蓄壓變頻率裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低火箭助推器推進(jìn)輸送系統(tǒng)振動(dòng)頻率，能夠把助推器里液體的共振給‘吸’掉的蓄壓變頻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著運(yùn)載火箭技術(shù)的不斷發(fā)展，火箭的發(fā)射動(dòng)力也越來越大，導(dǎo)致火箭的結(jié)構(gòu)縱向、局部振動(dòng)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(jìn)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(dòng)其形態(tài)與“踩高曉”相類似，所以命名為POGO振動(dòng)。推進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與臨界阻尼比有關(guān)，當(dāng)臨界阻尼比大于結(jié)構(gòu)阻尼比時(shí)，發(fā)生POGO振動(dòng)。POGO振動(dòng)是由大型液體火箭的結(jié)構(gòu)縱向振動(dòng)與動(dòng)力系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定的自激振動(dòng)，典型的POCO振動(dòng)是:當(dāng)運(yùn)載器結(jié)構(gòu)縱向振動(dòng)的固有頻率與動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)固有頻率彼此接近或相等時(shí)，形成了一種閉合回路的自激振動(dòng)。這種自激振動(dòng)幅值隨藕合現(xiàn)象產(chǎn)生縱向振動(dòng)偶合，當(dāng)這樣的振動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，通常帶有突然性，所以成為影響運(yùn)載火箭的穩(wěn)定性的重大問題之一。用于縱向偶合振動(dòng)POGO抑制設(shè)計(jì)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(jì)要求。目前，國內(nèi)外主要采用在推進(jìn)系統(tǒng)上安裝改變系統(tǒng)固有頻率的蓄壓器是由兩個(gè)像在助推器的管腔里放了兩個(gè)氣囊，容積約1.2升的金屬蓄壓盒組成的，采用兩個(gè)“氣囊”連通共同工作來降低振動(dòng)頻率?；鸺诓煌娘w行階段，助推器振動(dòng)的頻率是不一樣的，蓄壓器“吸振”的能力必須隨助推器振動(dòng)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(jìn)入管路會(huì)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(dòng)試驗(yàn)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(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明發(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(qiáng)度、高靈敏度，能夠改變頻率防止縱向振動(dòng)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(dòng)頻率，使產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，使推進(jìn)系統(tǒng)頻率遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)固有頻率。
[0005]本發(fā)明發(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I，將上端蓋I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I的伸縮運(yùn)動(dòng)，上端蓋I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(dòng)上端蓋I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(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率，將產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進(jìn)系統(tǒng)縱向振動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)度高。提高了波紋管組合體的強(qiáng)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I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I的伸縮運(yùn)動(dòng)的蓄壓變頻率裝置不僅強(qiáng)度、靈敏度提高，而且產(chǎn)生的頻率遠(yuǎn)離人的心臟頻率。由于上端蓋I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(dòng)上端蓋I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(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率，使產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止了推進(jìn)系統(tǒng)縱向振動(dòng)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(jìn)系統(tǒng)的頻率和臨界阻尼比，從而抑制POGO振動(dòng)，使系統(tǒng)穩(wěn)定。當(dāng)蓄壓器遠(yuǎn)離栗入口時(shí)，蓄壓器氣蝕柔度對推進(jìn)系統(tǒng)頻率的影響不敏感；當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)頻率和結(jié)構(gòu)固有頻率耦合時(shí)，結(jié)構(gòu)加速度振動(dòng)幅值有極大值，推力脈動(dòng)與結(jié)構(gòu)振動(dòng)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I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I推動(dòng)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。
【附圖說明】
[0011]為了進(jìn)一步說明而不是限制本發(fā)明的上述實(shí)現(xiàn)方式，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)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(hù)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。
