一种火箭贮箱水残余物清理装置的制作方法

1.本实用新型涉及火箭贮箱铝合金筒体生产技术领域，具体涉及一种火箭贮箱水残余物清理装置。


背景技术：

2.随着人类对太空的开发与不断深入，航天技术日趋先进，运载火箭作为唯一通往太空的运输工具愈来愈需要高端的创新能力与高效的制造能力。铝合金贮箱作为液体火箭的“油箱”，也是液体火箭结构系统最大的部件，大约占液体火箭体积的80％、重量的70％。
3.航天贮箱一般由铝合金制成。在火箭贮箱铝合金筒体生产制造中，贮箱多余物控制与清理一直是火箭研制中的技术难点、风险点和薄弱环节。在贮箱制造完成后，贮箱内会留有残留物(碎屑、绒毛等)，清洁需达到一定的标准，一般采用高压水进行清洗。由于铝合金筒体的清洗，铝合金筒体内部中会留下不可移动的水残留物。
4.在清理水残留物上，一般采用人工清理或常压干燥清理的方式。其中，传统的人工清理水残留物的方式，采用工业热风机，不仅能耗大，而且工时长、清理效率低，并且清理效果无法保证，容易对贮箱铝合金筒体的质量安全产生隐患。而工业上常用的常压干燥的干燥方法，干燥的速度与干燥的面积均和温度湿度有关，而铝合金筒体的最大长度可达到21米，干燥时间过长而且能耗大。


