CN110685820B - 一种过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤器，属于航天发动机推进剂过滤技术领域。该过滤器的中心体与内层滤网模块的第一内环连接，内层滤网模块的第一外环与外层滤网模块的第二内环连接，内层滤网模块的第一顶环的直径小于内层滤网模块的第一外环的直径，外层滤网模块的第二顶环的直径小于外层滤网模块的第二外环的直径，以保证发动机推进剂供应管的下游安装空间充足。内层滤网模块的第一内支板沿中心体周向均匀地连接于第一外环、第一内环和第一顶环之间；外层滤网模块的第二内支板沿第二外环周向均匀地连接于第二外环、第二内环和第二顶环之间；第一顶环作为过滤入口，第一外环作为过滤出口,使得推进剂的杂质不易汇聚在过率网上，有效提高了过滤效率。
Description
技术领域
本发明属于航天发动机推进剂过滤技术领域，尤其涉及一种过滤器，适用于过滤航天发动机推进剂中的杂质。
背景技术
为过滤大型航天发动机推进剂供应管路中的杂质，在发动机推进剂供应管路的端口需要设置过滤器。
现有过滤器多采用大端在上，小端在下的安装方式，对发动机推进剂供应管的下游安装空间需求大，导致下游安装空间不足。同时，在过流时，杂质易汇集于过滤器的滤网上，影响过滤效率。
发明内容
本发明提供一种过滤器，以解决现有技术中存在的下游安装空间不足，杂质易汇集于滤网上，影响过滤效率的问题。
本发明的技术解决方案是：一种过滤器，包括法兰、滤网模块、中心体、过滤入口和过滤出口，所述中心体、、所述滤网模块和所述法兰沿径向由内而外组装在一起；所述滤网模块包括内层滤网模块和外层滤网模块；所述内层滤网模块包括至少三个第一内支板、一个第一外环、一个第一内环、一个第一顶环和第一滤网；所述外层滤网模块包括至少三个第二内支板、一个第二外环、一个第二内环、第二顶环和第二滤网；
所述中心体与所述第一内环连接，所述第一外环与所述第二内环与连接，所述第二外环与所述法兰连接，所述第一顶环与所述第二顶环连接；所述第一顶环的直径小于所述第一外环的直径，所述第二顶环的直径小于第二外环的直径；
所述至少三个所述第一内支板沿所述中心体周向均匀地连接于第一外环、第一内环和第一顶环之间；所述至少三个所述第二内支板沿所述第二外环周向均匀地连接于第二外环、第二内环和第二顶环之间；
每一所述第一内支板上设置有所述第一滤网，每一所述第二内支板上设置有第二滤网；
所述第一顶环作为过滤入口，所述第一外环作为过滤出口,流体经过滤入口流入，经过滤出口流出。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、将第一顶环的直径设置为小于第一外环的直径，将第二顶环的直径设置为小于第二外环的直径，以使过滤器小端在上，大端在下，从而保证发动机推进剂供应管的下游安装空间充足。
2、将第一顶环作为过滤入口，第一外环作为过滤出口,流体经过滤入口流入，经过滤出口流出，使得推进剂在通过过滤器时，推进剂的杂质顺流汇集于法兰处，有效减少了杂质对滤网模块的冲刷撞击，使得推进剂的杂质不易汇聚在过率网上，有效提高了过滤效率，从而延长了过滤器的使用寿命。
3、本发明的第一滤网和第二滤网不用预先成型，可直接铺设焊接于内层滤网模块对应的内内支板上和外层滤网模块对应的外内支板上，生产工艺难度低，并且有效降低了工艺成本。
4、将过滤器的滤网模块设计为内外双层滤网模块，方便后续在过滤器中加入更多层的滤网模块，使之适用于受轴向尺寸约束的大口径航天发动机推进剂供应管路。
优选的，所述第一顶环与所述第二顶环同轴设置。
优选的，所述第二顶环与所述第二外环的轴向距离小于所述法兰的半径。
优选方案的有益效果是：将第二顶环与第二外环的轴向距离设置为小于所述法兰的半径，使得其较现有的半球形或椭球形结构，具有高度低，占用轴向空间小的优点。
优选的，所述第一外环的尺寸小于所述第二外环的尺寸；所述第一内环的尺寸小于所述第二内环的尺寸；所述第一顶环的尺寸小于所述第二顶环的尺寸。
优选方案的有益效果是：通过将第一外环的尺寸设置为小于第二外环的尺寸，第一内环的尺寸设置为小于第二内环的尺寸，第一顶环的尺寸设置为小于第二顶环的尺寸，以实现内层滤网模块和外层滤网模块的双层滤网模块的安装。
优选的，所有所述第一内支板的形状和尺寸大小均相同；
所有所述第二内支板的形状和尺寸大小均相同；
所述第一内支板的形状和尺寸大小与所述第二内支板的形状和尺寸大小均相同。
优选方案的有益效果是：将所有第一内支板设置成与所有第二内支板的形状和尺寸大小均相同的支板，提高了支板的通用性。
优选的，所述第一内支板的数量少于所述第二内支板的数量。
优选方案的有益效果是：将第一内支板数量设置为少于第二内支板的数量，以便形成内外双层滤网模块，方便后续在过滤器中加入更多层的滤网模块，使之适用于受轴向尺寸约束的大口径航天发动机推进剂供应管路。
