[发明专利]一种用于缓解高压气瓶双向膨胀力的缓冲垫

说明书

技术领域

本发明属于机械零件技术领域，尤其涉及一种用于缓解高压气瓶双向膨胀力的缓冲垫。

背景技术

航天器上为将气瓶固定在主结构上，常采用包带将气瓶箍紧在一个安装于主结构上的支架上的形式。在气瓶外表面与包带之间、气瓶外表面与支架之间通常要垫一层由毛毡或橡胶垫制成的衬垫，用于避免气瓶外表面与包带、支架间的硬接触，保护零件表面。

此类毛毡或橡胶垫存在以下缺点：当气瓶因充入高压气体产生较大变形时，特别是轴向和径向均有较大变形时，气瓶的膨胀力将作用于包带上，未经过特殊设计的毛毡或橡胶垫，通常不能缓解气瓶对包带的膨胀力，使气瓶表面和包带都存在受损的可能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于缓解高压气瓶双向膨胀力的缓冲垫，能够使气瓶在充入高压气体时自由变形，同时又保证包带对气瓶有一定紧固力的情况下，包带不会受到过大的膨胀力而损坏。

本发明的用于缓解高压气瓶双向膨胀力的的缓冲垫，包括三块厚度为5mm、形状为长方形的6144型硅橡胶，在所述6144型硅橡胶上有多个圆形的孔，有效零件接触面积约占硅橡胶总面积的20%。

本发明的有益效果在于：

本发明能够用较小的重量和空间代价，简单的加工工艺，解决了现有技术方案中紧固零件内衬垫不能缓解高压气瓶变形后膨胀力，使气瓶和紧固零件易受损的问题。

附图说明

图1是本发明的用于气瓶双向变形的支撑紧固装置结构示意图；

图2是本发明的用于气瓶双向变形的支撑紧固装置A向示意图；

图3是本发明的用于气瓶双向变形的支撑紧固装置的缓冲装垫示意图。

具体实施方式

在本紧固系统中，气瓶圆柱段的紧固由两根包带和安装于主结构上底座组成，包带与底座用螺栓连接、压紧，两包带之间用螺栓连接，在充气前控制一定的拧紧力矩。在包带与气瓶间、底座与气瓶间垫缓冲垫，其中垫在两包带内的两块形状、尺寸、材料完全相同，另一块垫在底座内，材料、厚度、宽度、圆孔大小均与上述两块相同，只是总长和内部圆孔数量有所不同。缓冲垫加工方式为使用5mm厚橡胶垫原料直接切割成长方形，再在此基础上利用模具定位加工圆孔，加工过程简单易行。

图1及图2是整个气瓶支撑紧固装置示意图，编号8为缓冲垫。图3是本发明的用于气瓶双向变形的支撑紧固装置的缓冲垫8示意图。缓冲垫8是一块具有一定厚度（如5mm）的长方形6144型硅橡胶，在长方形的硅橡胶上挖出一些特殊形状的通孔（圆形），使硅橡胶与包带的有效接触面积占长方形总面积的20%，具体尺寸如图3所示。

该缓冲垫的工作过程如下：

该缓冲垫首次安装时，两根包带受到预紧力将缓冲垫初步压实、变形，气瓶充气膨胀时，缓冲垫被挤压，沿矩形四周向外变形，同时内部材料沿圆孔向内变形，缓解膨胀对包带的载荷（包带最大应力约为材料屈服应力的60%），但两个包带对气瓶又有一定的径向紧固力，同时气瓶也可沿轴向伸长。在这种状态下，可保证气瓶、包带及主结构经历发射振动环境不会损坏。落月时，气瓶内气体已经释放，气瓶径向尺寸收缩，虽然径向紧固力有所下降，但落月时载荷主要是沿轴向的纵向载荷，对径向紧固力要求不高，不会使气瓶或结构受损。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。