬蓄壓盒。當P1小于波紋管組合體3內(nèi)腔壓力時，波紋管組合體3拉伸，推動上端蓋1開啟閥門，由此產(chǎn)生的氣壓P2進入推進系統(tǒng)管路，改變推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率。當推進系統(tǒng)氣壓P1大于波紋管組合體3內(nèi)腔壓力時， 壓縮波紋管組合體3,波紋管組合體3壓縮一定高度后，上端蓋1的閥門軸15離開限壓閥門 17,限壓閥門關(guān)閉，減少進入的P1氣壓，同時金屬蓄壓盒的壓力減小，波紋管組合體3又拉伸，推進系統(tǒng)達到壓力平衡，保證P2穩(wěn)定。
[0018]參閱圖3。該裝置要求波紋管組合體的剛度小，耐壓高，為此波紋管組合體3分為上波片13和下波片14,為提高波片的強度，上波片13和下波片14型面按徑向延伸的波形排列， 選擇高強度的材料AM350。上端蓋1與閥門軸15位于中心軸線上與上波片13連接，閥門軸15 通過氣壓缸2的法蘭盤孔來回移動，推動閥門開關(guān)。
【主權(quán)項】
1.一種蓄壓變頻率裝置，包括:金屬蓄壓盒(12)內(nèi)腔中設(shè)置在感壓腔隔板(6)上的靜環(huán) 座(8)和設(shè)置在靜環(huán)座(8)與環(huán)座(10)之間的膜片組(9)，其特征在于:在環(huán)座(10)的上方設(shè) 有通過底盤(4)密封的氣壓缸(2)和裝配在氣壓缸(2)的法蘭盤，氣壓缸(2)內(nèi)置波紋管組合 體(3)，波紋管組合體(3)通過其上連接的上端蓋(1)，將上端蓋(1)中心固聯(lián)的閥門軸(15) 從氣壓缸(2)的法蘭盤中心孔伸出；波紋管組合體(3)將外部壓力變化轉(zhuǎn)換成上端蓋(1)的 伸縮運動，上端蓋(1)在外部變化壓力的作用下壓縮波紋管組合體(3)，增大氣壓缸(2)內(nèi)腔 壓力減小外部變化壓力;波紋管組合體(3)拉伸，推動上端蓋(1)開啟閥門，通過外部壓力改 變氣壓缸(2)內(nèi)腔體積產(chǎn)生的固定頻率和推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率，將產(chǎn)生的縱向振動 頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進系統(tǒng)縱向振動耦合的產(chǎn)生。2.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，底盤(4)上制有限制波紋管組合 體壓縮量的限位柱臺筒體。3.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，所述的氣壓缸(2)內(nèi)腔深度決定 波紋管組合體(3)的拉伸量，上端有位于中心線的孔，給上端蓋(1)導向。4.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，波紋管組合體(3)內(nèi)腔壓力一個 大氣壓，將上端蓋(1)盤面中心固聯(lián)的閥門軸(15)，從氣壓缸(2)的法蘭盤中心孔伸出。5.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，在底盤(4)和環(huán)座(10)筒體的開 口端之間設(shè)有過壓保護爆破膜片(11)，過壓保護爆破膜片(11)在推進系統(tǒng)壓力P1壓力過 大，超過設(shè)定值時破裂。6.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，靜環(huán)座(8)的外圓環(huán)槽內(nèi)設(shè)有防 止靜環(huán)座(8)移動，隔離金屬蓄壓盒與感壓腔的密封膠圈(7)。7.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，位于感壓腔隔板(6)下方設(shè)有存 儲介質(zhì)并調(diào)節(jié)壓力的感壓腔(5)，當存儲介質(zhì)量變化時，感壓腔(5)體積越大，壓力變化量越 小。8.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，當波紋管組合體(3)外腔壓力低 于一個大氣壓時，波紋管組合體(3)拉伸，帶動上端蓋(1)移動，閥門軸(15)推開閥門，推進 系統(tǒng)氣壓P1進入金屬蓄壓盒。9.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，當P1小于波紋管組合體(3)內(nèi)腔 壓力時，波紋管組合體(3)拉伸，推動上端蓋(1)開啟閥門，由此產(chǎn)生的氣壓P2進入推進系統(tǒng) 管路，改變推進系統(tǒng)輸液管路振動頻率。10.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，上端蓋(1)與閥門軸(15)位于中 心軸線上與上波片(13)連接，閥門軸(15)通過氣壓缸(2)的法蘭盤孔來回移動，推動閥門開關(guān)。11.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，波紋管組合體(3)分為上波片 (13)和下波片(14)，為提高波片的強度，上波片(13)和下波片(14)型面按徑向延伸的波形 排列。12.按權(quán)利要求1所述的蓄壓變頻率裝置，其特征在于，當推進系統(tǒng)氣壓P1大于波紋管 組合體(3)內(nèi)腔壓力時，壓縮波紋管組合體(3)，波紋管組合體(3)壓縮一定高度后，上端蓋 (1)的閥門軸(15)離開限壓閥門(17)，限壓閥門關(guān)閉，減少進入的P1氣壓和金屬蓄壓盒的壓 力，波紋管組合體(3)拉伸，推進系統(tǒng)達到壓力平衡，保證P2穩(wěn)定。
【文檔編號】B64G1/40GK205602153SQ201620221806
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】伍秀蘭, 張小京, 廖春慧, 伍碧霞, 王俊恒
【申請人】成都凱天電子股份有限公司