長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，包括三個補償器、兩個拉桿組件和三個卡箍，其中三個補償器間隔安裝在導(dǎo)管上，第一補償器和第二補償器上分別安裝第一拉桿組件和第二拉桿組件，用與對第一補償器和第二補償器分別進(jìn)行固定，所述第一補償器和第二補償器之間的導(dǎo)管上安裝第一卡箍，所述第二補償器和第三補償器之間的導(dǎo)管上安裝第二卡箍第三補償器的另一側(cè)安裝第三卡箍，三個卡箍共同作用使導(dǎo)管僅能產(chǎn)生軸向位移，該裝置用于運載火箭中長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管，解決了長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管的溫度補償和裝配補償?shù)膯栴}，保證了導(dǎo)管在火箭飛行過程中的安全性和可靠性。
【專利說明】長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，屬于運載火箭增壓輸送系統(tǒng)中長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管的補償【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國長征七號運載火箭是采用液氧煤油的一種新型無污染火箭，其增壓方案首次采用常溫氦氣加溫增壓極大的提高了增壓能力，同時采用3.35m大容積的貯箱結(jié)構(gòu)大大增加了推進(jìn)劑貯存量，此種方案對火箭增壓輸送系統(tǒng)導(dǎo)管提出了更高的要求，液氧貯箱側(cè)壁增壓導(dǎo)管不僅要承受貯箱在低溫加注過程中的低溫收縮變形同時還應(yīng)承受火箭飛行過程中的高溫氣體增壓對導(dǎo)管產(chǎn)生的膨脹拉伸變形，且由于貯箱為薄壁結(jié)構(gòu)外壁無法設(shè)置限位裝置將長距離導(dǎo)管進(jìn)行分段來補償，十幾米的增壓導(dǎo)管要同時承受低溫(80K)貯箱變形和高溫(620K)導(dǎo)管自身變形，此種情況在我國在飛型號中從未遇到，一旦導(dǎo)管在如此大變形中出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個增壓輸送系統(tǒng)工作失效，最終導(dǎo)致飛行任務(wù)失敗，因此急需對此類導(dǎo)管開展補償設(shè)計研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，該裝置用于運載火箭中長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管，解決了長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管的溫度補償和裝配補償?shù)膯栴}，保證了導(dǎo)管在火箭飛行過程中的安全性和可靠性。
[0004]本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0005]長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，包括三個補償器、兩個拉桿組件和三個卡箍，其中三個補償器間隔安裝在導(dǎo)管上，第一補償器和第二補償器上分別安裝第一拉桿組件和第二拉桿組件，用與對第一補償器和第二補償器分別進(jìn)行固定，所述第一補償器和第二補償器之間的導(dǎo)管上安裝第一卡箍，所述第二補償器和第三補償器之間的導(dǎo)管上安裝第二卡箍第三補償器的另一側(cè)安裝第三卡箍，所述三個卡箍共同作用使導(dǎo)管僅能產(chǎn)生軸向位移。
[0006]在上述長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置中，每個拉桿組件包括四個拉桿和兩個法蘭，其中兩個法蘭分別固定在補償器兩端，每個法蘭上對稱分布四個通孔，四個拉桿分別穿過四個通孔并擰緊固定。
[0007]在上述長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置中，第二補償器和第三補償器之間的距離L1與導(dǎo)管總補償量M的關(guān)系如下:
[0008]Ι^=3/Μ+Ν+?2
[0009]其中:N為補償器的最大預(yù)拉伸量，取值為9/Μ~6/Μ ；
[0010]L2為第二卡箍的寬度。
[0011]在上述長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置中，第一補償器和第二補償器之間的距離L3與導(dǎo)管總補償量M的關(guān)系如下:
[0012]L3=3/MX2+NX2+L4[0013]其中:N為補償器的最大預(yù)拉伸量，取值為9/M~6/M ；
[0014]L4為第 ^箍的寬度。
[0015]在上述長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置中，第一卡箍位于第一補償器和第二補償器之間的中間位置，第二卡箍位于第二補償器和第三補償器之間的中間位置。
[0016]在上述長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置中，第三卡箍與第三補償器之間的距離保證第三補償器工作狀態(tài)中不接觸第三卡箍。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0018](I)、本發(fā)明設(shè)計了一種全新的長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管補償裝置，補償裝置由三個補償器、兩個拉桿組件和三個卡箍組成，根據(jù)導(dǎo)管補償量要求對三個補償器之間的距離，卡箍的位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，解決了火箭長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管的大補償量需求，解決了長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管的溫度補償和裝配補償?shù)膯栴}，保證了導(dǎo)管在火箭飛行過程中的安全性和
可靠性。
[0019](2)、本發(fā)明長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管補償裝置，為防止多個補償器在飛行振動工況下發(fā)生失穩(wěn)，在兩兩補償器之間設(shè)置卡箍支撐，在其中2個補償器上設(shè)置拉桿結(jié)構(gòu)，提高了補償器的剛度；
