本實用新型專利技術(shù)公開了一種飛輪焊接真空密封裝置，包括定子芯軸、飛輪轉(zhuǎn)子、飛輪底座、焊環(huán)和密封罩；密封罩扣在飛輪轉(zhuǎn)子上，定子芯軸位于飛輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)，其下端固定在所述飛輪底座上、上端與所述密封罩連接；焊環(huán)位于飛輪底座的邊緣與密封罩的下緣之間，且位于飛輪底座的徑向外側(cè)，焊環(huán)的下端和上端分別與飛輪底座和密封罩連接。密封性能好、放氣量少、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，可用于姿控飛輪和儲能飛輪真空密封保護。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)公開了一種飛輪焊接真空密封裝置，包括定子芯軸、飛輪轉(zhuǎn)子、飛輪底座、焊環(huán)和密封罩；密封罩扣在飛輪轉(zhuǎn)子上，定子芯軸位于飛輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)，其下端固定在所述飛輪底座上、上端與所述密封罩連接；焊環(huán)位于飛輪底座的邊緣與密封罩的下緣之間，且位于飛輪底座的徑向外側(cè)，焊環(huán)的下端和上端分別與飛輪底座和密封罩連接。密封性能好、放氣量少、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，可用于姿控飛輪和儲能飛輪真空密封保護。【專利說明】飛輪焊接真空密封裝置
本技術(shù)涉及一種動量交換系統(tǒng)，尤其涉及一種飛輪焊接真空密封裝置。
技術(shù)介紹
動量交換系統(tǒng)可提供很高的姿控精度，被廣泛應(yīng)用于各類衛(wèi)星、載人飛船、空間站等航天器。飛輪通過控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變角動量大小產(chǎn)生所需的控制力矩，從而精確控制航天器姿態(tài)。飛輪既能工作在零轉(zhuǎn)速附近用于反作用飛輪，又能工作在高速狀態(tài)用于偏置動量輪，進一步提高轉(zhuǎn)速還可用于姿控儲能兩用飛輪。對于五自由度全主動控制磁懸浮飛輪，通過控制飛輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸方向，能夠瞬間輸出大控制力矩，將其用于萬向飛輪。通常飛輪轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速較高，飛輪內(nèi)部空氣會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較大的阻力，從而增加轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的風(fēng)阻損耗。此外，地面測試環(huán)境存在一定的灰塵，為防止其進入飛輪內(nèi)部，導(dǎo)致機械軸承潤滑性能下降或磁軸承性能改變，需對飛輪進行密封防塵設(shè)計。對于工作在高軌的姿控飛輪，還應(yīng)防止因太空宇宙射線和反物質(zhì)進入飛輪內(nèi)部導(dǎo)致飛輪工作異常，故也需對飛輪進行密封防護設(shè)計。現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)飛輪采用兩環(huán)形空腔壓緊橡膠密封圈的方式為飛輪系統(tǒng)提供一個密封環(huán)境。然而橡膠密封圈容易老化，進而導(dǎo)致密封系統(tǒng)漏氣，降低飛輪內(nèi)部真空度。此外橡膠密封圈為非金屬材料，其自身存在一定的放氣，使得飛輪內(nèi)部真空度漸漸下降，增加了飛輪工作的風(fēng)阻損耗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種密封性能好、放氣量少、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的飛輪焊接真空密封裝置。本技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:本技術(shù)的飛輪焊接真空密封裝置，包括定子芯軸、飛輪轉(zhuǎn)子、飛輪底座、焊環(huán)和密封罩；所述密封罩扣在所述飛輪轉(zhuǎn)子上，所述定子芯軸位于所述飛輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)，其下端固定在所述飛輪底座上、上端與所述密封罩連接；所述焊環(huán)位于所述飛輪底座的邊緣與所述密封罩的下緣之間，且位于所述飛輪底座的徑向外側(cè)，所述焊環(huán)的下端和上端分別與所述飛輪底座和密封罩連接。由上述本技術(shù)提供的技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)實施例提供的飛輪焊接真空密封裝置，由于飛輪底座的邊緣與所述密封罩的下緣之間采用焊接密封方式密封，與橡膠密封圈密封方法相比，避免了橡膠老化和橡膠放氣，具有真空度高、可靠性高的優(yōu)點，密封性能好、放氣量少、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，可用于姿控飛輪和儲能飛輪真空密封保護，為飛輪系統(tǒng)提供一個高真空度的工作環(huán)境，降低轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)風(fēng)阻損耗，同時可防止灰塵、磁性顆粒和太空宇宙射線進入飛輪內(nèi) 部，提高系統(tǒng)整體性能和可靠性。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)實施例提供的飛輪焊接真空密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)實施例中的定子芯軸三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為本技術(shù)實施例中的飛輪底座俯視三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b為本技術(shù)實施例中的飛輪底座仰視三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖3c為本技術(shù)實施例中的飛輪底座剖視圖；圖4a為本技術(shù)實施例中的密封罩三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b為本技術(shù)實施例中的密封罩剖視圖。