本發(fā)明涉及一種火箭冷卻系統(tǒng)，更具體地說，它涉及一種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

火箭發(fā)射過程中與空氣摩擦，產(chǎn)生大量的熱，為了使設(shè)置在火箭端部運(yùn)載體內(nèi)的設(shè)備免受高溫的侵襲，往往需要對火箭端部運(yùn)載體內(nèi)的空間進(jìn)行降溫。常用的方法是在火箭端部運(yùn)載體內(nèi)安裝制冷設(shè)備進(jìn)行降溫，這不僅增加了設(shè)備投入，而且占用空間大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了火箭發(fā)射發(fā)生過程端部運(yùn)載體降溫設(shè)備投入大，占用空間大的不足，提供了一種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)，通過燃料汽化過程吸收熱量的原理，采用蒸發(fā)換熱器、板式換熱器一級級進(jìn)行熱交換，對火箭端部運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫，提高對火箭運(yùn)載體內(nèi)部的降溫效果，有利于設(shè)備的可靠運(yùn)行，降低了降溫設(shè)備的投入，減小了占用空間。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)，包括運(yùn)載體、若干級火箭體，相鄰兩火箭體之間以及火箭體與運(yùn)載體之間均安裝有可分離的板式換熱器，火箭體內(nèi)均安裝有燃料儲罐、蒸發(fā)換熱器，燃料儲罐上連接出氣管，出氣管下端連接推力室，蒸發(fā)換熱器與燃料儲罐、出氣管之間均連接汽化管形成循環(huán)通路，板式換熱器與其下火箭體內(nèi)的蒸發(fā)換熱器之間連接冷媒輸送管形成循環(huán)通路，運(yùn)載體內(nèi)的板式換熱器通過換熱管連接風(fēng)機(jī)，火箭體內(nèi)的板式換熱器通過管道并聯(lián)在該級火箭體內(nèi)的冷媒輸送管上；蒸發(fā)換熱器和燃料儲罐之間的汽化管上安裝有增壓泵，冷媒輸送管上安裝有冷媒循環(huán)泵，冷媒輸送管內(nèi)均裝有冷媒。

火箭運(yùn)行時，液態(tài)燃料從燃料儲罐中送出經(jīng)過出氣管后在推力室內(nèi)燃燒，從而推動火箭飛行，而一部分燃料通過汽化管輸送到蒸發(fā)換熱器，在蒸發(fā)換熱器內(nèi)對冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換，制冷后的冷媒循環(huán)輸送到上一級火箭體內(nèi)的板式換熱器對該級火箭體冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換，上一級冷媒輸送管內(nèi)的冷媒制冷后循環(huán)輸送到再上一級的火箭體內(nèi)的板式換熱器對該級火箭體冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換；如此一級一級往上進(jìn)行熱交換，一直熱交換到運(yùn)載體內(nèi)的板式換熱器，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)被冷卻后排出冷風(fēng)，對運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫。冷媒循環(huán)泵帶動冷媒在冷媒輸送管內(nèi)不斷循環(huán)輸送進(jìn)行熱交換，增壓泵有利于汽化管內(nèi)燃料的輸送，燃料在蒸發(fā)換熱器進(jìn)行熱交換后溫度升高，此時增壓泵的增壓作用有利于提高燃料儲罐內(nèi)的壓力，確保燃料向出氣管輸出的噴射力。當(dāng)最下級火箭體內(nèi)的燃料耗盡后，該級火箭體與火箭主體分離，冷媒輸送管與上級火箭體的板式換熱器分離，分離火箭體帶動冷媒輸送管一起向下脫落。這種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)，通過燃料汽化過程吸收熱量的原理，采用蒸發(fā)換熱器、板式換熱器一級級進(jìn)行熱交換，對火箭端部運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫，提高對火箭運(yùn)載體內(nèi)部的降溫效果，有利于設(shè)備的可靠運(yùn)行，降低了降溫設(shè)備的投入，減小了占用空間。

作為優(yōu)選，板式換熱器上與冷媒輸送管位置設(shè)有安裝頭，冷媒輸送管端部連接有分離接頭，安裝頭外壁上設(shè)有一圈限位槽，分離接頭外壁上套接有滑套，滑套與分離接頭之間安裝有回位彈簧，分離接頭上均布設(shè)有若干個貫通的安裝孔，安裝孔內(nèi)安裝限位珠，限位珠卡在限位槽和安裝孔之間，滑套內(nèi)壁上設(shè)有推環(huán)，滑套外壁上設(shè)有推動套，分離接頭上設(shè)有抵接環(huán)，回位彈簧安裝在抵接環(huán)和推環(huán)之間，分離接頭外壁上套接有用于限位推環(huán)的卡圈，限位珠設(shè)置在抵接環(huán)和推環(huán)之間，推動套上鉸接有推桿，推桿可滑動連接豎向設(shè)置的滑軌，滑軌連接在火箭體或運(yùn)載體內(nèi)，推桿上與滑軌連接位置鉸接有連桿，連桿連接在下級火箭體上。

