專利名稱：電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及電阻加熱發(fā)動(dòng)機(jī)、Arcjet電弧加熱發(fā)動(dòng)機(jī)、離 子發(fā)動(dòng)機(jī)、MPD推力器等電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的液體推進(jìn)劑供給裝置。
背景技術(shù)：
電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有比沖高、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)啟動(dòng)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，在航天器姿軌控、 深空探測(cè)、星際航行等任務(wù)中具有廣闊應(yīng)用前景。電推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用將有效增加航天器的有 效載荷、降低發(fā)射成本、提高航天器整體技術(shù)水平。因此，通過(guò)地面試驗(yàn)對(duì)電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn) 行研究正在廣泛開(kāi)展。
電推進(jìn)家族中的電阻加熱式推力器、Arcjet發(fā)動(dòng)機(jī)、離子發(fā)動(dòng)機(jī)、MPD推力器等等被廣 泛研究。上述電推進(jìn)推力裝置會(huì)選擇液體工質(zhì)作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作的推進(jìn)劑。因此液體推進(jìn)劑供 給裝置在電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)地面模擬試驗(yàn)中不可或缺。本發(fā)明旨在建立一套滿足電推進(jìn)試驗(yàn)要求 的液體推進(jìn)劑供給裝置。
推進(jìn)劑流量是用來(lái)評(píng)估推力器性能不可缺少的參數(shù)，電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)需要測(cè)量精 確的推進(jìn)劑流量，來(lái)確定推力器的性能。由此可見(jiàn)推進(jìn)劑流量測(cè)量與控制在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中十 分重要。
電推進(jìn)試驗(yàn)中有些液體推進(jìn)劑，如N2H4，具有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)揮發(fā)性，操作危險(xiǎn)性很髙， 因此液體推進(jìn)劑供給裝置必須具有極高的安全性，防止操作人員發(fā)生危險(xiǎn)。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的在于建立一套電推進(jìn)試驗(yàn)液體推進(jìn)劑供給裝置，針對(duì)電推進(jìn)試驗(yàn)中要求液 體推進(jìn)劑供給穩(wěn)定，供給流量可調(diào)，以及液體推進(jìn)劑可能帶有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)揮發(fā)性的特殊要 求，提供了一種適用于電推進(jìn)試驗(yàn)的液體推進(jìn)劑供給裝置。該液體推進(jìn)劑供給裝置主要功能 包括能為電推進(jìn)試驗(yàn)提供流量穩(wěn)定的液體推進(jìn)劑；能夠精確測(cè)量液體推進(jìn)劑流量；能夠進(jìn) 行對(duì)強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)揮發(fā)性液體推進(jìn)劑供給，安全性好；同時(shí)液體推進(jìn)劑供給裝置工作穩(wěn)定， 流量要精確控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置包括推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)Jjfc箱、推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置、 推進(jìn)劑管路裝置、液體推進(jìn)劑加注裝置、髙壓氣源裝置等。