优选的，所述第一滤网包括第一外侧滤网和第一内侧滤网，所述第一内支板包括第一内支板外表面和第一内支板内表面；所述第一外侧滤网连接于所述第一内支板外表面，所述第一内侧滤网连接于所述第一内支板内表面。
优选的，所述第二滤网包括第二外侧滤网和第二内侧滤网，所述第二内支板包括第二内支板外表面和第二内支板内表面；所述第二外侧滤网连接于所述第二内支板外表面，所述第二内侧滤网连接于所述第二内支板内表面。
优选方案的有益效果是：将第一滤网包括的第一外侧滤网连接于第一内支板外表面，第一内侧滤网连接于第一内支板内表面；将第二滤网包括的第二外侧滤网连接于第二内支板外表面，第一内侧滤网连接于第二内支板内表面，使得第一内支板和第二内支板为双层过滤网设置，提高过滤效率。
优选的，所述第一内支板和所述第二内支板均为三角形结构；
相邻的所述第一内支板呈M型结构；
相邻的所述第二内支板呈M型结构。
优选方案的有益效果是：将所有第一内支板和所有第二内支板的形状设计成三角形，可利用三角形的稳定性保证内内支板和外内支板的支撑稳定性，提高过滤器中滤网模块的稳定性。相邻的第一内支板和相邻的第二内支板呈M型结构，更利于滤网铺设且滤网不易褶皱。同时，使支板的小端在上，大端在下，以保证发动机推进剂供应管的下游安装空间充足。
优选的，所述法兰、所述滤网模块和所述中心体的连接处均设置为台阶式接触。
优选方案的有益效果是：将法兰、滤网模块和中心体的连接处设置为台阶式接触，使得法兰、滤网模块和中心体在进行底部焊接时，对应的焊缝避免承受来自过滤入口的推进剂的冲击。
附图说明
图1本发明的总体结构示意图；
图2本发明的总体结构分解示意图；
图3为本发明内层滤网模块结构主视图；
图4为本发明内层滤网模块结构俯视图；
图5为本发明外层滤网模块结构主视图；
图6为本发明外层滤网模块结构俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、法兰，2、滤网模块，3、中心体，4、过滤入口，5、过滤出口，21、内层滤网模块，22、外层滤网模块，211、第一内支板，212、第一外环，213、第一内环，214、第一顶环，215、第一外侧滤网、216、第一内侧滤网，221、第二内支板，222、第二外环，223、第二内环，224、第二顶环，225、第二外侧滤网，226、第二内侧滤网。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
过滤器的组件具体如图2所示，分别为法兰1、内层滤网模块21和外层滤网模块22和中心体3。具体地，如图1至图6所示，滤网模块2包括内层滤网模块21和外层滤网模块22；内层滤网模块21包括至少三个第一内支板211、一个第一外环212、一个第一内环213、一个第一顶环214和第一滤网；外层滤网模块22包括至少三个第二内支板221、一个第二外环222、一个第二内环223、一个第二顶环224和第二滤网。
其中，法兰1，用于安装外层滤网模块22。滤网模块2用于过滤推进剂中的杂质；中心体3用于对推进剂进行导流，并为内层滤网模块21提供径向支撑。
本实施例中的第一内支板211和第二内支板221均为三角型结构。组装时，沿中心体3周向均匀地将所有第一内支板211的三个角焊接于第一外环212、第一内环213和第一顶环214之间，形成内层滤网模块21；沿第二外环222轴向均匀地将所有第二内支板211的三个角焊接第二外环222、第二内环223和第二顶环224之间，形成外层滤网模块22。
中心体3、内层滤网模块21、外层滤网模块22和法兰1沿径向由内而外焊接在一起。具体地，首先将中心体3与内层滤网模块21的第一内环213焊接，其次，将内层滤网模块21的第一外环212与外层滤网模块22的第二内环223焊接，再其次，将外层滤网模块22的第二外环222与法兰1焊接，最后，将内层滤网模块21的第一顶环214与外层滤网模块22的第二顶环224焊接。
进一步地，第一顶环214的直径小于第一外环212的直径，第二顶环224的直径小于第二外环222的直径；每一第一内支板211上设置有第一滤网，每一第二内支板221上设置有第二滤网；第一顶环214作为过滤入口4，第一外环212作为过滤出口5,流体经过滤入口4流入，经过滤出口5流出。
具体地，推进剂通过过滤入口4流入滤网模块2中，经滤网模块2中的内层滤网模块21和外层滤网模块22过滤，该推进剂中的杂质汇集于内层滤网模块21和外层滤网模块22之间的沟槽处、外层滤网模块22与法兰1之间的沟槽处以及内层滤网模块21与中心体3之间的沟槽处，使得推进剂的杂质不易汇聚在内层滤网模块21和外层滤网模块22各自对应的第一滤网和第二滤网上，减少了杂质对金属滤网的阻塞，有效提高了过滤效率。进一步地，当对过滤器进行反向冲洗时，冲洗液从过滤出口5方向流入，对过滤器中的滤网模块2进行冲洗，以清洗第一滤网和第二滤网上残留的杂质。
