[发明专利]一种波纹式锥柱形隔膜贮箱

说明书

本发明公开了一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，包括：贮箱壳体和翻转隔膜；翻转隔膜由凸面冠区、波纹式锥柱区、弯环区和直筒区组成；凸面冠区的型面与贮箱壳体封头型面一致；波纹式锥柱区由若干外凸环、内凹环和过渡直环组成；弯环区用于诱导隔膜翻转，直筒区用于翻转隔膜和贮箱壳体的装配；翻转隔膜在外压作用下，弯环区、波纹式锥柱区以及凸面冠区依次完成规则翻转至最终工作型面实现推进剂供给功能。本发明解决了目前锥柱形隔膜贮箱的隔膜结构在翻转过程中产生褶皱、偏心等不规则变形的问题，将金属隔膜结构由球形、类球形或椭球形拓展至锥柱形，是现有金属隔膜贮箱的重要发展和有益补充。

技术领域

本发明涉及飞行器液体的贮存与管理领域，具体涉及一种波纹式锥柱形隔膜贮箱。

背景技术

推进剂贮箱作为飞行器的重要组成部分，具有贮存和管理推进剂的功能。金属隔膜贮箱因具有工作原理简单、可靠性高、排放效率高、不受干扰加速度影响等特点，被广泛应用于变轨和姿态调整频繁、机动性要求高的飞行器。此外，金属隔膜贮箱具有强度高、耐腐蚀性好、变形过程可控、抗渗透性好的特点，可解决液体晃动、精准控制和长期贮存的难题，显著提高飞行器的寿命和机动性，具有广阔的应用前景。

金属隔膜贮箱工作时，增压气体挤压隔膜，将推进剂输送至管路，期间隔膜经历了从上凸状态翻转至下凹状态的弹塑性大变形过程。目前金属隔膜结构都为球形、类球形或椭球形，以确保其在翻转过程中不产生褶皱、偏心等不规则变形问题。而在目前隔膜结构基础上，直接增加大角度锥柱段得到锥柱形隔膜无法避免上述问题，进而隔膜无法完成规则翻转变形。因此，目前金属隔膜贮箱仅适用于球形、类球形和椭球形安装的航天器，无法应用于柱形安装结构的航天器。

为此，本发明所提供的波纹式锥柱形隔膜贮箱有效解决了目前此类隔膜翻转过程中产生的褶皱和偏心问题，将金属隔膜结构由球形、类球形或椭球形拓展至锥柱形，是现有金属隔膜贮箱的重要发展和有益补充。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的锥柱形翻转隔膜贮箱由于隔膜径向失稳和偏心导致无法有效管理推进剂的问题，提供一种不工作时能够贮存液体并将液体与工作区隔离、工作时通过隔膜翻转完成推进剂供给的贮箱。

为了达到上述的目的，本发明提供一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，包括：贮箱壳体1和翻转隔膜2；

所述翻转隔膜2包括：凸面冠区21、波纹式锥柱区22、弯环区23和直筒区24；

所述凸面冠区21的型面与贮箱壳体1封头型面一致；

所述波纹式锥柱区22包括：外凸环221、内凹环222和过渡直环223；

所述弯环区23用于诱导隔膜翻转，所述直筒区24用于翻转隔膜2和贮箱壳体1的装配；

所述翻转隔膜2在外压作用下，弯环区23、波纹式锥柱区22以及凸面冠区21依次完成规则翻转至最终工作型面25，实现推进剂供给功能。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，贮箱壳体1为全金属结构、金属内衬外部复合材料缠绕结构、全复合材料结构之一。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，所述翻转隔膜2由金属或非金属制成，壁厚为0.2mm～3mm。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，所述翻转隔膜2的凸面冠区21型面呈半球形或半椭球形。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，所述翻转隔膜2的波纹式锥柱区22内倾角度α为70°～90°。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，所述翻转隔膜2的波纹式锥柱区22波纹呈同轴或螺旋分布。

上述一种波纹式锥柱形隔膜贮箱，其中，所述翻转隔膜2的波纹式锥柱区22相邻两外凸环221圆弧半径r1不应大于中间内凹环222圆弧半径r2；波纹式锥柱区22的每个外凸环221外径D1、每个内凹环222内径D2可以相等或不相等。