[发明专利]金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法

说明书

本发明公开了一种金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法，该金属隔膜贮箱包括上壳体和下壳体，上壳体的外壁下部环向设置有加强环圈，加强环圈的底端面与下壳体的顶端面焊接形成空心结构；上壳体的内腔设置有呈半球状的金属隔膜，金属隔膜的上表面与上壳体的内壁之间围合形成用于容纳气体的第一腔体，金属隔膜的下表面与下壳体的内壁之间围合形成用于容纳推进剂的第二腔体；金属隔膜具有半球形弧面，半球形弧面的底部开口端向外弯曲延伸形成U形弧面，U形弧面的悬置端部与上壳体的底端面焊接固定。本发明的金属隔膜贮箱设计结构紧凑、便于装配，而且在使用过程中能够实现金属隔膜的正常翻转，杜绝了使用过程中金属隔膜破裂而发生事故的隐患。

技术领域

本发明涉及金属隔膜贮箱，具体地指一种金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法。

背景技术

随着液体火箭发动机的迅速发展，对推进剂贮箱的要求越来越高。隔膜贮箱作为单组元液体火箭发动机姿控调整的推进剂贮存单元，已经得到广泛运用。

然而，目前贮箱中的隔膜基本都是采用非金属隔膜，不便于长期存放或在使用过程中推进剂容易出现晃动，存在一定的安全隐患。因此，急需设计一种安全稳定高的金属隔膜贮箱，并寻求一种可靠的金属隔膜的加工方法。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构简单、安全可靠的金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法。

为实现上述目的，本发明所设计的一种金属隔膜贮箱，包括呈半球状的上壳体和下壳体，其特殊之处在于：所述上壳体的外壁下部环向设置有加强环圈，所述加强环圈的底端面与下壳体的顶端面焊接形成空心结构；

所述上壳体的内腔设置有呈半球状的金属隔膜，所述金属隔膜的上表面与上壳体的内壁之间围合形成用于容纳气体的第一腔体，所述金属隔膜的下表面与下壳体的内壁之间围合形成用于容纳推进剂的第二腔体；

所述金属隔膜具有半球形弧面，所述半球形弧面的底部开口端向外弯曲延伸形成U形弧面，所述U形弧面的悬置端部与上壳体的底端面焊接固定，所述U形弧面与上壳体的连接处设置有定位环。

进一步地，所述加强环圈与下壳体的连接处设置有焊接保护环。

进一步地，所述上壳体的顶部设置有用于供气体进入的进气阀。

进一步地，所述下壳体的底部设置有用于供推进剂排出的排液阀。

进一步地，所述加强环圈包括锥形环和圆环，所述锥形环的顶端面与上壳体的外壁下部焊接，所述锥形环的底端面与圆环的顶端面一体成型，所述圆环的底端面与下壳体的顶端面焊接。

进一步地，所述金属隔膜的壁厚由底部向顶部逐渐增大，所述金属隔膜的底部壁厚为0.6～0.8mm，所述金属隔膜的顶部壁厚为1.0～1.2mm。

本发明还提供一种上述的金属隔膜的加工方法，包括如下步骤：

1)选材：

将未经过热处理的厚板料进行拉伸试验和成分检验，选取满足设计需求的厚板料；

2)旋压：

将步骤1)选取的厚板料进行旋压处理，得到所需形状的隔膜坯料；

3)退火热处理：

将步骤2)所得的隔膜坯料进行退火热处理后冷却，得到隔膜坯体；

4)机加成型：

将步骤3)所得的隔膜坯体通过机械加工的方法加工至设计的内型面结构和尺寸。

进一步地，所述步骤1)中，选取的厚板料的弹性模量E＝69～82GPa，泊松比μ＝0.33～0.35，抗拉强度为76～88MPa，屈服强度为28～38MPa，延伸率为39～45％。