一种航天器用复合材料贮箱的制作方法

本申请涉及复合材料贮箱，具体为一种航天器用复合材料贮箱。

背景技术：

1、随着航天技术的发展，对具有更高比冲优势的电推进系统的应用需求越来越迫切，国内外越来越多的空间飞行器配备了电推进发动机，甚至出现了采用电推进发动机全部取代化学推进发动机的全电推进卫星平台，电推进系统最常用的工作介质为氙气，氙气是一种高密度的惰性气体，其密度已经超过了液态化学推进剂的密度，同时为提高电推力器的工作寿命，要求贮存容器中氙气的纯度达到99.9995％以上，这些都给氙气贮存容器提出了异与常规气体贮存容器的特殊要求。

2、中国专利公告号（cn211336490u）中公开的一种航天器动力系统用活塞式推进剂贮箱，包括内部形成有气腔且一端为气腔开口的气腔壳体以及内部形成有液腔且一端为液腔开口的液腔壳体，气腔壳体的开口端和液腔壳体的开口端密封连接，气腔和液腔均为圆柱形的容腔且气腔的直径小于液腔的直径，液腔内滑动设有活塞，活塞的外径与液腔的直径相同，且活塞与液腔壳体之间设有密封圈，且活塞的外径大于气腔的直径，气腔壳体上设有气腔加注泄出口，液腔壳体上远离液腔开口的一端设有液腔加注泄出口；利用气腔与液腔不同的直径对活塞进行限位，取消了传动活塞的活塞杆结构，降低了零件的加工难度及生产成本，减轻贮箱的整体重量，还减少了贮箱上的开孔数量，增加贮箱的密封性能。

3、但是上述专利中还存在着对于贮存氙气的贮存纯度提升效果较差的问题，在现有技术中为提高电推力器的工作寿命，要求贮存容器中氙气的纯度达到99.9995％以上，需要通过反复置换实现贮箱内氙气的纯度提升，造成了大量价格昂贵的氙气浪费。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种航天器用复合材料贮箱，具备氙气贮存纯度提升效果好等优点，解决了现有技术中存在着对于贮存氙气的贮存纯度提升效果较差的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种航天器用复合材料贮箱，包括箱体，所述箱体的上表面设有用于提高氙气贮存纯度提升效果的提纯机构，所述箱体的外表面设有用于提高贮存安装稳定性的安装机构；

3、所述提纯机构包括固定在箱体上表面的分离箱，所述分离箱内周壁的底部固定有吸附器，所述分离箱的内周壁且位于吸附器的上方固定有冷凝器，所述分离箱的内周壁且位于冷凝器的上方固定有分子扩散器，所述分离箱内周壁的顶部固定有分离膜，所述分离箱的右侧固定有风机，所述风机的进风端连通有抽风管，所述风机的出风端连通有出风管，所述分离箱的内顶壁固定有与箱体内周壁连通的回风管。

4、通过采用该技术方案，在箱体内灌注氙气贮存过程中，启动风机经抽风管抽取箱体内部的氙气并沿出风管输送到分离箱的内部中，并随风机吹力影响使氙气运动进行提纯，以实现有效的分离效果，以此来去除杂质和杂质气体，以提高氙气的纯度。

5、进一步，所述箱体的内周壁固定有温度传感器，所述箱体的外表面固定有控制器。

6、通过采用该技术方案，控制器可方便控制风机等电子器件启动，并且温度传感器可监控氙气提纯过程中的问题保持安全。

7、进一步，所述出风管的底端贯穿并延伸至分离箱的内底壁，所述抽风管的底端贯穿并延伸至箱体的内顶壁。

8、通过采用该技术方案，分离膜可以根据气体分子的大小、极性和渗透性等特性来设计和选择，以实现有效的分离效果，以此来去除杂质和杂质气体，以提高氙气的纯度，随后沿回风管回流到箱体内，可实现主动提纯提高航天器的推进利用效率。

9、进一步，所述箱体的上表面连通有出气管，且出气管的外表面固定有控制阀。

10、通过采用该技术方案，出气管方便与航天器推进系统连通输送氙气，且控制阀可便于控制输出功率。

11、进一步，所述安装机构包括固定在箱体外表面的抗振板，所述抗振板的外表面固定有阻尼器，所述阻尼器背对抗振板的一侧固定有固定套环，所述阻尼器的外表面活动套装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与固定套环与抗振板相对的一侧固定连接，所述固定套环的下表面固定有安装基座。

12、通过采用该技术方案，利用抗振板和阻尼器以及缓冲弹簧，在箱体安装后利用固定套环可将箱体连接固定以降低外部振动传递到贮箱的能量保证航天器用复合材料氙气贮箱的稳固性和安全性