将第一顶环214的直径设置为小于第一外环212的直径，将第二顶环224的直径设置为小于第二外环222的直径，以使过滤器小端在上，大端在下，从而保证发动机推进剂供应管的下游安装空间充足。
将第一顶环214作为过滤入口4，第一外环212作为过滤出口5,流体经过滤入口4流入，经过滤出口5流出，使得推进剂在通过过滤器时，推进剂的杂质顺流汇集于法兰1处，有效减少了杂质对滤网模块2的冲刷撞击，使得推进剂的杂质不易汇聚在过率网上，有效提高了过滤效率，从而延长了过滤器的使用寿命。
进一步地，本发明的第一滤网和第二滤网不用预先成型，可直接铺设焊接于内层滤网模块21对应的内内支板上和外层滤网模块22对应的外内支板上，生产工艺难度低，并且有效降低了工艺成本。
将过滤器的滤网模块2设计为内外双层滤网模块，方便后续在过滤器中加入更多层的滤网模块，使之适用于受轴向尺寸约束的大口径航天发动机推进剂供应管路。
优选地，如图2所示，第一顶环214与第二顶环224同轴设置。
优选地，第二顶环224与第二外环222的轴向距离小于法兰1的半径。
具体地，将第二顶环224与第二外环222的轴向距离设置为小于法兰1的半径，使得其较现有的半球形或椭球形构型，其具有高度低占用轴向空间小。
优选地，如图1所示，第一外环212的尺寸小于第二外环222的尺寸；第一内环213的尺寸小于第二内环223的尺寸；第一顶环214的尺寸小于第二顶环224的尺寸。
具体地，将第一外环212的尺寸设置为小于第二外环222的尺寸，第一内环213的尺寸设置为小于第二内环223的尺寸，第一顶环214的尺寸设置为小于第二顶环224的尺寸，以实现内层滤网模块21和外层滤网模块22的安装。
优选地，所有第一内支板211的形状和尺寸大小均相同；所有第二内支板221的形状和尺寸大小均相同；第一内支板211的形状和尺寸大小与第二内支板221的形状和尺寸大小均相同。
具体地，将所有第一内支板211设置成与所有第二内支板221的形状和尺寸大小均相同的支板，有效提高了支板的通用性，降低了生产成本。
优选地，第一内支板211的数量少于第二内支板221的数量。
本实施例中将第一内支板211设置为12个，第二内支板221设置为16个。将第一内支板211的数量设置为12个,滤网支撑效果较好，也可使得第一外侧滤网215和第一外侧滤网216铺设后表面较为平滑。如果设置第一内支板211的数量设置较少，则会导致过滤器整体结构因支撑不足稳定性较差，使得第一内支板211的第一外侧滤网215和第一内侧滤网216因支撑不足出现中心凹陷；如果支板设置过多，则会导致整个过滤器重量增加，并且会使得有效过滤区域减小，造成流阻损失。
将第二内支板221的数量设置为16个,滤网支撑效果较好，也可使得第二外侧滤网225和第二内侧滤网226铺设后表面较为平滑。如果设置第二内支板221的数量设置较少，则会导致过滤器整体结构因支撑不足稳定性较差，使得第二内支板221的第二外侧滤网225和第二内侧滤网226因支撑不足出现中心凹陷；如果支板设置过多，则会导致整个过滤器重量增加，并且会使得有效过滤区域减小，造成流阻损失。
优选地，第一滤网包括第一外侧滤网215和第一内侧滤网216，第一内支板211包括第一内支板外表面和第一内支板内表面；第一外侧滤网215连接于第一内支板外表面，第一内侧滤网216连接于第一内支板内表面。
优选地，第二滤网包括第二外侧滤网225和第二内侧滤网226，第二内支板221包括第二内支板外表面和第二内支板内表面；第二外侧滤网225连接于第二内支板外表面，第二内侧滤网226连接于第二内支板内表面。
本实施例中的第一外侧滤网215和第一内侧滤网216均采用焊接的方式分别连接在第一内支板外表面和第一内支板内表面；第二外侧滤网225和第二内侧滤网226均采用焊接的方式分别连接在第二内支板外表面和第二内支板内表面，使得滤网于内支板连接更加牢固。
进一步地，为加强上述滤网与上述内支板的焊接强度，本实施例可用钢带覆压于滤网上再施焊。
优选地，第一内支板211和第二内支板221均为三角形结构；相邻的第一内支板211呈M型结构；相邻的第二内支板221呈M型结构。
具体地，将所有第一内支板211和所有第二内支板221的形状设计成三角形，可利用三角形的稳定性保证内内支板和外内支板的支撑稳定性，提高过滤器中滤网模块的稳定性。相邻的第一内支板211和相邻的第二内支板221呈M型结构，更利于滤网铺设且滤网不易褶皱。同时，使支板的小端在上，大端在下，以保证发动机推进剂供应管的下游安装空间充足。
优选地，法兰1、滤网模块2和中心体3的连接处均设置为台阶接触面。