技术实现要素：

5.本实用新型针对目前火箭贮箱内的水残留物的清理方式能耗大、效率低的问题，提出了一种火箭贮箱水残余物清理装置。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种火箭贮箱水残余物清理装置，包括真空烘干室，还包括真空泵、加热装置以及支撑装置，真空泵与真空烘干室连接并能够将真空烘干室内的空气抽出，支撑装置设置于真空烘干室内，筒体能够置于支撑装置的上方，加热装置设置于真空烘干室内并位于支撑装置的下方。本技术采用了减压干燥的方法，即将火箭贮箱的筒体置于密闭的真空烘干室内并用真空泵进行减压，并采用加热装置进行加热，在压强较低的情况下无过热现象，水分易于蒸发，干燥时间短，通用性较好，可加快蒸发速度，加大蒸发量，有利于干燥的进行。
7.优选的，还包括数字控制器、热电偶以及夹持卡箍，热电偶设置于夹持卡箍，夹持卡箍能够套接于筒体的外周以使热电偶连接筒体的外侧壁。热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高等许多优点，通过热电偶进行温度监测可以检测某个区域是否存在水残留物以确认干燥是否继续进行。
8.优选的，支撑装置包括可伸缩支撑件以及限位轨道，限位轨道固定于真空烘干室的底面，可伸缩支撑件安装于限位轨道的上端，可伸缩支撑件的上端面与筒体的圆周曲率相同。
9.优选的，支撑装置还包括固定件，可伸缩支撑件上下间隔开设有多个第一通孔，限
位轨道上下间隔开设有多个第二通孔，固定件依次穿过第一通孔与第二通孔以将可伸缩支撑件与限位轨道固定连接。限位轨道与可伸缩支撑件设置的第二通孔和第一通孔可以确保高度的灵活调节，适用于多种直径的铝合金筒体贮箱。
10.优选的，真空烘干室设置有传感器以及压强记录器，传感器能够监测真空烘干室内的压强，压强记录器能够记录传感器监测的压强数据。传感器和压强记录器可以监控显示真空烘干室内的实时压强，便于随时调节合适的压强去除筒体内的水残留物。
11.优选的，真空烘干室还设置有温度和湿度记录器，温度和湿度记录器能够监测并记录真空烘干室内的温度和湿度，便于对真空烘干室内的情况进行实时的监控。
12.优选的，还包括控制柜，数字控制器设置于控制柜，压强记录器以及温度和湿度记录器均与控制柜连接。数字控制器和控制柜可以完成干燥过程的数字化控制，简化操作，降低干燥过程的能源和劳动强度。
13.优选的，加热装置包括加热器和可伸缩托盘支架，可伸缩托盘支架可升降地设置于真空烘干室内，加热器设置于可伸缩托盘支架的上端面。可伸缩托盘支架可以上下调节加热器与筒体之间的距离。
14.优选的，加热器设置为红外加热器。红外加热器加热可为水的蒸发提供能量。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置可以缩短干燥时间，以去除贮箱水残留物。
17.2、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置能够实现数字化控制，简化操作，降低干燥过程的能源和劳动强度。
18.3、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置可以满足各种尺寸的需求，结构可带有分段支撑结构，满足不同形状，不同曲率半径的筒体。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型所述的火箭贮箱水残余物清理装置的主视图。
21.图2为本实用新型所述的火箭贮箱水残余物清理装置的内部结构示意图。
22.图3为本实用新型所述的火箭贮箱水残余物清理装置的侧面剖视图。
23.图中：1、筒体，2、夹持卡箍，3、可伸缩支撑件，4、限位轨道，5、可伸缩托盘支架，6、控制柜，7、数字控制器，8、加热器，9、真空泵，10、压强记录器，11、传感器，12、温度和湿度记录器，13、真空烘干室。
具体实施方式
24.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保
护的范围。
25.如图1至图3所示，在本实施例中，本实用新型提出的火箭贮箱水残余物清理装置包括真空烘干室13，还包括真空泵9、加热装置以及支撑装置，真空泵9与真空烘干室13连接并能够将真空烘干室13内的空气抽出，支撑装置设置于真空烘干室13内，筒体1能够置于支撑装置的上方，加热装置设置于真空烘干室13内并位于支撑装置的下方。本技术采用了减压干燥的方法，即将火箭贮箱的筒体1置于密闭的真空烘干室13内并用真空泵9进行减压，并采用加热装置进行加热，在压强较低的情况下无过热现象，水分易于蒸发，干燥时间短，通用性较好，可加快蒸发速度，加大蒸发量，有利于干燥的进行。其中，支撑装置包括可伸缩支撑件3以及限位轨道4，限位轨道4固定于真空烘干室13的底面，可伸缩支撑件3安装于限位轨道4的上端，可伸缩支撑件3的上端面与筒体1的圆周曲率相同。同时，为了能在高度上灵活调整，支撑装置还包括固定件，可伸缩支撑件3上下间隔开设有多个第一通孔，限位轨道4上下间隔开设有多个第二通孔，固定件依次穿过第一通孔与第二通孔以将可伸缩支撑件3与限位轨道4固定连接。限位轨道4与可伸缩支撑件3设置的第二通孔和第一通孔可以确保高度的灵活调节，适用于多种直径的铝合金筒体贮箱。而加热装置则包括加热器8和可伸缩托盘支架5，可伸缩托盘支架5可升降地设置于真空烘干室13内，加热器8设置于可伸缩托盘支架5的上端面，可伸缩托盘支架5可以上下调节加热器8与筒体1之间的距离。在本实施例中，加热器8设置为红外加热器，红外加热器加热可为水的蒸发提供能量。
26.如图1所示，火箭贮箱水残余物清理装置还包括数字控制器7、热电偶以及夹持卡箍2，热电偶设置于夹持卡箍2，夹持卡箍2能够套接于筒体1的外周以使热电偶连接筒体1的外侧壁。热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高等许多优点，通过热电偶进行温度监测可以检测某个区域是否存在水残留物以确认干燥是否继续进行。
27.同时，如图1、图3所示，真空烘干室13设置有传感器11、压强记录器10以及温度和湿度记录器12，传感器11能够监测真空烘干室13内的压强，压强记录器10能够记录传感器11监测的压强数据。传感器11和压强记录器10可以监控显示真空烘干室13内的实时压强，便于随时调节合适的压强去除筒体内的水残留物，温度和湿度记录器12能够监测并记录真空烘干室13内的温度和湿度，便于对真空烘干室13内的情况进行实时的监控。
28.如图1所示，为了降低干燥过程的劳动强度，本实施例中还设置了控制柜6，数字控制器7设置于控制柜6，压强记录器10以及温度和湿度记录器12均与控制柜6连接。数字控制器7和控制柜6可以完成干燥过程的数字化控制，简化操作，降低干燥过程的能源和劳动强度。
29.如图1至图3所示，该火箭贮箱水残余物清理装置的工作原理是：