[0015]圖1中:I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(hù)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(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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 ο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I導(dǎo)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(dāng)蓄壓過載時(shí)，爆破膜片11破裂，保護(hù)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(dòng)，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(chǔ)介質(zhì)并調(diào)節(jié)壓力的感壓腔5，當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)量變化時(shí)，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(gè)大氣壓。波紋管組合體3通過其上連接的上端蓋I，將上端蓋I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I的伸縮運(yùn)動(dòng)，上端蓋I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(dòng)上端蓋I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(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率，使產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進(jìn)系統(tǒng)縱向振動(dòng)偶合的產(chǎn)生。為了避免推進(jìn)系統(tǒng)壓力Pl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(hù)爆破膜片11，過壓保護(hù)爆破膜片11在推進(jìn)系統(tǒng)壓力Pl壓力過大，超過設(shè)定值時(shí)破裂，卸壓保護(hù)推進(jìn)系統(tǒng)安全。
[0017]當(dāng)波紋管組合體3外腔壓力低于一個(gè)大氣壓時(shí)，波紋管組合體3拉伸，帶動(dòng)上端蓋I移動(dòng)，閥門軸15推開閥門，推進(jìn)系統(tǒng)氣壓Pl進(jìn)入金屬蓄壓盒。當(dāng)Pl小于波紋管組合體3內(nèi)腔壓力時(shí)，波紋管組合體3拉伸，推動(dòng)上端蓋I開啟閥門，由此產(chǎn)生的氣壓P2進(jìn)入推進(jìn)系統(tǒng)管路，改變推進(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率。當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)氣壓Pl大于波紋管組合體3內(nèi)腔壓力時(shí)，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I的閥門軸15離開限壓閥門17，限壓閥門關(guān)閉，減少進(jìn)入的Pl氣壓，同時(shí)金屬蓄壓盒的壓力減小，波紋管組合體3又拉伸，推進(jìn)系統(tǒng)達(dá)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(qiáng)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(qiáng)度的材料AM350。上端蓋I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(dòng)，推動(dòng)閥門開關(guān)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(I)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(I)的伸縮運(yùn)動(dòng)，上端蓋(I)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(dòng)上端蓋(I)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(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率，將產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進(jìn)系統(tǒng)縱向振動(dòng)耦合的產(chǎn)生。2.按權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度的蓄壓變頻率裝置，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(I)導(dǎo)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(gè)大氣壓，將上端蓋(I)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(hù)爆破膜片(11)，過壓保護(hù)爆破膜片(11)在推進(jìn)系統(tǒng)壓力Pl壓力過大，超過設(shè)定值時(shí)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(dòng)，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(chǔ)介質(zhì)并調(diào)節(jié)壓力的感壓腔(5)，當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)量變化時(shí)，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(dāng)波紋管組合體(3)外腔壓力低于一個(gè)大氣壓時(shí)，波紋管組合體(3)拉伸，帶動(dòng)上端蓋(I)移動(dòng)，閥門軸(15)推開閥門，推進(jìn)系統(tǒng)氣壓Pl進(jìn)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(dāng)Pl小于波紋管組合體(3)內(nèi)腔壓力時(shí)，波紋管組合體(3)拉伸，推動(dòng)上端蓋(I)開啟閥門，由此產(chǎn)生的氣壓P2進(jìn)入推進(jìn)系統(tǒng)管路，改變推進(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)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(I)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(dòng)，推動(dòng)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(qiáng)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(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)氣壓Pl大于波紋管組合體(3)內(nèi)腔壓力時(shí)，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(I)的閥門軸(15)離開限壓閥門(17)，限壓閥門關(guān)閉，減少進(jìn)入的Pl氣壓和金屬蓄壓盒的壓力，波紋管組合體(3)拉伸，推進(jìn)系統(tǒng)達(dá)到壓力平衡，保證P2穩(wěn)定。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種蓄壓變頻率裝置。通過下述技術(shù)方案予以實(shí)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(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(jìn)系統(tǒng)輸液管路振動(dòng)頻率，將產(chǎn)生的縱向振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)頻率隔離，防止推進(jìn)系統(tǒng)縱向振動(dòng)耦合的產(chǎn)生。本發(fā)明提高了波紋管組合體的強(qiáng)度、靈敏度及使用溫度范圍。
【IPC分類】B64G1/40
【公開號】CN105711858
【申請?zhí)枴緾N201610165330
【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