火箭體脫落時，拉桿隨火箭體向下拉動，從而帶動推桿向外推動滑套，由于冷媒輸送管具有一定的柔性，能夠彎曲，此時冷媒輸送管與安裝頭連接端不會被火箭體向下拉動，當(dāng)滑套上的推環(huán)滑過限位珠后，限位珠可向外移動，繼續(xù)推動滑套就可將分離接頭從安裝頭上推動下來，拉桿滑離滑軌，從而使冷媒輸送管、推桿、拉桿和火箭體一起向下脫落。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置使下級火箭體脫落時板式換熱器與冷媒輸送管能夠完全脫離，確?；鸺陌踩煽窟\(yùn)行。

作為優(yōu)選，安裝孔呈圓臺狀結(jié)構(gòu)，安裝孔內(nèi)側(cè)口徑小于限位珠直徑，安裝孔外側(cè)口徑大于限位珠直徑，限位珠直徑大于安裝孔兩開口端之間的距離。限位珠可以向外移動脫離安裝孔而不會向內(nèi)移動穿出安裝孔，限位珠與限位槽卡進(jìn)和脫離方便，便于分離接頭從安裝頭上拆卸下來。

作為優(yōu)選，分離接頭內(nèi)壁上和安裝頭連接位置安裝有密封圈。密封圈提高了分離接頭與安裝頭連接的密封性能。

作為優(yōu)選，推桿上與滑軌連接位置鉸接有滑動柱，滑軌上設(shè)有豎向設(shè)置的滑槽，滑動柱與滑槽適配滑動連接，拉桿上端設(shè)有拉套，拉套活動套接在滑動柱上。拉桿通過滑動柱在滑軌上滑動，滑動過程平穩(wěn)可靠，拉桿通過拉套活動套接在滑動柱上，避免拉桿拉動過程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，蒸發(fā)換熱器上設(shè)有燃料進(jìn)口、燃料出口、換熱進(jìn)口、換熱出口，板式換熱器上設(shè)有下級進(jìn)口、下級出口、上級進(jìn)口、上級出口，燃料進(jìn)口與出氣管連通，燃料出口與增壓泵連通，換熱進(jìn)口與下級出口連通，換熱出口與下級進(jìn)口連通，上級進(jìn)口、上級出口分別通過換熱管連通到換熱進(jìn)口和下級出口之間的冷媒輸送管上，與上級進(jìn)口、上級出口連通的換熱管上均安裝有常開電磁閥，兩常開電磁閥之間的冷媒輸送管上安裝常閉電磁閥。當(dāng)下一級火箭體未脫落時，常閉電磁閥閉合，兩常開電磁閥打開，該級火箭體內(nèi)的冷媒輸送管與換熱管連通。當(dāng)下一級火箭體脫落后，常閉電磁閥打開，兩常開電磁閥關(guān)閉，該級火箭體內(nèi)的冷媒輸送管與換熱管斷開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)，通過燃料汽化過程吸收熱量的原理，采用蒸發(fā)換熱器、板式換熱器一級級進(jìn)行熱交換，對火箭端部運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫，提高對火箭運(yùn)載體內(nèi)部的降溫效果，有利于設(shè)備的可靠運(yùn)行，降低了降溫設(shè)備的投入，減小了占用空間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的局部示意圖；

圖3是本發(fā)明的安裝頭與分離接頭的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、運(yùn)載體，2、火箭體，3、板式換熱器，4、燃料儲罐，5、蒸發(fā)換熱器，6、出氣管，7、推力室，8、汽化管，9、冷媒輸送管，10、風(fēng)機(jī)，11、增壓泵，12、冷媒循環(huán)泵，13、安裝頭，14、分離接頭，15、限位槽，16、滑套，17、回位彈簧，18、安裝孔，19、限位珠，20、推環(huán)，21、推動套，22、抵接環(huán)，23、卡圈，24、推桿，25、滑軌，26、連桿，27、密封圈，28、滑動柱，29、滑槽，30、拉套，31、燃料進(jìn)口，32、燃料出口，33、換熱進(jìn)口，34、換熱出口，35、下級進(jìn)口，36、下級出口，37、上級進(jìn)口，38、上級出口，39、常開電磁閥，40、常閉電磁閥。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體描述：