高壓氣源裝置給液體推進(jìn)劑加注裝置提供平穩(wěn)的高壓氣體。高壓氣源裝置由高純氮?dú)鈿馄俊馄繅毫Ρ?、操縱氣手動(dòng)閥門(mén)、加注增壓閥門(mén)、貯箱增壓閥門(mén)以及吹氣放液閥門(mén)組成。 高純氮?dú)鈿馄刻峁└邏簹庠础馄繅毫Ρ肀O(jiān)測(cè)氣瓶?jī)?nèi)高純氮?dú)鈮簭?qiáng)，當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)高純氮?dú)鈮簭?qiáng) 小于5MPa時(shí)，應(yīng)更換高純氮?dú)鈿馄俊２倏v氣手動(dòng)閥門(mén)主要的作用是為氣動(dòng)電磁閥提供操縱 氣，加注增壓閥門(mén)的主要作用是向推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱內(nèi)提供加注增壓所需的高壓氣體，貯箱增 壓閥門(mén)的主要作用是向推進(jìn)劑貯箱內(nèi)提供貯箱增壓的高壓氣體，吹氣放液閥門(mén)的主要作用是 在試驗(yàn)結(jié)束后將管內(nèi)殘留的推進(jìn)劑吹除干凈，避免管路內(nèi)有殘留物。
液體推進(jìn)劑加注裝置使用高壓氣源通過(guò)中轉(zhuǎn)貯箱增壓閥門(mén)給中轉(zhuǎn)貯箱增壓，利用中轉(zhuǎn)jC 箱和推進(jìn)劑貯箱之間的壓力差，把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)貯箱轉(zhuǎn)移到推進(jìn)劑貯箱中，其壓力可通 過(guò)減壓器閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，中轉(zhuǎn)貯箱內(nèi)的壓力可通過(guò)壓力表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。加注完畢后，使用推進(jìn)劑 中轉(zhuǎn)je箱放氣閥門(mén)把中轉(zhuǎn)貯箱中的壓強(qiáng)泄掉。液體推進(jìn)劑加注完成。
中轉(zhuǎn)貯箱是液體推進(jìn)劑加注裝置中液體推進(jìn)劑來(lái)源，中轉(zhuǎn)貯箱為液體推進(jìn)劑加注裝置提 供推進(jìn)劑。中轉(zhuǎn)貯箱釆用容積為5L,承壓為lOMPa的不銹鋼罐。
推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置中的推進(jìn)劑貯箱是液體推進(jìn)劑加注裝置中液體推進(jìn)劑的最終 目的地，液體推進(jìn)劑加注進(jìn)入推進(jìn)劑貯箱也是判斷液體推進(jìn)劑加注裝置與方法是否可行的基 本指標(biāo)。推進(jìn)劑貯箱為一圓球體，容積為2L、設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為4MPa，箱體采用鈦合金焊接而成， 具有可靠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐腐蝕性。
液體推進(jìn)劑供給裝置使用高壓氣源通過(guò)貯箱增壓閥門(mén)給液體推進(jìn)劑歌箱增壓，使得推進(jìn) 劑貯箱與推進(jìn)劑供給管路之間產(chǎn)生壓力差，利用這個(gè)壓力差把液體推進(jìn)劑從推進(jìn)劑IG箱擠入 推進(jìn)劑供給管路中，液體推進(jìn)劑經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾最終進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，貯箱增壓的壓力可通過(guò)減 壓器閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，推進(jìn)劑貯箱內(nèi)的壓力可通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)結(jié)束后可通過(guò)吹氣 放液閥門(mén)向推進(jìn)劑供給管路內(nèi)充入高壓氣體，將管路內(nèi)殘留的推進(jìn)劑吹除干凈，避免管路內(nèi) 有殘留物，并通過(guò)貯箱放氣閥門(mén)把推進(jìn)劑貯箱內(nèi)的壓強(qiáng)泄掉。