具体地，将法兰1、滤网模块2和中心体3的连接处设置为台阶式接触，使得法兰1、滤网模块2和中心体3在进行底部焊接时，对应的焊缝避免承受来自过滤入口4的推进剂的冲击。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种过滤器，包括法兰(1)、滤网模块(2)、中心体(3)、过滤入口(4)和过滤出口(5)，所述中心体(3)、所述滤网模块(2)和所述法兰(1)沿径向由内而外组装在一起；其特征在于，所述滤网模块(2)包括内层滤网模块(21)和外层滤网模块(22)；所述内层滤网模块(21)包括至少三个第一内支板(211)、一个第一外环(212)、一个第一内环(213)、一个第一顶环(214)和第一滤网；所述外层滤网模块(22)包括至少三个第二内支板(221)、一个第二外环(222)、一个第二内环(223)、一个第二顶环(224)和第二滤网；
所述中心体(3)与所述第一内环(213)连接，所述第一外环(212)与所述第二内环(223)与连接，所述第二外环(222)与所述法兰(1)连接，所述第一顶环(214)与所述第二顶环(224)连接；所述第一顶环(214)的直径小于所述第一外环(212)的直径，所述第二顶环(224)的直径小于第二外环(222)的直径；
所述至少三个所述第一内支板(211)沿所述中心体(3)周向均匀地连接于第一外环(212)、第一内环(213)和第一顶环(214)之间；所述至少三个所述第二内支板(221)沿所述第二外环(222)周向均匀地连接于第二外环(222)、第二内环(223)和第二顶环(224)之间；
每一所述第一内支板(211)上设置有所述第一滤网，每一所述第二内支板(221)上设置有第二滤网；
所述第一顶环(214)作为过滤入口(4)，所述第一外环(212)作为过滤出口(5),流体经过滤入口(4)流入，经过滤出口(5)流出。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第一顶环(214)与所述第二顶环(224)同轴设置。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第二顶环(224)与所述第二外环(222)的轴向距离小于所述法兰(1)的半径。
4.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第一外环(212)的尺寸小于所述第二外环(222)的尺寸；所述第一内环(213)的尺寸小于所述第二内环(223)的尺寸；所述第一顶环(214)的尺寸小于所述第二顶环(224)的尺寸。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，
所有所述第一内支板(211)的形状和尺寸大小均相同；
所有所述第二内支板(221)的形状和尺寸大小均相同；
所述第一内支板(211)的形状和尺寸大小与所述第二内支板(221)的形状和尺寸大小均相同。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第一内支板(211)的数量少于所述第二内支板(221)的数量。
7.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第一滤网包括第一外侧滤网(215)和第一内侧滤网(216)，所述第一内支板(211)包括第一内支板外表面和第一内支板内表面；所述第一外侧滤网(215)连接于所述第一内支板外表面，所述第一内侧滤网(216)连接于所述第一内支板内表面。
8.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第二滤网包括第二外侧滤网(225)和第二内侧滤网(226)，所述第二内支板(221)包括第二内支板外表面和第二内支板内表面；所述第二外侧滤网(225)连接于所述第二内支板外表面，所述第二内侧滤网(226)连接于所述第二内支板内表面。
9.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述第一内支板(211)和所述第二内支板(221)均为三角形结构。
10.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述法兰(1)、所述滤网模块(2)和所述中心体(3)的连接处均设置为台阶接触面。
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| CN110685820A (zh) | 2020-01-14 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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