一種補償膜盒組件及其安裝方法
【專利摘要】本發明公開了一種補償膜盒組件及其安裝方法，包括補償膜盒、補償端蓋和減磨環,在所述補償端蓋的中間設有一根與膜盒組件上端蓋導套孔配合的Φ15mm導柱,起到往復運動的導向作用，在所述導柱上設計了一條寬5.6mm、深2.5mm的溝槽，用于安裝所述減磨環，所述減磨環為一氟塑料條狀物卷曲后容納于導柱溝槽內形成一個圓環,所述減磨環的尺寸為47mmX5.5mmX2.6mm。本發明確保了補償元件的準確定位，解決了研制過程中的瓶頸問題，在研制填補國內空白的壓氣機中發揮了重要作用,為實現空間站推進系統增壓氣體回收利用技術打下了堅實的基礎。
【專利說明】一種補償膜盒組件及其安裝方法

【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種補償膜盒組件及其安裝方法。

【背景技術】
[0002]為實現空間站長期運行，推進系統“推進劑補加和增壓氣體回用技術”是研宄的關鍵項目。推進系統的增壓氣體回用技術，就是將己經使用過的貯箱氣腔內的低壓氣體經壓縮后再擠壓回高壓氣瓶，這過程就必須采用氣體壓縮裝置。因此，研制適用于空間環境使用要求的高性能壓氣機是該項技術的核心。
[0003]由于壓氣機研制技術跨越大，難度高，考慮到擠壓氣體在空間站反復使用對氣體純凈度的要求，隔膜式壓氣機是較理想的選擇(俄羅斯空間站也是采用該類型壓氣機)。隔膜式壓氣機具有特別設計的膜片，氣體不與任何潤滑劑接觸，用膜片將被壓縮的氣體與外界隔離，利用液壓能量推擠膜片，達到壓縮氣體的功能。所以壓縮氣體的純潔度極高，同時其所能提供的壓力范圍廣，容積流量也可控制在較低的范圍內。為滿足空間微重力環境使用，壓氣機采用全油填充+補償腔的液壓油管理方式，不但避免了油氣混合問題，還解決了重要的空間潤滑問題。但須重點解決空間環境微重力、溫度變化條件下的液壓油補償問題。
[0004]壓氣機補償元件膜盒組件是保護機器正常運轉的核心技術，是實現壓氣機空間微重力環境使用的關鍵裝置。其主要作用是在一二級活塞運動過程中提供相應的周期體積補償及對溫度變化帶來的體積變化進行補償，其原理是利用膜片的振蕩來實現。以曲軸箱為例，當壓氣機工作時，由于兩級活塞的直徑差別，壓氣機在運轉過程中活塞的運動必然導致曲軸箱內體積的周期變化，而體積的周期變化由補償元件的上下撓曲變形來填補，從而達到補償作用，因此對該元件的補償性能和疲勞性能均要求很高。
[0005]壓氣機研制初期，其三個補償元件是三組圓形0.4mm厚的不銹鋼薄片，這種結構相對簡單，在裝配過程中只要解決它的密封問題就行。根據總體給出的環境溫度范圍-5°C-+40°C，為確?？煽啃裕瑝簹鈾C補償元件必須要設計冗余的裕度。根據物理原理，油液會隨著溫度的上升或下降產生膨脹或收縮，壓氣機內充填的液壓油也在遵循著這個規律。由于機器尺寸的限制，無法把補償膜片做成較大尺寸，這樣情況下，其補償能力就受到限制，在試驗過程中由于經受千萬次的交變載荷及補償沖擊的作用，導致了壓氣機補償膜片在高溫環境運轉過程中發生破裂情況。
[0006]分解后發現原來平整的膜片在膨脹力作用下形成了朝外鼓出的形態，更換新的補償膜片后進行相同的試驗，在試驗一定時間后出現了有規律性破裂的情況。將破損的膜片進行失效分析，分析認為膜片式補償方式不足以滿足在極端情況下液壓油膨脹或收縮產生的足夠補償量。


【發明內容】

[0007]為解決上述問題，本發明提供了一種補償膜盒組件及其安裝方法。
[0008]為實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
