CN101782465A - 气体减压系统设计 - Google Patents

Abstract

气体减压系统设计，减压系统中，包括减压器、管道、压力表和阀门等部件，能将高压气源减压为稳定压力的低压气体。在高压气源中直接引出一路气体，作为减压器的指挥气体，能简化系统设计；在指挥气体管道中设计有储气容腔，降低气体进入指挥容腔的速度；减压器下底盘的中，加工有3圈环形进气道和十字形进气道，使指挥气体能均匀分布在容腔内。

Description

气体减压系统设计

【技术领域】

本发明涉及气体减压系统的设计，尤其涉及液体火箭发动机地面试验系统的减压系统设计。

【背景技术】

液体火箭发动机的地面试验中，高压气体从气罐流出后经过减压器节流减压，为下游的试验部件提供稳定的压力。试验中，减压系统的设计直接影响推进系统的启动性能，良好的减压装置设计能使整个推进系统有稳定的工作特性，使高压气体的压力将低至设计值，当进口压力由高降到低变化很大时，减压装置能使出口压力在给定的精度范围能变化，直接起到控制和调节气体流量的作用。

气体减压系统中最重要的部件是减压器，当前对减压器的设计有多种类型，本发明中涉及到气调式减压器，即：在初始情况下，活门在弹簧力的作用下，顶在阀座上，此时高压气体被截断。将指挥气体引入减压器的膜片底部后，使底部容腔形成一定压力，对膜片产生向上的力，通过顶杆顶开阀座上的活门，使高压气体通过活门进入膜片上部。在指挥气体压力、弹簧力和低压压力的作用下，膜片达到平衡，减压后的气体经过出口流出减压器。通常减压器的出口设计在减压器的上底盖上，这种设计会增大减压器上底盖的面积，增加减压器的制造成本；也减压器膜片面积增加，加大减压器的维护难度。本发明中的出口设计在减压器阀座下，通过2个出口，然后汇流到低压管道，能降低减压器的制造成本和降低维护难度

【发明内容】

本发明地提出新型气体减压系统的设计。能降低减压器中膜片的面积，管路系统简单，有较高的安全性能和方便的操作性。

本发明的气体减压系统的设计如下所述。高压气体分两个进口进入减压器，经过减压器的阀座后变为低压气体，流经减压器的2个出口后汇集到低压管道，进口和出口。

管路系统中设计有指挥气管路，是通过将高压管道中的气体经过引至减压器的指挥气体容腔，形成一定压力，使膜片在力的作用下顶开活门。将高压气体直接作为减压器的指挥气体。设计中使用节流阀门作为调节指挥压力的元件，使气体流进气体容腔后，缓慢进入减压器下底盖的容腔，防止气流流量过大造成减压器性能受损。

由于减压器的加工中可能存在加工误差，在没有指挥压力的时候，造成顶杆直接将膜片抵在下底盖上，在调节减压器时，可能会造成气流在指挥腔内分布不均，使减压器不能正常工作。本发明的减压器下底盘设计中，设计有环形进气道，即使在膜片抵在下底盘时也能使气流均匀分布，使减压器正常工作。

【附图说明】

图1是本发明中的气体减压系统图。

图2是本发明中的气体减压器简图。

图3是本发明中的气体下底盘简图。

【具体实施方式】

本发明提出气体减压系统的设计方法。系统包括减压器、管路、阀门、压力表和压力传感器，其具体实施方式如下。

图1是气体减压系统的设计简图。高压气体首先通过管道，进入分两路进入减压器3，减压器3之前设计有压力表1和压力传感器2，调压时首先观察压力传感器3的压力大于试验设计的低压压力值。首先将放气的节流阀门5和进气阀门6关闭，打开高压进气阀门，使气体进入储气容腔和减压器指挥容腔。观察压力表8和9的显示值，调节低压压力值达到试验的设计值。在减压器的指挥进气管道中设计有储气容腔，能使气体缓慢进入减压器指挥腔，有利于减压器的安全工作。本发明中，直接在高压管道上引出一路气体作为指挥气体，对气体进行调压，使管路系统简化。

图2是减压器简图，本发明中的减压器设计有两个进气口和两个出气口。在减压器下底盘7中设计有指挥进气口，将调压的气体引入指挥容腔。膜片5在弹簧1作用在顶杆4力和上底盘6的低压压力作用下，顶开活门2使高压气体经过阀座3，进入上底盘6，压力下降，使出口压力在给定的精度范围能变化，达到对高压气体减压的作用。减压器出口设计才阀座3下面，有利于减少上、下底盘和膜片5的面积，降低减压器制造成本。

如图3所示，减压器下底盘的设计中，设计有3圈环形进气道，环形槽深2mm，。进气道5和6形成十字形有利于环形进气道1至3的气流流通。指挥气体进入指挥容腔后，气体通过环形进气道均匀分布到下底盘。能防止由于膜片的受力不均而造成膜片的损坏。下底盘的边缘设计有10度的倾斜度，使膜片与下底盘之间以小的倾斜角过渡。有利于保护膜片由于过度的拉伸而导致的性能下降。

Claims (6)

1.气体减压系统设计，由减压器、管路、阀门、压力表和压力传感器等部件组成，其特征在于，能将高压气源减压为稳定的低压气体。

2.如权利要求1所述的气体减压系统，其特征在于：直接将高压气源引出作为调节低压压力的指挥气体。

3.如权利要求1或2所述的气体减压系统，其特征在于：在指挥气体管路中设计有储气容腔，使指挥气体的填充速度变慢。

4.如权利要求3所述的气体减压系统，其特征在于：减压器的出口设计在阀座下，有利于减少减压器上、下底盘和膜片的面积，降低减压器制造成本。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的气体减压系统，其特征在于：减压器下底盘的设计中，设计有3圈环形进气道和十字形进气道。

6.如权利要求5所述的氢气试验系统，其特征在于：下底盘外圈有10度的倾斜角，有利于保护膜片。

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