【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空航天及基礎交通動力，具體地，涉及一種低溫燃料貯箱及其制造方法。尤其是低溫高壓燃料貯箱及其制造方法。
技術介紹
1、燃料動力系統作為航空航天器和基礎交通工具核心系統之一，近些年的發展方向包括：
2、1、為了滿足航空航天器遠距離探測和基礎交通工具的長續航需求，動力系統需要攜帶更多的燃料。考慮到貯箱體積、重量受整個系統的限制，無法無限增大，因此增加貯存密度成為唯一路徑。
3、2、考慮到能源消耗、環境污染等問題日益嚴峻，動力系統的燃料也逐漸從有毒、不可再生燃料向無毒、可再生燃料轉變。
4、3、動力系統需要適應更為復雜、極端的服役工況。
5、基于上述發展方向，航空航天器動力系統逐漸從傳統推進劑推進向液氧液氫/液氧甲烷/液氧煤油推進轉變，基礎交通工具動力系統逐漸從汽油動力向lng/液氫動力轉變。
6、專利文獻cn107270120b公開了一種車載輕質高壓金屬氫化物復合式儲氫罐，包括一個罐體狀金屬內襯，在金屬內襯外纏依次繞有纖維增強層和外層纖維纏繞層；在金屬內襯兩端分別設有左右端塞，在罐體內腔設有多個沿罐體軸向間隔布置導氣金屬隔離過濾板，在相鄰導氣金屬隔離過濾板之間分布有若干沿罐體軸向設置的儲氫金屬基質，儲氫金屬沉積在導電金屬材質的金屬基質上，形成合金片結構；導氣金屬隔離過濾板支撐起合金片結構，并將合金片結構分隔成兩部分；若干組導熱管均勻分布在儲氫金屬基質之間的縫隙中，并穿過右端塞與外部管路連接。
7、然而，目前用于貯存低溫液體燃料的貯箱仍存在一些問題，
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種低溫燃料貯箱及其制造方法。
2、根據本專利技術提供的一種低溫燃料貯箱，包括：內箱1、外箱2、支承結構3、貫穿管4以及管路5；
3、內箱1通過兩端支承結構3連接在外箱2中形成環形真空腔6；
4、內箱1中心內嵌密封貫穿管4，將內箱1內腔分隔為貯存腔7和中心真空腔8；
5、管路5進入外箱2的頭部后，在外箱2的環形真空腔6中沿內箱1外側軸向螺旋纏繞內箱1多圈，由內箱1的尾部進入貫穿管4的中心真空腔8，再通過貫穿管4軸向中心位置進入貯存腔7。
6、優選地，還包括：安裝于貫穿管4中的柔性嵌套管9；
7、柔性嵌套管9包括依次連接的外筒91、半圓段92、內筒93；內筒93位于外筒91內部；
8、外筒自由端911連接內箱1，內筒自由端931連接支承結構3；外筒非自由端912通過半圓段92連接內筒非自由端932；
9、外筒91的外壁與貫穿管4的內壁之間存在隔熱間隙i?94；
10、外筒91的內壁與內筒93的外壁之間存在隔熱間隙ii?95；
11、兩個柔性嵌套管9長度相同，關于貫穿管4軸向中心位置對稱；
12、兩個柔性嵌套管9的非自由端相對設置，采用連接桿96連接。
13、優選地，熱傳導路徑包括：
14、第一路徑：從內箱1開始，依次經過外筒自由端911、外筒非自由端912、半圓段92、內筒非自由端932、內筒自由端931、支撐結構3，到達外箱1；
15、第二路徑：從內箱1開始，經過管路5，到達外箱1。
16、優選地，管路5包括加液管51、排液管52以及排氣管53，從外箱2延伸至貯存腔7的加液管51的長度與從貯存腔7延伸至外箱2的排液管52/排氣管53的長度相等，且各管路的內外徑恒定。
17、優選地，貫穿管4與內箱1軸向長度一致，同時在其外壁等間距設置若干筋條。
18、優選地，柔性嵌套管9的隔熱間隙i?94和隔熱間隙ii?95為徑向間隙，所述徑向間隙內，在外筒內壁與內筒外壁沿軸向等間距設置多個磁性相反的永磁塊組。
19、優選地，支承結構3包括：依次連接的連通座31、連接環32以及支承架33；
20、連接環32為多個扇形塊構成的開口環結構；連通座31外壁和支承架33內壁設置環向內凹槽，凹槽外側擋板上端設置與所述連接環32的扇形塊型面一致的開口；
21、支承架33為輻狀結構，由若干周向分布的“工”字型輻條構成；
22、柔性嵌套管9的內筒的自由端通過波紋環結構連接所述連通座31。
23、優選地，內箱1包括內襯11和復合材料纏繞層12，復合材料纏繞層12敷設在內襯11外表面；
24、外箱2包括殼體21和管路分配器22，管路分配器22與貯存腔7通過管路5密封連接。
25、環形真空腔8內填充有“纖維布-纖維篩網-反射屏”包覆層81。
26、根據本專利技術提供的一種航天器，包括所述的低溫燃料貯箱。
27、根據本專利技術提供的一種低溫燃料貯箱的制造方法，包括以下步驟：
28、步驟1：將管路5貯存腔段和中心真空腔段分別與貫穿管4裝配并進行焊接，構成組合體一；
29、步驟2：將組合體一依次與內襯11的上封頭、圓柱段、下封頭進行裝配和焊接，構成組合體二；
30、步驟3：將兩件柔性嵌套管9分別裝配于組合體二中貫穿管4內腔兩端，并與內襯11焊接，構成組合體三；
31、步驟4：在組合體三的內襯11的外表面進行復合材料纏繞層12的敷設，構成組合體四；