試驗(yàn)中液體推進(jìn)劑的流量由流量測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量。流量測(cè)量裝置的全稱是全彈性微小 流量測(cè)量裝置， 一種全彈性微小流量測(cè)量裝置，包括支撐架組件、精密分析天平、推進(jìn)劑貯 箱、全彈性連接管路、控制閥門(mén)、單穩(wěn)電磁閥門(mén)和壓力補(bǔ)償單元，其中關(guān)鍵部件為精密分析 天平和全彈性連接管路。精密分析天平水平安放在上支撐架的平臺(tái)上；全彈性連接管路管路， 一端與推進(jìn)劑貯箱入口處連接，另一端被彈性固定塊固定在支撐架橫梁上，該全彈性連接管 路采用直徑2mm、內(nèi)徑為0.25mm的金屬細(xì)管，而且必需保證金屬管具有足夠彈性?？刂?閥門(mén)是指安裝在支撐架上、肥箱上游和下游管路中的控制閥門(mén)，這些閥門(mén)用于對(duì)貯箱進(jìn)行加 注、增壓、供給等功能的控制。具體包括貯箱增壓閥門(mén)、貯箱加注閩門(mén)、回吹閥門(mén)、液體閥 門(mén)、和壓力傳感器接通手閥，閥門(mén)接口為標(biāo)準(zhǔn)DN4、 37°接頭并與相應(yīng)管路上球頭連接；單 穩(wěn)電磁閥門(mén)安裝在lt箱推進(jìn)劑出口管路上，用來(lái)精確控制推進(jìn)劑的供給時(shí)間；壓力補(bǔ)償單元，包括壓力傳感器及壓力傳感器接通手閥，壓力傳感器安裝在貯箱增壓閥門(mén)與增壓氣體進(jìn)入推
進(jìn)劑ie箱之前的管路上，在壓力傳感器之前還安裝有壓力傳感器接通手閥，可以控制壓力補(bǔ) 償單元開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
推進(jìn)劑管路分為推進(jìn)劑供給管路與推進(jìn)劑吹除管路兩部分。推進(jìn)劑je箱受到高壓氣體的 擠壓，打開(kāi)推進(jìn)劑液體閥門(mén)，推進(jìn)劑從貯箱中流出進(jìn)入推進(jìn)劑供給管路內(nèi)，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾進(jìn) 入發(fā)動(dòng)機(jī)，過(guò)濾器的作用是除去推進(jìn)劑中的雜質(zhì)，以免造成管路堵塞，對(duì)試驗(yàn)造成影響。推
進(jìn)劑吹除管路的作用是當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后，推進(jìn)劑供給管路主閥門(mén)關(guān)閉，停止供給推進(jìn)劑，由 高壓氣源提供的高壓氣體進(jìn)入管路，將管路內(nèi)殘留的推進(jìn)劑經(jīng)推進(jìn)劑吹除管路進(jìn)行清理，避 免管路內(nèi)有殘留物。操作完畢后，對(duì)管路進(jìn)行放氣泄壓操作。
放氣裝置放出的廢氣均排入集氣腔內(nèi)統(tǒng)一集中回收處理，廢液將排入外部中和塔進(jìn)行處 理，避免造成環(huán)境污染。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置采用特別設(shè)計(jì)的管路連接和操作步驟，使得整 個(gè)供給過(guò)程中，液體推進(jìn)劑始終處于一個(gè)密閉的環(huán)境中，能夠用于具有揮發(fā)性，特別是具有 毒性的液體推進(jìn)劑的供給工作。
(2) 通過(guò)流量測(cè)量裝置及壓力傳感器，能夠準(zhǔn)確測(cè)量液體推進(jìn)劑的流量及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) 的噴前壓。
(3) 該液體推進(jìn)劑供給裝置在試驗(yàn)完畢后不會(huì)積存液體推進(jìn)劑，液體推進(jìn)劑管路都進(jìn)行 了吹除。從而保證了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員進(jìn)行推進(jìn)劑供給操作以及其他操作時(shí)的安全。


圖l為配氣裝置原理圖； 圖2為推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置總裝示意圖。 1 .推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置 2 .推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱
3.推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱液體閥門(mén) 5.推進(jìn)劑過(guò)濾器
7.推進(jìn)劑液體閥門(mén)C8.推進(jìn)劑回流閥B
11 .過(guò)倉(cāng)法蘭接頭12.推進(jìn)劑過(guò)濾器A
14.發(fā)動(dòng)機(jī)噴前壓壓力傳感器
17.真空倉(cāng)裝置 18.高純氮?dú)鈿馄?br> 20.推進(jìn)劑加注增壓減壓器閥
22.推進(jìn)劑肥箱增壓減壓器閥