[0020](3)、本發(fā)明補償裝置結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便，可靠性高，具有較強的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明拉桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明拉桿組件中法蘭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0025]如圖1所示為本發(fā)明長距離寬溫區(qū)增壓導(dǎo)管補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該導(dǎo)管補償裝置包括三個補償器、兩個拉桿組件和三個卡箍，其中三個補償器間隔焊接在導(dǎo)管I上，第一補償器2和第二補償器3上分別安裝第一拉桿組件4和第二拉桿組件5，用于對第一補償器2和第二補償器3分別進(jìn)行固定，第一補償器2和第二補償器3之間的導(dǎo)管I上安裝第一卡箍6，第二補償器3和第三補償器7之間的導(dǎo)管I上安裝第二卡箍8，第三補償器7的另一側(cè)安裝第三卡箍9，三個卡箍共同作用使導(dǎo)管4僅能產(chǎn)生軸向位移，三個卡箍套裝在導(dǎo)管I的外表面并通過螺釘擰緊固定，其中第一卡箍6位于第一補償器2和第二補償器3之間的中間位置，第二卡箍8位于第二補償器3和第三補償器7之間的中間位置。
[0026]如圖2所示為本發(fā)明拉桿組件結(jié)構(gòu)示意圖，圖3所示為本發(fā)明拉桿組件中法蘭結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知每個拉桿組件包括四個拉桿10和兩個法蘭11，其中兩個法蘭11分別固定在補償器兩端，每個法蘭上11對稱分布四個通孔，四個拉桿10分別穿過四個通孔并擰緊固定。
[0027]第二補償·器3和第三補償器7之間的距離L1設(shè)計過程中考慮第三補償器7最大拉伸時刻不與第二卡箍8碰觸，第三補償器7最大壓縮時，第二補償器3不與第二卡箍8碰觸，設(shè)總壓縮補償量為M，第三補償器7分配的補償量為3/M，三個補償器的最大預(yù)拉伸量N在9/M~6/M之間，第二卡箍8的寬度為L2,則:
[0028]第二補償器3和第三補償器7之間的距離L1與導(dǎo)管I總補償量M的關(guān)系如下:
[0029]LfS/M+N+Lg。
[0030]第一補償器2和第二補償器3之間的距離L3設(shè)計過程中考慮第二補償器3和第三補償器7均處于最大拉伸狀態(tài)時，第二補償器3不與第一卡箍6碰觸，同時第二補償器3和第三補償器7處于最大壓縮狀態(tài)時,第一補償器2不與第 ^箍6碰觸,設(shè)總壓縮補償量為M，第二補償器3和第三補償器7分配的補償量均為3/M，三個補償器最大預(yù)拉伸量N在9/M~6/M之間，第一卡箍6的寬度為匕，則:
[0031]第一補償器2和第二補償器3之間的距離L3與導(dǎo)管I總補償量M的關(guān)系如下:
[0032]Ls=3/M X 2+N X 2+L4。
[0033]第三卡箍9與第三補償器7之間的距離保證第三補償器7工作狀態(tài)中不接觸第三卡箍9，即對第三補償器7進(jìn)行限位。
[0034]火箭飛行階段主要計算高溫工況下導(dǎo)管自身的變形量及與其相關(guān)的貯箱、殼段變形。根據(jù)火箭全壽命周期的導(dǎo)管總的變形量開展補償器設(shè)計，對導(dǎo)管在火箭全壽命周期內(nèi)所經(jīng)歷的工況進(jìn)行逐個分析計算，主要包括:總裝階段、總裝測試、推進(jìn)劑加注、射前增壓和火箭飛行。
[0035]導(dǎo)管I的總補償量M與如下幾個方面有關(guān):
[0036]一、總裝階段，主要確定與此導(dǎo)管相關(guān)的貯箱、殼段由于制造公差所引起的導(dǎo)管補償量。計算導(dǎo)管裝配過程中導(dǎo)管的軸向偏差和角度偏差；軸向偏差為制造公差的代數(shù)和，總角度偏差α的計算公式為:
「00371
【權(quán)利要求】
1.長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:包括三個補償器、兩個拉桿組件和三個卡箍，其中三個補償器間隔安裝在導(dǎo)管(I)上，第一補償器(2)和第二補償器(3)上分別安裝第一拉桿組件(4)和第二拉桿組件(5)，用與對第一補償器(2)和第二補償器(3)分別進(jìn)行固定，所述第一補償器(2)和第二補償器(3)之間的導(dǎo)管(I)上安裝第一卡箍(6)，所述第二補償器(3)和第三補償器(7)之間的導(dǎo)管(I)上安裝第二卡箍(8)，第三補償器(7)的另一側(cè)安裝第三卡箍(9)，所述三個卡箍共同作用使導(dǎo)管(4)僅能產(chǎn)生軸向位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:所述每個拉桿組件包括四個拉桿(10)和兩個法蘭(11)，其中兩個法蘭(11)分別固定在補償器兩端，每個法蘭上(11)對稱分布四個通孔，四個拉桿(10)分別穿過四個通孔并擰緊固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:所述第二補償器(3)和第三補償器(7)之間的距離L1與導(dǎo)管(I)總補償量M的關(guān)系如下: 、=3/Μ+Ν+“ 其中=N為補償器的最大預(yù)拉伸量，取值為9/Μ~6/Μ ； L2為第二卡箍(8)的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:所述第一補償器(2)和第二補償器(3)之間的距離L3與導(dǎo)管(I)總補償量M的關(guān)系如下: L3=3/MX2+NX2+L4 其中=N為補償器的最大預(yù)拉 伸量，取值為9/M~6/M ； L4為第 ^箍(6)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一權(quán)利要求所述的長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:所述第一卡箍(6)位于第一補償器(2)和第二補償器(3)之間的中間位置，第二卡箍(8)位于第二補償器(3)和第三補償器(7)之間的中間位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一權(quán)利要求所述的長距離寬溫區(qū)導(dǎo)管補償裝置，其特征在于:所述第三卡箍(9)與第三補償器(7)之間的距離保證第三補償器(7)工作狀態(tài)中不接觸第三卡箍(9)。
【文檔編號】F16L51/03GK103672280SQ201310611801
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】吳姮, 張立強, 周宏 , 馬方超, 方紅榮, 周浩洋 申請人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院