實(shí)施例：一種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)（參見附圖1至3），包括運(yùn)載體1、若干級火箭體2，本實(shí)施例設(shè)置三級火箭體，相鄰兩火箭體之間以及火箭體與運(yùn)載體之間均安裝有可分離的板式換熱器3，二級火箭體、三級火箭體、運(yùn)載體下端均安裝有板式換熱器。火箭體內(nèi)均安裝有燃料儲罐4、蒸發(fā)換熱器5，燃料儲罐上連接出氣管6，出氣管下端連接推力室7，蒸發(fā)換熱器與燃料儲罐、出氣管之間均連接汽化管8形成循環(huán)通路，板式換熱器與其下火箭體內(nèi)的蒸發(fā)換熱器之間連接冷媒輸送管9形成循環(huán)通路，運(yùn)載體內(nèi)的板式換熱器通過換熱管連接風(fēng)機(jī)10，火箭體內(nèi)的板式換熱器通過管道并聯(lián)在該級火箭體內(nèi)的冷媒輸送管上；蒸發(fā)換熱器和燃料儲罐之間的汽化管上安裝有增壓泵11，冷媒輸送管上安裝有冷媒循環(huán)泵12，冷媒輸送管內(nèi)均裝有冷媒。板式換熱器上與冷媒輸送管位置設(shè)有安裝頭13，冷媒輸送管端部連接有分離接頭14，安裝頭外壁上設(shè)有一圈限位槽15，分離接頭外壁上套接有滑套16，滑套與分離接頭之間安裝有回位彈簧17，分離接頭上均布設(shè)有若干個貫通的安裝孔18，安裝孔內(nèi)安裝限位珠19，限位珠卡在限位槽和安裝孔之間，滑套內(nèi)壁上設(shè)有推環(huán)20，滑套外壁上設(shè)有推動套21，分離接頭上設(shè)有抵接環(huán)22，回位彈簧安裝在抵接環(huán)和推環(huán)之間，分離接頭外壁上套接有用于限位推環(huán)的卡圈23，限位珠設(shè)置在抵接環(huán)和推環(huán)之間，推動套上鉸接有推桿24，推桿可滑動連接豎向設(shè)置的滑軌25，滑軌連接在火箭體或運(yùn)載體內(nèi)，推桿上與滑軌連接位置鉸接有連桿26，連桿連接在下級火箭體上。安裝孔呈圓臺狀結(jié)構(gòu)，安裝孔內(nèi)側(cè)口徑小于限位珠直徑，安裝孔外側(cè)口徑大于限位珠直徑，限位珠直徑大于安裝孔兩開口端之間的距離。分離接頭內(nèi)壁上和安裝頭連接位置安裝有密封圈27。推桿上與滑軌連接位置鉸接有滑動柱28，滑軌上設(shè)有豎向設(shè)置的滑槽29，滑動柱與滑槽適配滑動連接，拉桿上端設(shè)有拉套30，拉套活動套接在滑動柱上。蒸發(fā)換熱器上設(shè)有燃料進(jìn)口31、燃料出口32、換熱進(jìn)口33、換熱出口34，板式換熱器上設(shè)有下級進(jìn)口35、下級出口36、上級進(jìn)口37、上級出口38，燃料進(jìn)口與出氣管連通，燃料出口與增壓泵連通，換熱進(jìn)口與下級出口連通，換熱出口與下級進(jìn)口連通，上級進(jìn)口、上級出口分別通過換熱管連通到換熱進(jìn)口和下級出口之間的冷媒輸送管上，與上級進(jìn)口、上級出口連通的換熱管上均安裝有常開電磁閥39，兩常開電磁閥之間的冷媒輸送管上安裝常閉電磁閥40。

火箭運(yùn)行時，液態(tài)燃料從燃料儲罐中送出經(jīng)過出氣管后在推力室內(nèi)燃燒，從而推動火箭飛行，而一部分燃料通過汽化管輸送到蒸發(fā)換熱器，在蒸發(fā)換熱器內(nèi)對冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換，制冷后的冷媒循環(huán)輸送到上一級火箭體內(nèi)的板式換熱器對該級火箭體冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換，上一級冷媒輸送管內(nèi)的冷媒制冷后循環(huán)輸送到再上一級的火箭體內(nèi)的板式換熱器對該級火箭體冷媒輸送管內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換；如此一級一級往上進(jìn)行熱交換，一直熱交換到運(yùn)載體內(nèi)的板式換熱器，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)被冷卻后排出冷風(fēng)，對運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫。冷媒循環(huán)泵帶動冷媒在冷媒輸送管內(nèi)不斷循環(huán)輸送進(jìn)行熱交換，增壓泵有利于汽化管內(nèi)燃料的輸送，燃料在蒸發(fā)換熱器進(jìn)行熱交換后溫度升高，此時增壓泵的增壓作用有利于提高燃料儲罐內(nèi)的壓力，確保燃料向出氣管輸出的噴射力。當(dāng)最下級火箭體內(nèi)的燃料耗盡后，該級火箭體與火箭主體分離，冷媒輸送管與上級火箭體的板式換熱器分離，分離火箭體帶動冷媒輸送管一起向下脫落。這種燃料汽化吸熱運(yùn)載火箭冷卻系統(tǒng)，通過燃料汽化過程吸收熱量的原理，采用蒸發(fā)換熱器、板式換熱器一級級進(jìn)行熱交換，對火箭端部運(yùn)載體內(nèi)進(jìn)行降溫，提高對火箭運(yùn)載體內(nèi)部的降溫效果，有利于設(shè)備的可靠運(yùn)行，降低了降溫設(shè)備的投入，減小了占用空間。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。