24.推進(jìn)劑貯箱增壓減壓器閥
4.推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱氣壓表 6.推進(jìn)劑供給主管路氣動(dòng)電磁閥 9.玻璃管 IO.推進(jìn)劑回流閥A 13.推進(jìn)劑過(guò)濾器B
15.發(fā)動(dòng)機(jī)電磁閥 16.電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī) 19.推進(jìn)劑加注增壓閥門(mén) 21.推進(jìn)劑貯箱增壓閱門(mén) 23.推進(jìn)劑主管路吹氣放液閥門(mén) 25.操縱氣手動(dòng)閥門(mén) 26.氮?dú)鈿馄繅毫Ρ?7.推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱放氣氣動(dòng)電磁閥 28.推進(jìn)劑JC箱放氣氣動(dòng)電磁閥 29.電磁閥A 30.電磁阓B 31.電磁閥C
32.吹氣放液管路放氣閥門(mén) 33.集氣管 34.集氣管放氣手動(dòng)閥門(mén)
IOI.支撐架組件 102.貯箱增壓閥門(mén) 103.回吹閥門(mén) 104.肥箱加注閥門(mén)
105.推進(jìn)劑液體閥門(mén)A 106.推進(jìn)劑液體閥門(mén)B
107.推進(jìn)劑彈性彎管固定塊 108.液氣路全彈性連接管路 109.壓力傳感器 IIO.壓力傳感器接通手閥 11 l.推進(jìn)劑彈性彎管固定塊 112.推進(jìn)劑貯箱供給管路接口
113.推進(jìn)劑貯箱堵頭114.推進(jìn)劑貯箱 115.貯箱固定托盤(pán) 116.精密分析天平
117.四通
具體實(shí)施例方式
下面，按照電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置的實(shí)施方式以及該發(fā)明裝置在試驗(yàn)過(guò)程 中的一般使用順序進(jìn)行說(shuō)明，方便理解與使用。
電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給系統(tǒng)包括推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱、推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量系統(tǒng)、 推進(jìn)劑管路系統(tǒng)、液體推進(jìn)劑加注系統(tǒng)、高壓氣瓶供氣系統(tǒng)。
裝置中各部分的連接使用的是0 8x2mm的不銹鋼管，流量測(cè)量裝置中的全彈性連接管 路108使用的是彈性好的不銹鋼細(xì)管，如圖2所示，直徑2mm、內(nèi)徑為0.25mm，并將細(xì) 管加工成彈簧狀，確保彈性。
裝置中使用的全部減壓器閥標(biāo)準(zhǔn)為:進(jìn)口壓力3 23MPa，出口壓力0.2 5MPa， 流量0.033kg/s 0.11kg/s。裝置中使用的全部手動(dòng)截止閥標(biāo)準(zhǔn)為閥門(mén)接口為標(biāo)準(zhǔn) DN4、 37°接頭并與相應(yīng)管路上球頭連接。
進(jìn)行操作前首先保證所有的閥門(mén)均是關(guān)閉的。工作前首先打開(kāi)操縱氣手動(dòng)閥門(mén)25，供給 裝置所需的操縱氣，操縱氣主要用于開(kāi)關(guān)推進(jìn)劑供給主管路氣動(dòng)電磁閥6、推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)Jt箱 放氣氣動(dòng)電磁閥27和推進(jìn)劑貯箱放氣氣動(dòng)電磁閥28。
液體推進(jìn)劑首先貯存在推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱2中，打開(kāi)推進(jìn)劑加注增壓閥門(mén)19，高純氮?dú)鈴?高壓氮?dú)鈿馄?8通過(guò)管路進(jìn)入推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱2，通過(guò)減壓器閥20可以調(diào)節(jié)推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)IC 箱2內(nèi)的壓力，推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱氣壓表4用來(lái)監(jiān)測(cè)推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱2內(nèi)的壓力。