30.减压干燥是在密闭容器中抽真空后进行干燥的方法，此法优点是干燥的温度低，无过热现象，水分易于蒸发，干燥时间短，通用性较好，温度升高，可加快蒸发速度，加大蒸发量，有利于干燥进行。但应视干燥物料的性质适当选择干燥温度，以防某些成分被破坏。此外，减压干燥还减少了空气对产品的不良影响，对保证产品质量有一定意义。真空烘干室具有一定的真空和温度，使用这种方法干燥时，应首先启动加热器，达到所需干燥温度后启动真空泵并提供所需真空。所以减压干燥的方法适用于铝合金贮箱水残余物清理，且不损害材料，不降低材料的强度。
31.本技术的原理是随着压强的降低，水的沸点降低，蒸发速度急剧增加。这导致将水相变为蒸汽所需的热量增加。贮箱内的能量是一定的，水蒸发需要能量，所以水很快冷却，蒸发强度下降。为了不断保持较高的蒸发速率，需要不断降低压强，即蒸发过程必须循环进行。在降低压强的过程中，水分蒸发带走大量热量，导致系统温度急剧下降，剩余水从液相变为固相，为了不对材料产生影响，因此需要能量，对材料进行加热是较好的方法。随着压强的降低，水在所在的地方冷却，温度降低，所以通过温度的监测可以检测某个区域是否存在水残留物。红外加热器的加热时间设置，是在不影响材料的前提下由铝合金筒体中水残留物的体积具体调节。为了保持高蒸发率，需要设置一定的温度，通过连接到数字控制器上设置加热温度。
32.在具体干燥时，铝合金筒体1拆除法兰及其他密封件后放置于可伸缩支撑件3上。可伸缩支撑件3分段连接安装在限位轨道4上。加热器8可分段放在带有高度调节可伸缩托盘支架5上铝合金筒体1的下部，保持铝合金筒体1的受热均匀，不影响材料的质量。加热的温度和时间控制由数字控制器7独立控制，在数字控制器7上设置每个区域的温度，通过连接到数字控制器7的热电偶来监控每个部位的温度，热电偶安装在可拆卸的夹持卡箍2上(本实施例中显示4个区域)，并与夹持卡箍2连接到铝合金筒体1上。真空泵9的作用使真空烘干室13内压强降低，通过数字控制器7启动真空泵降低压强，压强传感器11监控显示真空室内13的压强，便于随时调节合适的压强去除水残留物，在降压加热过程中，水残留物沸腾相变为蒸汽，真空泵9将蒸汽从真空室内13抽出，铝合金筒体1底部的热电偶冷却，即温度降低表明热电偶上方区域存在水残留物。通过数字控制器7将每个热电偶监测的区域设定一定的温度值，该设定的温度值不会对材料产生影响。当其中一个区域的水残留物相变结束时，此区域温度会因加热升至设定的温度，该区域的加热器8关闭，加热发生在其他仍含有剩余水残留物的区域。当达到极限低压后，真空泵9关闭，真空烘干室13内压强恢复正常，一直重复加热-真空的循环。直到降压时根据数字控制器7的指示在铝合金筒体1的所有区域达到指定的设定温度不再变化。通过温度和湿度记录器12以及压强记录器10的测量进行最终干燥控制。干燥控制完成后，将室内压强降至尽可能低的真空状态，向真空烘干室13内充入氮气，并将压力调平至大气压力，干燥氮气的露点不超过-50℃。
33.本实用新型的有益效果是：
34.1、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置可以缩短干燥时间，以去除贮箱水残留物。
35.2、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置能够实现数字化控制，简化操作，降低干燥过程的能源和劳动强度。
36.3、本实用新型提供的火箭贮箱水残余物清理装置可以满足各种尺寸的需求，结构可带有分段支撑结构，满足不同形状，不同曲率半径的筒体。
37.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种火箭贮箱水残余物清理装置，包括真空烘干室，其特征在于，还包括真空泵、加热装置以及支撑装置，真空泵与真空烘干室连接并能够将真空烘干室内的空气抽出，支撑装置设置于真空烘干室内，筒体能够置于支撑装置的上方，加热装置设置于真空烘干室内并位于支撑装置的下方。2.根据权利要求1所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，还包括数字控制器、热电偶以及夹持卡箍，热电偶设置于夹持卡箍，夹持卡箍能够套接于筒体的外周以使热电偶连接筒体的外侧壁。3.根据权利要求1所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，支撑装置包括可伸缩支撑件以及限位轨道，限位轨道固定于真空烘干室的底面，可伸缩支撑件安装于限位轨道的上端，可伸缩支撑件的上端面与筒体的圆周曲率相同。4.根据权利要求3所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，支撑装置还包括固定件，可伸缩支撑件上下间隔开设有多个第一通孔，限位轨道上下间隔开设有多个第二通孔，固定件依次穿过第一通孔与第二通孔以将可伸缩支撑件与限位轨道固定连接。5.根据权利要求2所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，真空烘干室设置有传感器以及压强记录器，传感器能够监测真空烘干室内的压强，压强记录器能够记录传感器监测的压强数据。6.根据权利要求5所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，真空烘干室还设置有温度和湿度记录器，温度和湿度记录器能够监测并记录真空烘干室内的温度和湿度。7.根据权利要求6所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，还包括控制柜，数字控制器设置于控制柜，压强记录器以及温度和湿度记录器均与控制柜连接。8.根据权利要求1所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，加热装置包括加热器和可伸缩托盘支架，可伸缩托盘支架可升降地设置于真空烘干室内，加热器设置于可伸缩托盘支架的上端面。9.根据权利要求8所述的火箭贮箱水残余物清理装置，其特征在于，加热器设置为红外加热器。

技术总结
本实用新型涉及火箭贮箱铝合金筒体生产技术领域，具体涉及一种火箭贮箱水残余物清理装置，包括真空烘干室，还包括真空泵、加热装置以及支撑装置，真空泵与真空烘干室连接并能够将真空烘干室内的空气抽出，支撑装置设置于真空烘干室内，筒体能够置于支撑装置的上方，加热装置设置于真空烘干室内并位于支撑装置的下方。本申请采用了减压干燥的方法，即将火箭贮箱的筒体置于密闭的真空烘干室内并用真空泵进行减压，并采用加热装置进行加热，在压强较低的情况下无过热现象，水分易于蒸发，干燥时间短，通用性较好，可加快蒸发速度，加大蒸发量，有利于干燥的进行。有利于干燥的进行。有利于干燥的进行。


技术研发人员：姚君山 谢彬 原瑜 班学 于航
受保护的技术使用者：青岛寰宇乾堃航天特种设备有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/16