一种分离气缸的制作方法

1.本实用新型涉及航天装备技术领域，特别涉及一种分离气缸。


背景技术：

2.随着科技的不断进步，运载火箭作为运载工具正从一次性使用阶段向多次重复使用阶段迈进。为了实现运载火箭的多次重复使用，需要对运载火箭的分离子级箭体进行回收。
3.对于分离子级回收复用式的运载火箭而言，在保证运载火箭飞行安全性和可靠性的前提下，应尽量减少整个飞行任务期间对运载火箭分离子级结构、姿态等造成的不良影响。为避免级间分离对分离子级的热流冲击，分离子级回收复用式的运载火箭的级间分离应采用冷分离。目前，国内运载火箭冷分离采用的冲量装置一般为固体小火箭。
4.固体小火箭固连于分离子级箭体，分离过程中固体小火箭的点火工作产生的反向推力使分离子级箭体脱离上面级箭体。固体小火箭属于火工品，其能量集中，分离过程中固体小火箭的热流会严重冲刷分离子级箭体，这会严重影响分离子级箭体回收后的重复使用。此外，利用弹簧进行分离，弹簧能量效率较低，要提供较大的分离力弹簧的质量很大，不利于提高火箭运载效率。普通的推冲气缸，密封不可靠，需要复杂的供配气系统和控制系统，整个系统复杂。
5.有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本技术提供一种分离气缸，利用气动结构提供火箭芯级间的分离动力，系统简单，密封可靠，能量效率较高，以较低的质量改变充气压力提供大范围可调的推力。
7.一种分离气缸，包括具有容纳空腔的外筒和设置于所述容纳空腔内的滑动筒和伸缩气囊；所述滑动筒内部包括容气腔；所述外筒靠近所述伸缩气囊一端固设有用于向所述伸缩气囊内供排气的气源接头；所述伸缩气囊一端与所述气源接头连通，另一端与所述容气腔连通。
8.优选的，所述外筒包括外筒体、前端盖和后端盖；所述前端盖包括用于所述滑动筒穿过的限位槽孔；所述前端盖可拆卸地设置于所述外筒体的一端；所述后端盖可拆卸地设置于所述外筒体的另一端。
9.优选的，所述前端盖还包括前端盖体和限位环；所述限位环固设于所述前端盖体的端面上；所述限位环在所述前端盖体端面上的垂向投影位于所述前端盖体的最小边界内。
10.优选的，所述滑动筒外壁设置有限位凹槽；所述前端盖还包括设置于所述限位环内壁与所述限位凹槽相适应的限位凸块。
11.优选的，所述气源接头与所述后端盖可拆卸地固定连接。
12.优选的，所述分离气缸还包括设置于所述滑动筒前端部的锁紧螺母；所述锁紧螺母外部套设有顶触端头。
13.优选的，所述分离气缸还包括套设于所述滑动筒外壁的密封件；所述密封件包括前端密封环和后端密封环。
14.优选的，所述伸缩气囊包括气嘴和可伸缩结构的密封囊体；所述气嘴固设于所述密封囊体伸缩方向的一端，与所述密封囊体一体成型。
15.优选的，所述外筒包括用于安装所述气嘴的气嘴安装腔；所述气嘴为柔性材质制成，包括固定槽；所述气嘴安装腔内包括与所述固定槽配合用于固定所述气嘴的固定挡片与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
16.1、本实用新型利用气动结构提供火箭芯级间的分离动力，系统简单，密封可靠，能量效率较高，以较低的质量改变充气压力提供大范围可调的推力。
17.2、本实用新型的各个分离气缸可以独立供气，根据需要每个分离气缸中充入不同压力的气体来提供所需的分离力，也可通过管路联通，实现多个分离气缸推冲力相同，共同推动火箭芯级分离。
18.3、本实用新型滑动筒采用中空结构，且通过伸缩气囊与外筒柔性连接，实现伸缩的同时有效减少分离气缸的总重量。
附图说明
19.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
20.附图中：
21.图1为本实用新型实施例的外部结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例的内部结构示意图；
23.图3为图2中a位置的局部放大图；
24.图4为本实用新型实施例的前端盖结构示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.1、外筒体，2、滑动筒，3、伸缩气囊，4、前端盖，5、后端盖，6、气源接头，7、锁紧螺母，8、顶触端头，9、前端密封环，10、容纳空腔，11、容气腔，12、后端密封环，31、密封囊体，32、气嘴，41、前端盖体，42、限位环，43、限位凸块，44、限位槽孔，51、后端盖体，52、固定挡片。
具体实施方式
27.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.如图1至图4所示，一种分离气缸，包括具有容纳空腔10的外筒和设置于容纳空腔10内的滑动筒2和伸缩气囊3。滑动筒2内部包括容气腔11，外筒靠近伸缩气囊3一端固设有用于向伸缩气囊3内供排气的气源接头6。伸缩气囊3一端与气源接头6连通，另一端与容气
腔11连通。滑动筒2外壁套设有密封件，用于滑动筒2外壁与外筒内壁之间的密封。密封件包括前端密封环9和后端密封环12。滑动筒2能够在容气腔11内的气压及伸缩气囊3的伸缩作用下，沿容纳空腔10滑动，进而实现滑动筒2相对于外筒伸缩。
29.在本实用新型的一些实施例中，分离气缸还包括设置于滑动筒2前端部的锁紧螺母7，锁紧螺母7外部套设有顶触端头8。
30.外筒包括外筒体1、前端盖4和后端盖5，前端盖4通过紧固件与外筒体1连接，可拆卸地设置于外筒体1的一端，后端盖5通过紧固件与外筒体1连接，可拆卸地设置于外筒体1的另一端。气源接头6与后端盖5螺纹邻接，使得两者可拆卸地固定连接。
31.前端盖4包括前端盖体41、限位环42和用于滑动筒2穿过的限位槽孔44。限位环42固设于前端盖体41的端面上，且限位环42在前端盖体41端面上的垂向投影位于前端盖体41的最小边界内。
32.在本实用新型的一些实施例中，滑动筒2外壁设置有与外筒轴线平行设置的限位凹槽。前端盖4还包括设置于限位环42内壁与限位凹槽相适应的限位凸块43。通过限位凸块43能够沿限位凹槽滑动，从而防止滑动筒2沿其周向旋转，提高利用分离气缸进行火箭芯级分离时的控制精度。
33.伸缩气囊3包括气嘴32和可伸缩结构的密封囊体31，气嘴32固设于密封囊体31伸缩方向的一端，与密封囊体31一体成型。气嘴32为柔性材质制成，包括固定槽。后端盖5包括后端盖体51。后端盖体51内设置有用于安装气嘴32的气嘴安装腔，气嘴安装腔内设置有与固定槽配合，用于固定气嘴32的固定挡片52。
34.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
36.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。