一种液体工质加注装置

技术领域

本发明涉及加注设备技术领域，尤其涉及一种液体工质加注装置。

背景技术

空间生命保障系统中，将液体工质注入到系统内，以使系统正常工作。液体工质作为消耗品需要不断补充，作为地面保障人员，需要生产装有液体工质的桶装产品，以便将其运输到空间站。

地面保障人员一般将液体工质加注到加注桶内，再将装有液体工质的加注桶通过火箭飞船上行到太空中。

在生产过程中，现有技术中液体工质加注装置将液体工质到加注桶内时，由于活塞缺乏导向会发生侧倾，造成活塞与加注筒之间的干摩擦，使活塞和加注筒发生磨损变形。严重时，还会导致活塞上的密封圈周向压缩不均，密封圈局部压缩率过大，导致密封圈材料脱落，对加注桶内部引入多余物。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种液体工质加注装置，用以解决现有技术加注过程中活塞易发生倾斜导致橡胶圈易损变形脱落的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种液体工质加注装置，包括加注筒、活塞和加注筒固定座；所述活塞设置于所述加注筒内，所述活塞能够沿着所述加注筒内壁往复滑动；所述加注筒可拆卸的安装于所述加注筒固定座上，使得所述加注筒能够在所述加注筒固定座的定位下进行液体工质的加注操作。

进一步地，所述加注筒包括加注通道；所述加注通道突出设置于所述加注筒的底部。

进一步地，所述加注筒还包括断接器；所述断接器的与所述加注通道连接。

进一步地，所述加注筒固定座包括弧形壁、顶部支撑台和底部安装台。

进一步地，所述顶部支撑台和所述底部安装台平行设置，所述弧形壁与所述顶部支撑台和所述底部安装台垂直设置。

进一步地，所述底部安装台上设置有U形开口，所述U形开口能够容纳所述加注通道。

进一步地，所述加注筒固定座还包括刻度销；所述刻度销设置于所述顶部支撑台上。

进一步地，所述活塞包括密封胶圈。

进一步地，还包括垫块；所述垫块设置于所述活塞上。

进一步地，还包括顶层垫块；所述顶层垫块设置于所述垫块上。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明液体工质加注装置包括加注筒、活塞和加注筒固定座，活塞设置于加注筒的内，活塞能够沿着加注筒内壁往复滑动；加注筒可拆卸安装在加注筒内，以便于加注筒能够在固定座的限制定位下进行精准液体工质的加注操作。液体工质从加注筒的底部注入到加注筒内，注入到加注筒内的液体工质能够驱动活塞向上滑行，该种加注装置使得液体注入不掺杂任何杂质，同时该中注射方式能够避免液体工质震荡保持其稳定性。

(2)本发明的加注筒内从下到上依次设置有活塞、垫块和顶层垫块，其中垫块设置有多个，多个垫块与顶层垫块相互平行设置于活塞上。垫块、顶层垫块的直径与活塞同轴心设置，且垫块、顶层垫块的直径与活塞相互之间平行设置。平行设置在活塞上的垫块与活塞的上表面紧密贴合，多个垫块能够对活塞施加垂直于加注筒底部竖直向下的压力，能够通过垫块对活塞的压力使得垫块对活塞在加注筒内的运动起到导向作用，保证活塞与加注筒的同轴度，保证了活塞与加注筒底面的平行度，避免活塞倾斜。

(3)本发明垫块略小于加注筒的内直径同时略大于活塞的直径，该设置使得垫块对加注筒中活塞的运动方向具有导向作用，保证垫块与加注筒之间的同轴度，由于活塞的上表面和垫块的下表面紧密结合，故进一步保证了活塞柱面与加注筒柱面之间的同轴度，使得垫块对活塞在加注筒内部的运动方向具有进一步的导向作用，即使确保了活塞与加注筒底面以及垫块之间的平行度，避免了活塞在加注筒内侧倾，导致的活塞与加注筒摩擦产生磨屑。同时，该导向作用减小了密封胶圈磨损变形的概率，避免了密封圈局部压缩率过大，使得密封胶圈随活塞上升过程中避免密封胶圈磨损脱落的问题，从而避免了加注过程中脱落材料进入加注筒内，引入多余物。