中轉(zhuǎn)貯箱2 內(nèi)壓力升高后，打開(kāi)推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱液體閥門(mén),3以及貯箱加注閥門(mén)104，推進(jìn)劑在高壓的作 用下進(jìn)入推進(jìn)劑貯箱114，如圖2所示，推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置1監(jiān)測(cè)推進(jìn)劑貯箱內(nèi)推 進(jìn)劑的質(zhì)量，達(dá)到要求后，關(guān)閉加注管路閥門(mén)19、 20及104，加注完成，打開(kāi)推進(jìn)劑中轉(zhuǎn) 貯箱放氣氣動(dòng)電磁閥28泄去管路及貯箱內(nèi)的壓力。開(kāi)關(guān)推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱放氣氣動(dòng)電磁閥28所需要的操縱氣由電磁閥31控制。
液體推進(jìn)劑的供給也是使用高壓氣體的擠壓式供給。打開(kāi)推進(jìn)劑肥箱增壓閥門(mén)21，高純
氮?dú)庥晒苈愤M(jìn)入推進(jìn)劑貯箱114,貯箱內(nèi)壓力可以通過(guò)推進(jìn)劑貯箱增壓減壓器閥22進(jìn)行調(diào) 節(jié)，打開(kāi)壓力傳感器接通手閥110 (如圖2所示)，壓力傳感器109 (如圖2所示)可以檢 測(cè)貯箱內(nèi)的壓力。打開(kāi)推進(jìn)劑液體閥門(mén)105 (如圖2所示)、推進(jìn)劑液體閥門(mén)106 (如圖2 所示)和推進(jìn)劑供給主管路氣動(dòng)電磁閥6，液體推進(jìn)劑順著管路通過(guò)過(guò)倉(cāng)法蘭接頭11進(jìn)入真 空倉(cāng)17內(nèi)的推進(jìn)劑管路，過(guò)濾器5的作用是推進(jìn)劑出推進(jìn)劑貯箱114后進(jìn)行過(guò)濾。推進(jìn)劑 進(jìn)入真空倉(cāng)內(nèi)管路后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器12、 13到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)前方的發(fā)動(dòng)機(jī)電磁閥15。打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī) 電磁閥15，推進(jìn)劑就可以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)16，進(jìn)行工作。發(fā)動(dòng)機(jī)16噴前壓壓力傳感器14可以 監(jiān)測(cè)管路內(nèi)的壓力，通過(guò)調(diào)節(jié)推進(jìn)劑貯箱增壓減壓器閥22使發(fā)動(dòng)機(jī)噴前壓等于發(fā)動(dòng)機(jī)額定 噴前壓。開(kāi)關(guān)推進(jìn)劑供給主管路氣動(dòng)電磁閥6所需要的操縱氣由電磁閥29控制。
試驗(yàn)中通過(guò)推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置1記錄推進(jìn)劑流量。附圖2為推進(jìn)劑肥箱及流 量測(cè)量裝置1的總裝示意圖。流量測(cè)量裝置全稱全彈性微小流量測(cè)量裝置，具體包括支撐架 組件101、貯箱增壓閥門(mén)102、回吹閥門(mén)103、貯箱加注閥門(mén)104、推進(jìn)劑液體閥門(mén)A105、 推進(jìn)劑液體閥門(mén)B106、推進(jìn)劑彈性彎管固定塊107、液氣路全彈性連接管路108、壓力傳 感器109、壓力傳感器接通手閥110、推進(jìn)劑彈性彎管固定塊lll、推進(jìn)劑貯箱供給管路接 口 112、推進(jìn)劑貯箱堵頭H3、推進(jìn)劑貯箱114、貯箱固定托盤(pán)115、精密分析天平116、 四通117。本發(fā)明中的精密分析天平116具有內(nèi)置砝碼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)，確保稱量結(jié)果的準(zhǔn)確 性。精密分析天平116設(shè)有清晰的液晶顯示以供顯示讀數(shù)，同時(shí)配有內(nèi)置RS232通訊接口 ， 可以連接打印機(jī)、電腦等外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。精密分析天平116外殼材料為具有良好耐 腐蝕、抗沖擊性能的ABS工程塑料，確保天平輕便、堅(jiān)固，可以承受推進(jìn)劑輕度腐蝕。精密 分析天平116具有簡(jiǎn)單稱量、百分比稱量、計(jì)件稱量、動(dòng)態(tài)稱量、加減稱量等功能，具體參 數(shù)如下
