一種可自適應調整的管路對接裝置的製作方法

2023-07-25 06:58:56

本發明涉及一種管路對接裝置，適用於液體火箭低溫推進劑加注系統，以及其他工程領域的管路系統。

背景技術：

動力系統試驗是新研製火箭飛行試驗之前最大型的地面試驗，需真實加注推進劑並完成點火時段全部工作。推進劑加注系統作為火箭動力系統試驗臺的關鍵組成部分，通過對接裝置與箭體貯箱連接。以低溫工質作為推進劑的火箭，管道在冷態下的收縮力以及介質的重力使得系統中的管路和支架都面臨很大的考驗。如果作用力直接施加在法蘭等接口處，會影響到接口的密封，嚴重時造成推進劑的洩漏，甚至影響試驗任務的成敗。此外，動力系統試驗過程，箭地對接管路保持連接狀態，需要管路對接裝置能夠在一定量級的力、熱、振動環境中保持結構穩定、密封可靠的特性。

技術實現要素：

本發明的技術解決問題：

(1)可實現兩個管路接口的連接，並可以在一定範圍內，適應不同接口的結構和位置尺寸要求。

(2)在一定高度範圍內具有調節功能，解決因管路取樣、製作、安裝、基礎沉降等規定誤差所帶來尺寸匹配問題。

(3)應滿足軟管橫向位移補償量的要求，並且不會因支架限位引起新的附加應力。

(4)應滿足力、熱環境適應性要求，如振動環境放鬆、減振，低溫介質隔熱等要求。

本發明的技術解決方案：

(1)採用一定長度和口徑的軟管實現管路接口連接，軟管接口結構形式與管路接口相匹配，管路接口結構和位置尺寸的差異化要求依靠軟管轉接頭進行特性匹配。

(2)採用升降架滿足高度調節要求，選取長度滿足調節量要求的螺栓，採取螺母旋轉運動的方式改變升降架對託架的高度定位，最終實現支架的高度誤差補償。

(3)軟管長度指標確定滿足橫向位移補償量要求。採用旋轉軸和託架的組合支撐結構，通過旋轉運動向埠平動的轉化，實現埠在高度方向上針對管口下沉的自適應調整。

(4)在軟管和託架之間增加絕熱緩衝層，可以實現隔熱和減振的目的；採取安裝備母的方法，實現螺接結構的放鬆。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)現有技術對連接兩設備或管路的軟管通常不採取支撐措施，而火箭貯箱與普通工業貯箱不同，箭體貯箱採用減重設計，接口不能承受過大的徑向載荷，因此需要對軟管進行支撐，本發明增加了這一支撐結構。

(2)當箭體隨著推進劑的加注出現下沉時，與箭體相連的軟管一端也隨之下沉，這時支架的託架可以繞著旋轉軸自動旋轉，補償了這一現象，防止法蘭受到過度的拉扯作用而出現洩漏，確保了試驗的順利進行。

(3)與火箭發射場不同，動力系統試驗過程，加注管路仍與箭體相連，因此管路對接裝置需承受振動載荷，本發明採取防松、減振措施，適應了這一特殊需求。

附圖說明

圖1管路對接裝置總圖；圖2裝置局部放大圖。1是軟管、2是旋轉軸、3是託架、4是抱箍、5是絕熱緩衝層、6是轉接頭、7是升降架、8是斜支撐、9是底板、10是立杆、11是調節螺栓、12是底座、13是防松備母、14是調節螺母、15是耳板。

具體實施方式

下面結合附圖說明和具體實施對本發明作進一步描述：

如圖1所示，箭體與軟管通過法蘭連接，支架設置在軟管中部。如圖1及圖2所示，本發明由軟管1、旋轉軸2、託架3、抱箍4、絕熱緩衝層5、轉接頭6、升降架7、斜支撐8、底板9、立杆10、調節螺栓11、底座12、防松備母13、調節螺母14、耳板15組成。底板9通過螺栓與安裝平臺固定，調節螺栓11由調節螺母14固定在底座12上，並在兩邊分別加一個防松備母13。旋轉軸2與調節螺栓11焊接在一起並穿過託架3下部的耳板15，使得託架3可繞旋轉軸2自由旋轉，軟管放置在託架3上由抱箍4固定，抱箍4與託架3通過螺紋連接。

本發明的工作原理是：支架的底板9在安裝平臺固定好後，根據箭上法蘭口的高度調節託架3的高度以補償製造和安裝誤差，這一動作通過調節螺栓11與調節螺母14配合實現，調整好位置後，擰緊防松備母13以防止試驗臺振動導致的連接鬆動。

低溫推進劑加注前，箭體未下沉，軟管通過抱箍4近似水平固定在託架3上。開始加注時，箭體開始下沉，與箭體相連的軟管一端也隨之下沉，旋轉軸2發生轉動，此時，託架3同軟管一起繞著旋轉軸2轉動。這樣支架既能起到支撐的作用，同時也能通過軟管補償箭體的下沉位移。

本發明未詳細描述內容為本領域技術人員公知技術。