(4)本发明在顶层垫块的上表面与顶部支撑台的下表面相接触，使得液体工质无法再继续注入加注筒，即注入完成，使得加注筒内部的液体量达到定量效果，便于批量生产。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明液体工质加注装置加注前的剖面图；

图2为本发明液体工质加注装置的断接器的闭合状态图；

图3为本发明液体工质加注装置的断接器的开启状态图；

图4为本发明液体工质加注装置中加注筒固定座的示意图；

图5为本发明液体工质加注装置加注后的剖面图。

附图标记：

1-加注筒；11-加注通道；12-断接器；121-壳体；122-滑芯；123-支座；124-弹簧；2-活塞；21-密封胶圈；22-螺旋孔；3-垫块；4-顶层垫块；41-螺旋通孔；5-加注筒固定座；51-弧形壁；52-顶部支撑台；53-底部安装台；54-刻度销。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种液体工质加注装置作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

本发明的一个具体实施例，如图1所示，公开了一种液体工质加注装置，包括加注筒1、活塞2和加注筒固定座5，活塞2设置于加注筒1的内部，活塞2的直径与加注筒1的内壁相同，使得活塞2的侧壁与加注筒1的内壁相接触，活塞2能够沿着加注筒1内壁往复滑动；加注筒1可拆卸的安装在加注筒固定座5内，以便于加注筒1能够在加注筒固定座5的限制定位下进行精准液体工质的加注操作。

进一步地，还包括垫块3和顶层垫块4，垫块3设置有多个，多个垫块3相互平行设置于活塞2上，顶层垫块4设置于垫块3上。

具体地，垫块3、顶层垫块4与活塞2同轴心设置，且垫块3、顶层垫块4的直径与活塞2相互之间平行设置，使得垫块3、顶层垫块4和活塞2的外壁均与加注筒1的内壁相互平行。

具体地，活塞2、垫块3和顶层垫块4依次从下到上放置于加注筒1内，使得活塞2垫块3和顶层垫块4与加注筒1的内底面平行接触，将加注筒1抽真空后放置于加注筒固定座5上，液体工质从加注筒1的底部注入到加注筒1内，注入到加注筒1内的液体工质能够驱动活塞2向上滑行，活塞2的运动方向通过垫块3和顶层垫块4实现导向作用。该种加注装置使得活塞2能够始终与加注筒1底部平行，避免活塞2侧倾的问题，同时该中注射方式能够避免液体工质震荡保持其稳定性。

进一步地，加注筒1包括加注通道11和断接器12。加注筒1为一个圆柱形筒，加注通道11为L形通道，突出设置于加注筒1的底部，加注通道11的一端与加注筒1底部相通，液体工质能够通过加注通道11灌入加注筒1内；加注通道11的另一端通过螺栓固定连接有断接器12，液体工质导入接头能够通过断接器12将液体工质注入到加注通道11内，加注完成后，直接拔下液体工质导入接头，断接器12即可自行密封。

具体地，加注通道11与加注筒1底部下表面相连且设置于加注筒1的中心位置，与加注筒1同轴心设置，使得液体工质加入到加注筒1内部时，液体工质进入加注筒1容器各个方向的压力和压强均等，增加加注过程的稳定性。

