非金属隔膜耗气装置及使用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116006356A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211709827.0(22)申请日2022.12.29(71)申请人上海空间推进研究所地址201112上海市闵行区浦江镇万芳路801号(72)发明人唐肇求杨明磊刘涛赵恒斌刘贵闯刘小康徐立峰(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334专利代理师郭国中(51)Int.Cl.F02K9/60(2006.01)F02K9/56(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称非金属隔膜耗气装置及使用方法(57)摘要本发明提供了一种非金属隔膜耗气装置及使用方法，包括：装置主体、非金属隔膜以及刺破结构；所述装置主体一端安装所述非金属隔膜，另一端安装所述刺破结构，所述装置主体内部设置空腔，所述空腔通过排气孔连通外界，所述排气孔设置在所述非金属隔膜和所述刺破结构之间；当所述非金属隔膜受压朝所述刺破结构方向发生形变，所述刺破结构的尖锥将所述非金属隔膜刺破。本发明实现了姿控发动机耗气口在发动机工作前保持密封，姿控发动机工作后实现对称耗气功能。CN116006356ACN116006356A权利要求书1/2页1.一种非金属隔膜耗气装置，其特征在于，包括：装置主体(1)、非金属隔膜(2)以及刺破结构(4)；所述装置主体(1)一端安装所述非金属隔膜(2)，另一端安装所述刺破结构(4)，所述装置主体(1)内部设置空腔，所述空腔通过排气孔(13)连通外界，所述排气孔(13)设置在所述非金属隔膜(2)和所述刺破结构(4)之间；当所述非金属隔膜(2)受压朝所述刺破结构(4)方向发生形变，所述刺破结构(4)的尖锥(41)将所述非金属隔膜(2)刺破。2.根据权利要求1所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述装置主体(1)远离所述刺破结构(4)一端内部设置限位槽(11)，所述非金属隔膜(2)安装在所述限位槽(11)内。3.根据权利要求2所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述限位槽(11)背向所述刺破结构(4)一侧设置限位块；所述限位槽(11)背向所述限位块一侧设置开口(12)，所述开口(12)一侧连接所述非金属隔膜(2)，另一侧连通所述空腔。4.根据权利要求3所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述开口(12)直径小于所述限位槽(11)直径。5.根据权利要求1所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述刺破结构(4)朝向所述非金属隔膜(2)一侧中部设置所述尖锥(41)，所述尖锥(41)周侧设置环形柱(42)，所述环形柱(42)背向所述非金属隔膜(2)一侧设置限位板(43)。6.根据权利要求5所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述环形柱(42)安装在所述装置主体(1)朝向所述刺破结构(4)一端内侧。7.根据权利要求5所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述装置主体(1)朝向所述刺破结构(4)一端设置安装槽(14)，所述安装槽(14)内安装密封件(3)，所述限位板(43)紧贴所述密封件(3)背向所述安装槽(14)一侧并对所述密封件(3)限位。8.根据权利要求1所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述尖锥(41)设置为锐角；所述装置主体(1)中部设置多个所述排气孔(13)，多个所述排气孔(13)关于所述装置主体(1)轴线对称。9.根据权利要求3所述非金属隔膜耗气装置，其特征在于：所述非金属隔膜(2)自然极限破裂压力满足：F＝P×πd2/4Ts＝b/(dδ)其中，F为所述非金属隔膜(2)垂直方向受力总和，P为破裂时压差，d为断裂原宽度即所述开口(12)直径，Fb为所述非金属隔膜(2)破裂时平面的分力，Ts为所述非金属隔膜(2)的拉伸强度，δ为所述非金属隔膜(2)的原始厚度。10.一种权利要求1‑9任一项所述非金属隔膜耗气装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将所述装置主体(1)背向所述刺破结构(4)一端安装在姿控发动机耗气口上；步骤S2，当姿控系统未工作时，所述非金属隔膜(2)保证耗气口的密封性，防止多余物2CN116006356A权利要求书2/2页和水汽进入系统内部；当系统工作时，耗气口处压力增加，气体挤压所述非金属隔膜(2)变形直至所述刺破结构(4)将所述非金属隔膜(2)刺破，气体通过排气孔(13)对称排出。3CN116006356A说明书1/5页非金属隔膜耗气装置及使用方法技术领域[0001]本发明涉及空间技术领域，具体地，涉及非金属隔膜耗气装置及使用方法。背景技术[0002]运载火箭姿控发动机为了在工作结束后实现剩余高压气体耗尽功能，一般在其增压系统低压路中设置有排气孔，当姿控发动机工作后实现耗气，避免高压气体长期在轨存在而对太空其他航空器带来危险。由于姿控发动机耗气口直接与外界联通，火箭