[发明专利]一种耐腐蚀双层结构燃料贮箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀双层结构燃料贮箱，属于宇宙航行及其所用的飞行器或设备领域。

背景技术

贮箱是用于贮存燃料和氧化剂，为发动机提供加压氧化剂和燃料的设备。由于燃料贮箱中贮存着的燃料具有一定的腐蚀性，并且在实际使用中，系统和部件的工作环境存在一定的应力。因此材料的耐蚀性（腐蚀稳定性）和强度是决定系统和部件工作寿命的重要参数。一般结构的贮箱由于其贮存的贮存液的腐蚀作用，普遍使用寿命较短。如果贮箱全部采用耐腐蚀强的材料，则会导致贮箱的强度降低。若采用具有较高强度的材料，则会使得贮箱耐腐蚀性不足。现阶段，国内外关于贮箱耐腐蚀性的研究仅仅在于采用新型的复合材料或者在贮箱内部喷涂一层具有较强耐腐蚀性的涂层。但是，如果仅仅在贮箱内部表面镀一层耐腐蚀性的材料，则有可能因为应力作用导致涂层的剥离，从而导致贮箱内层直接被贮存液侵蚀从而导致贮箱的破坏。

发明内容

本发明针对上述的不足提供了一种耐腐蚀双层结构燃料贮箱。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种耐腐蚀双层结构燃料贮箱，包括内层贮箱与外层贮箱，所述的内层贮箱由防腐材料制成，外层贮箱由高强度的材料制成，内层贮箱均匀的附着在外层贮箱的内壁。

本发明所述的所述的耐腐蚀双层结构燃料贮箱，所述的外层贮箱采用分段压制焊接成型；内层贮箱采用离心式加工成型。

有益效果

本发明采用双层结构，内层结构采用具有较强耐腐蚀性的材料，外层结构采用具有高强度性能的材料。内层结构具有较强的耐腐蚀性能，但是其所承受的载荷较小；外层结构用于承受绝大部分载荷，并且其与燃料隔离，因此不会受到腐蚀损伤，可以有效减少燃料腐蚀损坏的影响，从而提高燃料贮箱的寿命。

第二，相比于贮箱内部采用涂层防腐蚀的技术，本发明内部结构完整独立，且比涂层厚，不仅兼顾了涂层的优势，而且不易从外层结构剥离或者产生裂纹。

第三，本发明内外层结构结合紧密，具有较高的圆度和同轴度。内层结构能将载荷均匀地传递至外层结构，从而减少由于结构装配导致的应力集中影响。

第四，本发明采用离心成型技术，使贮箱内层结构以外层结构为框架一次性成型。具有成型性能好，结构稳定，与外层结构结合紧密等特点。同时，由于是一次性离心成型，贮箱内部结构没有纵缝，也没有十字形焊缝。焊缝的减少直接减少了贮箱内部结构的局部的残余应力，提高了贮箱内部结构的稳定性。减少了贮箱内部结构应力破坏的危险性。

第五，由于将承受应力部分与耐腐蚀部件的分开，本发明减少了贮箱对于单一材料性能的依赖性，而且可以通过更换贮箱内部结构的材料，以满足同一种型号的贮箱贮存不同类型贮存液的需求。

附图说明

图1是本发明燃料贮箱结构示意图；

图2是本发明的燃料贮箱局部剖面结构示意图；

图3是本发明的离心成型燃料贮箱内层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图所示：一种耐腐蚀双层结构燃料贮箱，包括内层贮箱与外层贮箱，所述的内层贮箱由防腐材料制成，外层贮箱由高强度的材料制成，内层贮箱均匀的附着在外层贮箱的内壁。外层贮箱采用分段压制焊接成型；内层贮箱采用离心式加工成型。

内层强耐腐蚀材料是铝合金材料，外层采用具有较高强度的铝合金系列材料。

贮箱外层结构采用一般贮箱的分段压制焊接成型方法。

如图2所示，在贮箱外层结构分节加工完成后，将每一节分别固定在离心成型机的夹持旋转模具上，并放置于加热保温箱内。

向外层结构内注入液态材料，主传动系统带动贮箱外层结构高速旋转，使材料较为均匀的附着在外层结构的内壁上，逐渐降低保温箱温度，使内层结构逐渐固化成型。

待内层结构加工成型后，将贮箱的每一节采用搅拌摩擦焊焊接在一起。

为了保证贮箱内外层结构具有较好的材料相似性，内外层结构可以采用不同牌号的合金，例如铝合金系列，同时应该保证内层材料的熔点低于外层材料。为了防止外层结构在离心机上因为旋转离心力产生变形，可在其外部设计专门的夹具。箱体焊接时采用搅拌摩擦焊可以减少焊缝处的残余应力，提高焊缝质量。为防止贮箱内部结构在焊接过程中因为受热不均而与外层结构剥离，可以采用内外结构同时进行焊接作业的方式，以保证焊缝的质量和贮箱承载能力。

采用此种方法加工出来的燃料贮箱既具有较强的耐腐蚀性能，又能承受较大的使用载荷。且内外层结构连接紧密，不容易产生应力集中和内层结构剥离现象。同时，由于贮箱的内部结构是由离心成型方法一次成型，没有纵缝，避免的十字焊缝的出现，大大减少了因为焊接产生的局部残余应力，使得内层结构承载和传导应力的能力较强。本发明不仅解决了贮箱的耐腐蚀性问题，而且提高了贮箱的使用寿命，而且可以根据贮存的贮存液的成分不同采用不同的材料成型为内部结构，提高了贮箱的适用性。