其中，如图2-图3所示，断接器12包括壳体121、滑芯122、支座123和弹簧124。壳体121内设有内腔，用于容纳滑芯122、支座123和弹簧124，同时该内腔为液体工质的流通通道。支座123的底座与壳体121的底部固定连接，支座123的轴心处开设有滑管，滑芯122的一端能够在滑管内往复滑动，滑芯122的另一端与壳体121的开口处能够密封连接或者分离。支座123的外部套设有弹簧124，弹簧124的一端用于顶住滑芯122。当滑芯122受到外力压缩弹簧124时(液体工质导入接头插入断接器12时)，滑芯122与壳体121的开口处分离，液体工质流入壳体121的内腔，并通过内腔流入至加注通道11中；当滑芯122去掉外力压时(液体工质导入接头拔出断接器12时)，弹簧124处于伸长状态，能够抵住滑芯122与壳体121的开口形成密封。

值得说明的是，平行设置在活塞2上的垫块3与活塞2的上表面紧密贴合，多个垫块3能够对活塞2施加垂直于加注筒1底部竖直向下的压力，能够通过垫块3对活塞2的压力使得垫块3对活塞2在加注筒1内的运动起到导向作用，保证活塞2与加注筒1的同轴度，即保证了活塞2与加注筒1底面的平行度。

进一步地，加注过程中，垫块3能够从上层到下层依次从加注筒1中取出，用于给液体工质留出加注储存空间。

进一步地，活塞2包括密封胶圈21，密封胶圈21设置于活塞外壁，在活塞2与加注筒1之间起密封作用。

在液体工质加注的过程中，活塞2在加注筒1中上行，该过程中密封胶圈21与加注筒1内壁直接接触，同时密封胶圈21在加注筒1内壁滑动运动。

值得说明的是，垫块3设置于加注筒1内部，且垫块3的直径略小于加注筒1的内直径同时略大于活塞2的直径，保证垫块3与加注筒1和活塞2之间的同轴度，该设置使得垫块3对加注筒1中活塞2的运动方向具有导向作用。换句话说，在加注的过程中，液体工质驱动活塞2上行运动，从而驱动垫块3同步运动，由于垫块3与加注筒1内壁紧密贴合，使得活塞2由于活塞2的上表面和垫块3的下表面紧密结合，故进一步保证了活塞2柱面与加注筒1柱面之间的同轴度，使得垫块3对活塞2在加注筒1内部的运动方向具有进一步的导向作用，即使确保了活塞2与加注筒1底面以及垫块3之间的平行度，避免了活塞2在加注筒1内侧倾，减小了活塞2上密封胶圈21与加注筒1摩擦产生磨屑的概率。同时，避免了密封胶圈21局部压缩率过大，使得密封胶圈21随活塞2上升过程中材料磨损脱落的问题，从而避免了加注过程中脱落材料进入加注筒1内，引入多余物。

值得说明的是，垫块3上有圆形通孔，用于减轻垫块的重量，同时方便垫块3从加注筒1内取出。

进一步地，垫块3的所有锐边均设置有倒角，避免垫块3的边在移动过程中划伤加注筒1的内壁，否则液体工质会在筒内壁的划伤处引起腐蚀，导致内部不光滑，造成活塞2的侧倾使得活塞2与加注筒1的干摩擦，引起活塞2的倾斜。垫块3的上下表面平面度为0.1，以下表面为基准，上表面相对于基准的平行度为0.1，以确保垫块3与活塞2之间的平行度。

进一步地，如图4所示，加注筒固定座5包括弧形壁51、顶部支撑台52和底部安装台53，顶部支撑台52安装于弧形壁51的上端，底部安装台53安装于弧形壁51的下端，顶部支撑台52和底部安装台53相互平行设置，弧形壁51垂直于顶部支撑台52和底部安装台53设置。

具体地，底部安装台53为圆环结构，其一侧设有U形开口，该U形开口能够将加注筒1下方设置的加注通道11容纳其中。弧形壁51为半圆弧面壁，弧形壁51的圆弧度与加注筒1的圆弧度相同，且弧形壁51和加注筒1同轴心设置。

当加注筒1放置在加注筒固定座5时，加注通道11能够被容纳于底部安装台53的U形开口内，加注筒1的外壁与弧形壁51的内部相互贴合，使得加注筒1能够相对于加注筒固定座5固定，即加注筒1通过加注筒固定座5的弧形壁51就能够将其在加注筒固定座5上快速定位，保证加注筒1的底部能够相对于底部安装台53平行设置，使得加注筒1在被加注时候能够保持水平度。