[0009]一種補償膜盒組件，包括補償膜盒、補償端蓋和減磨環，在所述補償端蓋的中間設有一根與膜盒組件上端蓋導套孔配合的?15mm導柱，起到往復運動的導向作用，在所述導柱上設計了一條寬5.6mm、深2.5mm的溝槽，用于安裝所述減磨環，所述減磨環為一氟塑料條狀物卷曲后容納于導柱溝槽內形成一個圓環，所述減磨環的尺寸為47mmX5.5mmX2.6mm0
[0010]為解決上述問題，本發明實施例還提供了一種補償膜盒組件的安裝方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0011]S1、制作一根直徑與補償端蓋導柱溝槽一致的芯棒，將片狀減磨元件卷在上面使其初步成形，盡量讓其搭接部分與芯棒貼合；
[0012]S2、將一根長約400mm的Φ0.5mm的奧氏體不銹鋼絲表面用細砂皮打磨一下，確保無脫落的表層多余物后，用無水乙醇擦洗干凈，得不銹鋼絲A ;
[0013]S3、將不銹鋼絲A從外穿過補償端蓋平衡進氣接管嘴上Φ4的孔，在補償端蓋導柱上裝入預成型的減磨元件，用不銹鋼絲A在減磨元件上繞一圈，再把不銹鋼絲A從進氣接管嘴上Φ4的孔中穿出；
[0014]S4、用鋼絲鉗將步驟S3中的不銹鋼絲A 二頭夾緊后往外抽動，使減磨元件在不銹鋼絲A束縛力作用下，緊緊貼合在補償端蓋導柱的容納槽中成為圓環；
[0015]S5、將膜盒組件輕輕壓入，測量膜盒組件與補償端蓋配合面之間的間隙，計算得出膜盒組件上的孔己經將減磨環覆蓋1/3?1/2時，松開鋼絲鉗，將不銹鋼絲A 二個引出端的一個夾住往外抽去不銹鋼絲A ;
[0016]S6、輕推膜盒組件至補償端蓋配合面，檢查減磨環是否進入正確位置，按壓補償膜盒端蓋頂部，能明顯感覺到上下運動時有阻尼作用，無卡滯現象，即可。
[0017]其中，為防止減磨環在安裝過程中不完全進入導柱的容納槽中，首先，必須確認膜盒組件上的孔己經將減磨環覆蓋1/3?1/2，其次，抽去不銹鋼絲約束后，能輕松地將膜盒組件推入至補償端蓋配合面。
[0018]本發明的上述技術方案的有益效果如下:用本方法裝配的3套壓氣機補償組件，用于工程樣機后期的可靠性試驗，在經歷了 30000000次運動壽命的考驗后完好無損，減磨環除正常磨損外均正常地工作，這套獨特的鋼絲約束安裝方法，確保了補償元件的準確定位，解決了研制過程中的瓶頸問題，在研制填補國內空白的壓氣機中發揮了重要作用，為實現空間站推進系統增壓氣體回收利用技術打下了堅實的基礎。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例一種補償膜盒組件結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0021]如圖1所示，本發明實施例提供了一種補償膜盒組件，包括補償膜盒(2)、補償端蓋I和減磨環3，在所述補償端蓋I的中間設有一根與膜盒組件上端蓋導套孔4配合的Φ 15mm導柱5，起到往復運動的導向作用，在所述導柱5上設計了一條寬5.6mm、深2.5mm的溝槽6，用于安裝所述減磨環3，所述減磨環3為一氟塑料條狀物卷曲后容納于導柱溝槽內形成一個圓環，所述減磨環3的尺寸為47_X5.5mmX2.6mm。
[0022]還提供了一種補償膜盒組件的安裝方法，包括如下步驟:
[0023]S1、制作一根直徑與補償端蓋導柱溝槽一致的芯棒，將片狀減磨元件卷在上面使其初步成形，盡量讓其搭接部分與芯棒貼合；
[0024]S2、將一根長約400mm的Φ0.5mm的奧氏體不銹鋼絲表面用細砂皮打磨一下，確保無脫落的表層多余物后，用無水乙醇擦洗干凈，得不銹鋼絲A ;
[0025]S3、將不銹鋼絲A從外穿過補償端蓋平衡進氣接管嘴上Φ4的孔，在補償端蓋導柱上裝入預成型的減磨元件，用不銹鋼絲A在減磨元件上繞一圈，再把不銹鋼絲A從進氣接管嘴上Φ4的孔中穿出；
