[实用新型]飞轮低温焊接真空密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种飞轮系统，尤其涉及一种飞轮低温焊接真空密封装置。

背景技术

飞轮系统利用电机驱动轴承支承的飞轮转子旋转，通过控制转子转速来改变角动量大小、进而产生所需的控制力矩以精确控制航天器姿态。飞轮既能工作在反作用状态，用作反作用飞轮；又能工作在偏置状态，用作偏置动量轮；进一步提高转速，还可用作姿控储能两用飞轮。对于五自由度全主动控制的磁悬浮飞轮还可用作陀螺飞轮，能够输出瞬间大控制力矩。若大转动惯量的飞轮转子采用高强度碳纤维材料，并使其能够工作在较高转速，飞轮系统还可用作储能飞轮，用于电网调峰调频。

通常飞轮转子工作在较高转速，转速越高，飞轮内部空气对转子的阻力越大，飞轮的降速滑行时间越短，稳速和调速功耗越大。此外，地面工作环境存在一定的灰尘，为避免灰尘进入飞轮内部，导致机械轴承润滑性能下降或磁轴承磁性能改变，需对飞轮进行密封防尘设计。对于工作在高轨真空环境的反作用飞轮、偏置动量轮、姿控储能飞轮和陀螺飞轮，为避免太空宇宙射线和反物质射入飞轮内部，导致飞轮工作异常，也需对飞轮进行密封防护设计。

现有技术中，大多数飞轮采用橡胶密封圈密封方法，利用两环形空腔压紧橡胶密封圈，为飞轮系统提供一个密封环境。然而橡胶密封圈随时间的增加其性能下降，从而导致漏气和泄露情况发生。此外，橡胶密封圈为非金属材料，其自身存在一定的放气，从而导致密封系统内部气压上升，真空度下降，增加飞轮转子风阻损耗。焊接密封能够避免上述漏气和放气情况发生，但目前的高温熔化焊接方法，直接将两接触空腔加热至一定高温，利用焊机直接将焊条熔化在空腔接触表面，对飞轮系统进行密封。高温熔化焊接过高的焊接温度，会导致飞轮结构尺寸变形、材料性能及其内部的电子元器件性能下降或损坏。此外，高温焊接密封具有不可重复焊接的缺点，焊接后两接触体不可拆。产品研制过程中，需经常拆卸/装配飞轮系统，对其进行调试和性能测试实验，高温密封方法有诸多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可多次拆封、低温焊接、密封性能好、放气量少、结构简单、性能可靠的飞轮低温焊接真空密封装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的飞轮低温焊接真空密封装置，包括飞轮系统和密封系统，所述飞轮系统包括定子芯轴、飞轮转子和飞轮底座；

所述密封系统包括：密封环、密封罩、密封带、下焊锡环和上焊锡环；

所述密封罩扣在所述飞轮转子上，所述定子芯轴位于所述飞轮转子的径向内侧，其下端固定在所述飞轮底座上、上端与所述密封罩连接；

所述密封环设于所述飞轮底座的边缘与所述密封罩的下缘之间，所述密封环的下端止口和上端止口分别与所述飞轮底座的边缘和所述密封罩的下缘连接，所述密封带位于所述飞轮底座、密封环和密封罩的径向外侧，且所述密封带的中心与密封环的中心处于同一平面内；

所述下焊锡环熔化在所述密封带的下侧与所述飞轮底座的外侧，所述上焊锡环熔化在所述密封带的上侧与所述密封罩的外侧。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的飞轮低温焊接真空密封装置，由于飞轮底座与密封罩之间通过密封环连接，并通过密封带、下焊锡环和上焊锡环低温焊接，可多次拆封、密封性能好、放气量少、结构简单、性能可靠，可用于姿控飞轮和储能飞轮真空密封保护，为飞轮系统提供一个高真空度的工作环境，降低转子高速旋转风阻损耗，同时可防止灰尘、磁性颗粒和太空宇宙射线进入飞轮内部，提高系统整体性能和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的飞轮低温焊接真空密封装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的定子芯轴三维结构示意图；

图3a为本实用新型实施例中的飞轮底座俯视三维结构示意图；

图3b为本实用新型实施例中的飞轮底座仰视三维结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的密封环三维结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的密封罩三维结构示意图。

图中：1、定子芯轴，2、飞轮转子，3、飞轮底座，4、密封环，5、密封罩，6、密封带，7A、下焊锡环，7B、上焊锡环，8、密封罩连接螺纹，9、螺钉过孔，10、底座定位外圆柱面，11、芯轴定位止口，12、密封环定位止口，13、定子芯轴螺纹孔，14、飞轮底座固定螺纹孔，15、密封罩定位止口，16、飞轮底座定位止口，17、密封环定位止口，18、定子芯轴螺纹孔。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。