圖中:1、定子芯軸，2、飛輪轉(zhuǎn)子，3、飛輪底座，4、焊環(huán)，5、密封罩，8、密封罩連接螺紋，9、螺釘過孔，10、底座定位外圓柱面，11、芯軸定位止口，12、密封罩定位止口，13、定子芯軸螺紋孔，14、飛輪底座固定螺紋孔，15、定子芯軸螺紋孔，16、焊環(huán)縫隙。【具體實施方式】下面將對本技術(shù)實施例作進一步地詳細描述。本技術(shù)的飛輪焊接真空密封裝置，其較佳的【具體實施方式】是:包括定子芯軸、飛輪轉(zhuǎn)子、飛輪底座、焊環(huán)和密封罩；所述密封罩扣在所述飛輪轉(zhuǎn)子上，所述定子芯軸位于所述飛輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)，其下端固定在所述飛輪底座上、上端與所述密封罩連接；所述焊環(huán)位于所述飛輪底座的邊緣與所述密封罩的下緣之間，且位于所述飛輪底座的徑向外側(cè)，所述焊環(huán)的下端和上端分別與所述飛輪底座和密封罩連接。所述的飛輪底座為超硬鋁7A09-T6材料。所述的密封罩為超硬鋁7A09-T6材料，其厚度為I?2mm。所述的焊環(huán)為鋁鎂焊絲或鋁銅焊絲熔化后凝固在所述飛輪底座的邊緣與密封罩的下緣之間的縫隙內(nèi)。所述的飛輪底座和密封罩的外表面鍍鎳層，鍍鎳層的厚度為10?20 μ m。所述的飛輪底座的外緣上端止口厚度為I?2mm。所述定子芯軸與所述飛輪底座之間通過螺釘固定，所述定子芯軸與所述密封罩之間通過螺紋連接。本技術(shù)的飛輪焊接真空密封裝置，密封性能好、放氣量少、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，可用于姿控飛輪和儲能飛輪真空密封保護，為飛輪系統(tǒng)提供一個高真空度的工作環(huán)境，降低轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)風(fēng)阻損耗，同時可防止灰塵、磁性顆粒和太空宇宙射線進入飛輪內(nèi)部，提高系統(tǒng)整體性能和可靠性。本技術(shù)的原理是:如圖1所示，密封焊接前，對飛輪底座和密封罩外表面進行鍍鎳，待鍍層完全牢固粘接后，將定子芯軸和飛輪轉(zhuǎn)子安裝在飛輪底座內(nèi)，再將密封罩下端放置于飛輪底座止口內(nèi)，隨后通過螺紋將密封罩擰緊在定子芯軸上端，并使密封罩下端剛好全部進入飛輪底座止口內(nèi)。通過飛輪底座螺紋孔，將裝配好的飛輪系統(tǒng)固定于焊接臺上。隨后，利用焊槍將鋁鎂焊絲或鋁銅焊絲熔化在飛輪底座與密封罩間的縫隙內(nèi)。待常溫冷卻后，熔化后的焊絲在飛輪底座與密封罩間的縫隙內(nèi)形成焊環(huán)，形成完全密封系統(tǒng)。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本技術(shù)由于采用焊接密封方式密封，與橡膠密封圈密封方法相比，避免了橡膠老化和橡膠放氣，具有真空度高、可靠性高的優(yōu)點。具體實施例:如圖1所示，本技術(shù)可用于姿控飛輪和儲能飛輪真空密封，它包括定子芯軸1、飛輪轉(zhuǎn)子2、飛輪底座3、焊環(huán)4和密封罩5，定子芯軸I位于飛輪轉(zhuǎn)子2的徑向內(nèi)側(cè)，并通過螺釘固定在飛輪底座3上，焊環(huán)4位于飛輪底座3和密封罩5之間，且位于飛輪底座3的徑向外側(cè)，焊環(huán)4下端和上端分別與飛輪底座3和密封罩5連接，密封罩5通過其頂部內(nèi)螺紋孔與定子芯軸I連接。在具體應(yīng)用時，本技術(shù)所述的飛輪底座3和密封罩5的外表面均需鍍鎳，鍍層厚度為10?20 μ m，待其完全粘接在飛輪底座3和密封罩5表面后，通過焊槍將鋁鎂焊絲或鋁銅焊絲加熱至500?600°C融化在飛輪底座3和密封罩5間的縫隙內(nèi)形成焊環(huán)4。圖2為本技術(shù)中定子芯軸I三維結(jié)構(gòu)示意圖，其材料為不銹鋼材料，分別通過螺釘過孔9和密封罩連接螺紋8與飛輪底座3和密封罩5進行連接，其底座定位外圓柱面10用于與飛輪底座3安裝定位。圖3a為本技術(shù)中飛輪底座3俯視三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b為本技術(shù)中飛輪底座3仰視三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖3c為本技術(shù)中飛輪底座3剖視圖，其材料為超硬鋁7A09-T6材料，表面鍍鎳鍍層厚度為10?20 μ m，分別通過芯軸定位止口 11和密封罩定位止口 12與定子芯軸I和密封罩5定位連接，定子芯軸螺紋孔13用于固定安裝定子芯軸1，飛輪底座固定螺紋孔14用于整機與外部結(jié)構(gòu)件的固定安裝，焊環(huán)縫隙16用于放置鋁鎂焊絲或鋁銅焊絲融化形成的焊環(huán)4。圖4a為本技術(shù)中密封罩5三維結(jié)構(gòu)示意圖，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種飛輪焊接真空密封裝置，其特征在于，包括定子芯軸、飛輪轉(zhuǎn)子、飛輪底座、焊環(huán)和密封罩；?所述密封罩扣在所述飛輪轉(zhuǎn)子上，所述定子芯軸位于所述飛輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)，其下端固定在所述飛輪底座上、上端與所述密封罩連接；?所述焊環(huán)位于所述飛輪底座的邊緣與所述密封罩的下緣之間，且位于所述飛輪底座的徑向外側(cè)，所述焊環(huán)的下端和上端分別與所述飛輪底座和密封罩連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉強，徐寶東，葉郭波，張義，許振川，王滿賀，常欣宇，楊壯壯，
申請(專利權(quán))人：北京石油化工學(xué)院，
類型：實用新型
國別省市：
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