[0026]S4、用鋼絲鉗將步驟S3中的不銹鋼絲A 二頭夾緊后往外抽動，使減磨元件在不銹鋼絲A束縛力作用下，緊緊貼合在補償端蓋導柱的容納槽中成為圓環；
[0027]S5、將膜盒組件輕輕壓入，測量膜盒組件與補償端蓋配合面之間的間隙，計算得出膜盒組件上的孔己經將減磨環覆蓋1/3?1/2時，松開鋼絲鉗，將不銹鋼絲A 二個引出端的一個夾住往外抽去不銹鋼絲A ;
[0028]S6、輕推膜盒組件至補償端蓋配合面，檢查減磨環是否進入正確位置，按壓補償膜盒端蓋頂部，能明顯感覺到上下運動時有阻尼作用，無卡滯現象，即可。
[0029]其中，為防止減磨環在安裝過程中不完全進入導柱的容納槽中，首先，必須確認膜盒組件上的孔己經將減磨環覆蓋1/3?1/2，其次，抽去不銹鋼絲約束后，能輕松地將膜盒組件推入至補償端蓋配合面。
[0030]實施例1
[0031]一種補償膜盒組件的安裝方法，包括如下步驟
[0032]I)預成形:用等直徑芯棒將片狀減磨元件卷在上面使其預成形。
[0033]2)束縛鋼絲制備:將經過真空熱處理成奧氏體狀態，長約400mm的Φ0.5mm不銹鋼絲表面清理干凈，確保無脫落的多余物。
[0034]3)束縛減磨元件:將Φ0.5mm不銹鋼絲穿過補償端蓋平衡進氣接管嘴上Φ4的孔，在預成形的減磨元件上繞I圈，然后再從補償端蓋平衡進氣接管嘴上Φ4的孔中穿出。
[0035]4)束縛:收緊不銹鋼絲，將減磨元件緊緊約束貼合在補償端蓋導柱的容納槽中，使其形成一個完整的圓環。
[0036]5)解除束縛:確認膜盒上的導套孔己經將減磨環覆蓋1/3?1/2時，抽去不銹鋼絲。
[0037]6)確認:推入膜盒，檢查確認。
[0038]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種補償膜盒組件，其特征在于，包括補償膜盒(2)、補償端蓋(I)和減磨環(3)，在所述補償端蓋(I)的中間設有一根與膜盒組件上端蓋導套孔(4)配合的Φ15_導柱(5)，起到往復運動的導向作用，在所述導柱(5)上設計了一條寬5.6mm、深2.5mm的溝槽(6)，用于安裝所述減磨環(3)，所述減磨環(3)為一氟塑料條狀物卷曲后容納于導柱溝槽內形成一個圓環，所述減磨環⑶的尺寸為47mmX 5.5mmX 2.6mm。
2.如權利要求1所述的一種補償膜盒組件的安裝方法，其特征在于，包括如下步驟: . 51、制作一根直徑與補償端蓋導柱溝槽一致的芯棒，將片狀減磨元件卷在上面使其初步成形，盡量讓其搭接部分與芯棒貼合； .52、將一根長約400mm的Φ0.5mm的奧氏體不銹鋼絲表面用細砂皮打磨一下，確保無脫落的表層多余物后，用無水乙醇擦洗干凈，得不銹鋼絲A ; . 53、將不銹鋼絲A從外穿過補償端蓋平衡進氣接管嘴上Φ4的孔，在補償端蓋導柱上裝入預成型的減磨元件，用不銹鋼絲A在減磨元件上繞一圈，再把不銹鋼絲A從進氣接管嘴上Φ4的孔中穿出； .54、用鋼絲鉗將步驟S3中的不銹鋼絲A二頭夾緊后往外抽動，使減磨元件在不銹鋼絲A束縛力作用下，緊緊貼合在補償端蓋導柱的容納槽中成為圓環； . 55、將膜盒組件輕輕壓入，測量膜盒組件與補償端蓋配合面之間的間隙，計算得出膜盒組件上的孔已經將減磨環覆蓋1/3?1/2時，松開鋼絲鉗，將不銹鋼絲A 二個引出端的一個夾住往外抽去不銹鋼絲A ； .56、輕推膜盒組件至補償端蓋配合面，檢查減磨環是否進入正確位置，按壓補償膜盒端蓋頂部，能明顯感覺到上下運動時有阻尼作用，無卡滯現象，即可。
【文檔編號】F04B39/14GK104481852SQ201410588372
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】趙春華 申請人:上?？臻g推進研究所