进一步地，加注筒固定座5中顶部支撑台52和底部安装台53(顶部支撑台52的下表面和底部安装台53的上表面)之间具有高度差，该高度差等于加注筒1的高度与顶层垫块4的高度之和。顶部支撑台52的下表面与加注筒1上表面之间的距离等于顶层垫块4的厚度。

具体地，加注筒固定座5的顶部支撑台52为一个圆环台，操作人员能够通过上方的圆环口实时观察加注过程中的大致情况，即加注筒内顶层垫块4的上行状态，以便于操作人员提前预估判断。此外，顶部支撑台52的圆环台直径小于顶层垫块4的直径。

进一步地，加注筒固定座5还包括刻度销54，用于实时测量顶层垫块4与顶部支撑台52的相对距离，从而确定加注筒1内液体工质的加注情况。刻度销54滑动连接于顶部支撑台52的销孔内，顶层垫块4上行时能够接触刻度销54，并带动刻度销54在销孔内同步滑移。

进一步地，刻度销54上方固定连接有限位片，刻度销54向下运动时，限位片能够限位于顶部支撑台52的上表面。

具体地，刻度销54上设置有刻度线，用于测量顶部垫块4的上行距离，从而确定是否需要去掉垫块3或者是否需要停止向加注筒1内注入液体工质。

如图5所示，当所有垫块3均被拿掉后，使得活塞2与顶层垫块4相接触，随着液体工质注入加注筒1，上行顶层垫块4的上表面与顶部支撑台52的下表面距离逐渐缩小，使得顶层垫块4与刻度销54接触。液体工质继续注入加注筒1，顶层垫块4带动刻度销54同步上行，当刻度销的位移量达到标准时，即停止加注完成注入程序。

值得说明的是，由于顶部支撑台52与底部安装台53平行设置，保证了顶层垫块4上表面与顶部支撑台52的下表面的平行度，从而保证了活塞2上表面和下表面与加注筒1筒底的平行度，进一步地避免了密封胶圈21局部压缩率过大或者局部摩擦力过大的问题，则有效减小密封胶圈21随活塞2上行过程中材料磨损或脱落风险，避免加注过程中脱落材料进入加注筒1内，避免引入多余物，导致液体工质不纯。

本实施例中，垫块3与顶层垫块4的区别在于两者的作用原理不同。加注过程中，垫块3在加注筒1内通过加注筒1的圆柱直径限位，保证活塞2柱面与加注筒1柱面之间的同轴度。顶层垫块4的上表面通过与顶部支撑台52下表面相接触，间接保证活塞2上表面和下表面与加注筒1筒底的平行度。此外，当顶层垫块4的上表面与顶部支撑台52的下表面相接触后，液体工质无法再继续注入，使得加注筒1内部的液体量达到定量效果，便于批量生产。

进一步地，活塞2还包括螺旋孔22，顶层垫块4包括螺旋通孔41。螺旋孔22设置于活塞2的顶部轴心且不穿过活塞2的底部；螺旋通孔41设置于顶层垫块4的轴心且穿过顶层垫块4。螺旋孔22和螺旋通孔41同轴心设置且直径相同，外接螺纹件能够旋转穿过螺旋通孔41到达螺旋孔22与顶层垫块4和活塞2固定连接后将活塞2与顶层垫块4同时取出。可选地，外接螺纹件也可分别连接螺旋通孔41和螺旋孔22，根据实际需要将顶层垫块4和活塞2分别取出。

具体地，由于加注的过程中，顶层垫块4需要被多次卸下和放回，因此顶层垫块4的螺旋通孔41与垫块3上的圆形挖孔贯通，在顶层垫块4卸下和放回时能够达到排气的作用，保证垫块3与顶层垫块4之间的平行度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。