32、步驟5：將管路5環形真空腔段與組合體四裝配，并完成其與管路5中心真空腔段焊接，構成組合體五；
33、步驟6：針對組合體五進行包覆層81的鋪設，構成組合體六；
34、步驟7：將連接環32每個扇形塊依次由連通座31和支承架33的開口裝配于凹槽內，并對三者進行膠接，構成支承結構3；
35、步驟8：將支承結構3、組合體六和殼體21的圓柱段進行裝配和焊接，構成組合體七；
36、步驟9：將組合體七依次與管路分配器22、殼體21的上封頭和下封頭進行裝配和焊接，最終構成貯箱。
37、與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：
38、1、本專利技術提供的貯箱在重量不增加的前提下解決了目前低溫燃料貯箱貯存密度低、休眠時間短、漏熱量高、力學環境適應性低的難題。
39、2、本專利技術通過采用金屬內襯結合復合材料纏繞層結構替代目前傳統低溫燃料貯箱內箱的全金屬結構，提升了低溫燃料的貯存壓力，進而有效提升了貯存密度和休眠時間。
40、3、本專利技術通過采用內外筒柔性嵌套管、金屬連通座、復材連接環、工字型輻條依次連接的支承結構和貯存腔u形段、中心真空腔直線段、環形真空螺旋段依次連接的管路，大幅延長了導熱路徑，降低了導熱面積，增大了熱阻，最終實現總漏熱量的大幅降低；
41、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低溫燃料貯箱，其特征在于，包括：內箱(1)、外箱(2)、支承結構(3)、貫穿管(4)以及管路(5)；
2.根據權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，還包括：安裝于所述貫穿管(4)中的柔性嵌套管(9)；
3.根據權利要求2所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，熱傳導路徑包括：
4.根據權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述管路(5)包括加液管(51)、排液管(52)以及排氣管(53)，從所述外箱(2)延伸至所述貯存腔(7)的加液管(51)的長度與從所述貯存腔(7)延伸至所述外箱(2)的排液管(52)/排氣管(53)的長度相等，且各管路的內外徑恒定。
5.權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述貫穿管(4)與所述內箱(1)軸向長度一致，同時在其外壁等間隔設置若干筋條。
6.根據權利要求2所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述柔性嵌套管(9)的所述隔熱間隙I(94)和隔熱間隙II(95)為徑向間隙，所述徑向間隙內，在外筒內壁與內筒外壁沿軸向等間距設置多個磁性相反的永磁塊組。
7.根據權利要求3所述
8.根據權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述內箱(1)包括內襯(11)、復合材料纏繞層(12)，所述復合材料纏繞層(12)設置在所述內襯(11)外表面；
9.一種航天器，其特征在于，包括權利要求1至8中任一項所述的低溫燃料貯箱。
10.一種低溫燃料貯箱的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種低溫燃料貯箱，其特征在于，包括：內箱(1)、外箱(2)、支承結構(3)、貫穿管(4)以及管路(5)；
2.根據權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，還包括：安裝于所述貫穿管(4)中的柔性嵌套管(9)；
3.根據權利要求2所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，熱傳導路徑包括：
4.根據權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述管路(5)包括加液管(51)、排液管(52)以及排氣管(53)，從所述外箱(2)延伸至所述貯存腔(7)的加液管(51)的長度與從所述貯存腔(7)延伸至所述外箱(2)的排液管(52)/排氣管(53)的長度相等，且各管路的內外徑恒定。
5.權利要求1所述的低溫燃料貯箱，其特征在于，所述貫穿管(4)與所述內箱(1)軸向長度一致，同時在其外壁等...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范凱，許海洋，朱文杰，喬琳，鄧加加，董麒翔，章赟詩，
申請(專利權)人：上海空間推進研究所，
類型：發明
國別省市：
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