可讀性O(shè).Olg
最大稱量值4100g
重復(fù)性(s): 0.0lg
線性土0.02g
秤盤(pán)尺寸中180mm
外形尺寸238X335X lll(WXDxH)(mm) 試驗(yàn)完成后，可通過(guò)使用高壓氣源進(jìn)行管路吹除，避免管路內(nèi)有推進(jìn)劑殘留。關(guān)閉推進(jìn) 劑供給管路氣動(dòng)電磁閥6，關(guān)閉推進(jìn)劑貯箱增壓閥門(mén)21和推進(jìn)劑貯箱增壓減壓器閥22，打 開(kāi)推進(jìn)劑!C箱放氣氣動(dòng)電磁閥28，將貯箱內(nèi)壓力泄出。打開(kāi)推進(jìn)劑管路吹氣放液閥門(mén)23和推進(jìn)劑貯箱增壓減壓器閥24，氣體進(jìn)入推進(jìn)劑供給管路中，壓力可通過(guò)推進(jìn)劑je箱增壓減壓
器閥24進(jìn)行調(diào)節(jié)。吹除時(shí)，推進(jìn)劑供給管路中未使用的推進(jìn)劑可通過(guò)推進(jìn)劑液體閥門(mén)7回 到貯箱，廢液將通過(guò)推進(jìn)劑回流閥8、推進(jìn)劑回流閥10到外部中和塔，通過(guò)玻璃管9可以 觀察管路內(nèi)的吹除情況。吹除完成后，通過(guò)吹氣放液管路放氣閥門(mén)32泄去管路內(nèi)的壓力， 將廢氣排出。開(kāi)關(guān)推進(jìn)劑貯箱放氣氣動(dòng)電磁閥28所需要的操縱氣由電磁閥30控制。
本發(fā)明裝置中通過(guò)放氣閥門(mén)27、 28、 32排出的廢氣統(tǒng)一收集在集氣管33中，打開(kāi)集 氣管放氣手動(dòng)閥門(mén)34，將集氣管33中的廢氣排入外部中和塔內(nèi)，避免污染環(huán)境。
在N2H4電弧加熱發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，已經(jīng)成功采用該液體推進(jìn)劑供給裝置對(duì)電弧加熱發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)行肼推進(jìn)劑供給。在N2H4電弧加熱發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上，采用該液體推進(jìn)劑供給裝置對(duì)電弧 加熱發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行肼推進(jìn)劑供給的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生肼推進(jìn)劑泄漏的現(xiàn)象，工作狀況良好。
權(quán)利要求
1、一種電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置，其特征在于所述裝置包括推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱、推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置、推進(jìn)劑管路裝置、液體推進(jìn)劑加注裝置和高壓氣源裝置；所述高壓氣源裝置給所述電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置提供平穩(wěn)的高壓氣體，包括高純氮?dú)鈿馄?、氣瓶壓力表、操縱氣手動(dòng)閥門(mén)、加注增壓閥門(mén)以及吹氣放液閥門(mén)，通過(guò)所述閥門(mén)控制為整個(gè)裝置提供操縱氣、貯箱增壓氣體、加注增壓氣體以及吹除增壓氣體；所述液體推進(jìn)劑加注裝置使用所述高壓氣源裝置的高壓氣體，通過(guò)加注增壓閥門(mén)給中轉(zhuǎn)貯箱增壓，利用中轉(zhuǎn)貯箱和推進(jìn)劑貯箱之間的壓力差，把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)貯箱轉(zhuǎn)移到推進(jìn)劑貯箱中，加注完畢后，使用所述液體推進(jìn)劑加注裝置中的中轉(zhuǎn)貯箱放氣閥門(mén)把中轉(zhuǎn)貯箱中的壓強(qiáng)泄掉；所述電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置使用高壓氣源裝置的氣體通過(guò)所述貯箱增壓閥門(mén)給推進(jìn)劑貯箱增壓，使得推進(jìn)劑貯箱與推進(jìn)劑供給管路之間產(chǎn)生壓力差，利用這個(gè)壓力差把液體推進(jìn)劑從推進(jìn)劑貯箱擠入推進(jìn)劑供給管路中，液體推進(jìn)劑經(jīng)過(guò)所述推進(jìn)劑管路中供給管路的過(guò)濾器過(guò)濾進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)完成后通過(guò)所述液體推進(jìn)劑供給裝置貯箱放氣閥門(mén)把推進(jìn)劑貯箱內(nèi)的壓強(qiáng)泄掉；所述推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置包括支撐架、精密分析天平、推進(jìn)劑貯箱和全彈性連接管路，在試驗(yàn)中對(duì)液體推進(jìn)劑的流量進(jìn)行測(cè)量；所述流量測(cè)量裝置的關(guān)鍵部件為精密分析天平和全彈性連接管路；所述精密分析天平水平安放在所述支撐架的平臺(tái)上；所述全彈性連接管路，一端與推進(jìn)劑貯箱入口處連接，另一端被彈性固定塊固定在所述支撐架橫梁上；所述推進(jìn)劑管路分為推進(jìn)劑供給管路與推進(jìn)劑吹除管路兩部分；所述推進(jìn)劑供給管路包括過(guò)濾器、推進(jìn)劑供給管路主閥門(mén)、推進(jìn)劑液體閥門(mén)；所述推進(jìn)劑貯箱受到高壓氣體的擠壓，打開(kāi)推進(jìn)劑供給管路中的推進(jìn)劑液體閥門(mén)，推進(jìn)劑從貯箱中流出進(jìn)入推進(jìn)劑供給管路內(nèi)，經(jīng)所述供給管路中的過(guò)濾器過(guò)濾進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)；所述推進(jìn)劑吹除裝置包括推進(jìn)劑液體閥門(mén)、回流閥門(mén)和玻璃管；當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后，由高壓氣源提供的高壓氣體進(jìn)入管路，將管路內(nèi)殘留的推進(jìn)劑經(jīng)所述推進(jìn)劑吹除管路進(jìn)行清理，避免管路內(nèi)有殘留物；所述放氣閥門(mén)放出的廢氣均排入該裝置的集氣管內(nèi)統(tǒng)一集中回收處理，廢液將排入外部中和塔進(jìn)行處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置，其特征在于中轉(zhuǎn)貯箱承壓為10MPa的不銹鋼罐；推進(jìn)劑je箱為一圓球體，設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為4MPa，中轉(zhuǎn)JC箱和推進(jìn)劑貯 箱的箱體均采用鈦合金焊接而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置，其特征在于全彈性連接管 路采用直徑2mm、內(nèi)徑為0.25mm的金屬細(xì)管。
全文摘要
電推進(jìn)試驗(yàn)平臺(tái)液體推進(jìn)劑供給裝置包括推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱、推進(jìn)劑貯箱及流量測(cè)量裝置、推進(jìn)劑管路裝置、液體推進(jìn)劑加注裝置和高壓氣源裝置。液體推進(jìn)劑加注裝置連接推進(jìn)劑中轉(zhuǎn)貯箱與推進(jìn)劑貯箱，連接管路設(shè)有加注閥門(mén)。通過(guò)貯箱增壓，推進(jìn)劑從推進(jìn)劑貯箱流入推進(jìn)劑供給管路，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。試驗(yàn)結(jié)束后，可通過(guò)管路放氣閥泄去管路內(nèi)的壓力。通過(guò)本發(fā)明能夠準(zhǔn)確測(cè)量液體推進(jìn)劑的流量及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的噴前壓，同時(shí)可保證現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員進(jìn)行推進(jìn)劑供給操作以及其他操作時(shí)的安全。
文檔編號(hào)G01M15/02GK101539485SQ20091008303
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者張莘艾, 湯海濱, 訾振鵬, 鐘凌偉 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)