13、进一步，所述箱体的内周壁固定有碳纤维复合层，所述碳纤维复合层的内周壁固定有玻璃纤维复合层。

14、通过采用该技术方案，利用碳纤维复合层和玻璃纤维复合层对于温度的变化具有良好的抵抗能力，使其具有足够的强度和刚度来承受航天器在各种环境条件下的振动和压力，能够满足航天器对氙气储存和供应的特殊需求，确保航天器在任务中可靠地使用氙气。

15、进一步，所述阻尼器的数量不少于两个，且均匀分布在抗振板的背面，所述缓冲弹簧的数量与阻尼器的数量相等。

16、通过采用该技术方案，利用抗振板和阻尼器以及缓冲弹簧可大幅降低外部振动传递到贮箱的能量。

17、进一步，所述固定套环的宽度小于箱体的宽度，所述固定套环的数量不少于两个，且均匀分布在箱体的外表面。

18、通过采用该技术方案，通过固定套环等可以有效保护贮箱免受外部因素的影响。

19、与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

20、1、该航天器用复合材料贮箱，通过设置了提纯机构，经分离箱、吸附器、冷却器、分离膜和风机以及回风管等之间的相互配合，能够在箱体内灌注氙气贮存过程中，启动风机经抽风管抽取箱体内部的氙气并沿出风管输送到分离箱的内部中，并随风机吹力影响使氙气运动进行提纯，以实现有效的分离效果，以此来去除杂质和杂质气体，以提高氙气的纯度，随后沿回风管回流到箱体内，可实现主动提纯提高航天器的推进利用效率。

21、2、该航天器用复合材料贮箱，通过设置了安装机构，经抗振板、阻尼器、缓冲弹簧、固定套环和安装基座以及碳纤维复合层等之间的相互配合，能够利用碳纤维复合层和玻璃纤维复合层对于温度的变化具有良好的抵抗能力，使其具有足够的强度和刚度来承受航天器在各种环境条件下的振动和压力，能够满足航天器对氙气储存和供应的特殊需求。

技术特征：

1.一种航天器用复合材料贮箱，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）的上表面设有用于提高氙气贮存纯度提升效果的提纯机构（2），所述箱体（1）的外表面设有用于提高贮存安装稳定性的安装机构（3）；

2.根据权利要求1所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述箱体（1）的内周壁固定有温度传感器，所述箱体（1）的外表面固定有控制器。

3.根据权利要求1所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述出风管（208）的底端贯穿并延伸至分离箱（201）的内底壁，所述抽风管（207）的底端贯穿并延伸至箱体（1）的内顶壁。

4.根据权利要求1所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述箱体（1）的上表面连通有出气管，且出气管的外表面固定有控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述安装机构（3）包括固定在箱体（1）外表面的抗振板（301），所述抗振板（301）的外表面固定有阻尼器（302），所述阻尼器（302）背对抗振板（301）的一侧固定有固定套环（303），所述阻尼器（302）的外表面活动套装有缓冲弹簧（304），所述缓冲弹簧（304）的两端分别与固定套环（303）与抗振板（301）相对的一侧固定连接，所述固定套环（303）的下表面固定有安装基座（305）。

6.根据权利要求5所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述箱体（1）的内周壁固定有碳纤维复合层（306），所述碳纤维复合层（306）的内周壁固定有玻璃纤维复合层（307）。

7.根据权利要求5所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述阻尼器（302）的数量不少于两个，且均匀分布在抗振板（301）的背面，所述缓冲弹簧（304）的数量与阻尼器（302）的数量相等。

8.根据权利要求5所述的一种航天器用复合材料贮箱，其特征在于：所述固定套环（303）的宽度小于箱体（1）的宽度，所述固定套环（303）的数量不少于两个，且均匀分布在箱体（1）的外表面。

技术总结本申请涉及复合材料贮箱技术领域，具体为一种航天器用复合材料贮箱，包括箱体，所述箱体的上表面设有用于提高氙气贮存纯度提升效果的提纯机构，所述箱体的外表面设有用于提高贮存安装稳定性的安装机构。该航天器用复合材料贮箱，通过设置了提纯机构，经分离箱、吸附器、冷却器、分离膜和风机以及回风管等之间的相互配合，能够在箱体内灌注氙气贮存过程中，启动风机经抽风管抽取箱体内部的氙气并沿出风管输送到分离箱的内部中，并随风机吹力影响使氙气运动进行提纯，以实现有效的分离效果，以此来去除杂质和杂质气体，以提高氙气的纯度，随后沿回风管回流到箱体内，可实现主动提纯提高航天器的推进利用效率。技术研发人员：陈磊,刘瑞,肖蕾,乔海洋受保护的技术使用者：空天知行合一（温州）航天科技有限公司技术研发日：20231024技术公布日：2024/5/16