CN104891410A - 一种车载过氧化氢加注系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车载过氧化氢加注系统，主要包括储存加注系统、应急处理系统和真空系统。其中，存储加注系统通过氮气增压后挤压，挤压过氧化氢储罐内的过氧化氢为贮箱加注。当过氧化氢储罐内过氧化氢温度或压力超过限值时，应急处理系统中由高压氮气挤压纯水储罐内的纯水，将纯水压入过氧化氢储罐，稀释过氧化氢，同时，将稀释后的过氧化氢全部挤压入应急接收罐内进一步稀释，使系统达到安全状态。真空系统用来实现各个储罐的抽真空操作。本发明解决了固液火箭发射时，过氧化氢的移动加注；具备储运、定量加注、抽真空和贮箱内过氧化氢卸放等功能，主要用于贮箱可靠、准确、快速和安全定量加注，适用于加注高浓度过氧化氢、体积不大于250L的贮箱。
Description
技术领域
本发明属于火箭发动机输送系统领域，具体来说，是一种用来实现高浓度过氧化氢输运和供给的车载过氧化氢加注系统。
背景技术
航天动力系统采用无毒无污染、可贮存推进剂是未来发展的趋势，近年来，研究的重点集中在绿色推进剂方面。过氧化氢具有无毒、无污染、高密度、易贮存、高比热、分解产生大的体积膨胀和热量的优点，是一种理想的绿色推进剂。过氧化氢既可以作为双组元液体火箭发动机和固液混合火箭发动机的氧化剂，也可以作为单组元推进剂使用，应用前景广泛。因此，过氧化氢推进技术的研究正在广泛开展。
但过氧化氢在实际使用过程中，易受热、催化分解，产生爆炸危险，尤其是高浓度过氧化氢，因此过氧化氢的移动加注一直是一个难题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种车载过氧化氢加注系统，旨在解决固液火箭发射时，过氧化氢的移动加注，具备储运、定量加注、抽真空和贮箱内过氧化氢卸放等功能，主要用于对贮箱实施可靠、准确、快速和安全的定质量加注。本发明适用于加注高浓度过氧化氢、体积不大于250L的贮箱。
本发明车载过氧化氢加注系统，包括储存加注系统、真空系统和应急处理系统。
所述储存加注系统包括高压氮气瓶、减压器JY1、减压器JY2、缓冲瓶、过氧化氢储罐T01、温度计、液位计、流量计、手阀F1、手阀F3、手阀F11、手阀F12。其中，过氧化氢储罐T01进料口通过管路连接手阀F12；过氧化氢储罐T01的出料口通过管路依次连接手阀F3、流量计、手阀F11、贮箱；过氧化氢储罐T01还通过管路依次连接缓冲瓶、手阀F1、减压器JY2、减压器JY1与高压氮气瓶。
所述应急处理系统包括纯水储罐T02、应急接收罐T03、电磁阀DF1、电磁阀DF2、手阀F5、手阀F6、手阀F13与手阀F15。其中，纯水储罐T02的进/排水端通过管路连接手阀F13；同时，纯水储罐T02的进/排水端通过管路连接相互并联的电磁阀DF2与手阀F6后，与过氧化氢储罐T01连通。纯水储罐T02还通过管路依次连接手阀F2与储存加注系统中的减压器JY1的进气端；应急接收罐T03的进/排水端通过管路连接手阀F15；应急接收罐T02还通过管路连接相互并联的电磁阀DF1与手阀F5后，与过氧化氢储罐T01连通。
所述真空系统包括真空泵、手阀F9、电磁阀DF3、真空缓冲罐T04、手阀F8、手阀F7、手阀F4、手阀F14。其中，真空泵通过管路连接相互并联的电磁阀DF3与手阀F9后，与真空缓冲罐T04相连。真空缓冲罐通过3条管路分别与过氧化氢储罐T01、纯水储罐T02、应急接收罐T03连通；且3条管路上分别安装有手阀F4、手阀F7与手阀F8。
本发明的优点在于：
1、本发明车载过氧化氢加注系统，是一种具备储运、定量加注、抽真空和贮箱内过氧化氢卸放等功能的移动加注平台；
2、本发明车载过氧化氢加注系统中，通过应急处理分系统，可以手动或自动处理过氧化氢因意外引起的分解放热，保证该系统安全可靠的使用；
附图说明
图1是本发明车载过氧化氢加注系统整体结构示意图。
具体实施形式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明车载过氧化氢加注系统包括储存加注系统、真空系统和应急处理系统。所述储存加注系统包括高压氮气瓶、减压器JY1、减压器JY2、缓冲瓶、过氧化氢储罐T01、温度计、液位计、流量计、手阀F1、手阀F3、手阀F11、手阀F12；其中，过氧化氢储罐T01用来盛放过氧化氢，进料口通过管路连接手阀F12，通过打开手阀F12为过氧化氢储罐T01内加注过氧化氢。过氧化氢储罐T01的出料口通过管路依次连接手阀F3、流量计、手阀F11、贮箱；过氧化氢储罐T01还通过管路依次连接缓冲瓶、手阀F1、减压器JY2、减压器JY1与高压氮气瓶。在为贮箱加注过氧化氢时，对过氧化氢储罐T01抽真空后，打开手阀F1与手阀F3，高压氮气瓶内的高压气体依次经减压器JY1与减压器JY2减压后，进入过氧化氢储罐T01，并挤压过氧化氢储罐T01内过氧化氢，此时，打开手阀F11，即可实现贮箱的过氧化氢加注。所述流量计用于测量记录贮箱过氧化氢加注量及监控加注速度。过氧化氢储箱上还安装有温度计与液位计，分别用来测量过氧化氢储罐T01内过氧化氢的温度与液位。
所述应急处理系统包括纯水储罐T02、应急接收罐T03、电磁阀DF1、电磁阀DF2、手阀F5、手阀F6、手阀F13与手阀F15。其中，纯水储罐T02用来盛放纯水，其进/排水端通过管路连接手阀F13，通过打开手阀F13，实现纯水储罐T02的加注与泄放。同时，纯水储罐T02的进/排水端还通过管路连接相互并联的电磁阀DF2与手阀F6后，与过氧化氢储罐连通。纯水储罐T02还通过管路依次连接手阀F2与储存加注系统中的减压器JY1的进气端。应急接收罐T03用来盛放添加有稳定剂的纯水，其进/排水端通过管路连接手阀F15，通过打开手阀F15，实现应急接收罐T03的加注与泄放。应急接收罐T03还通过管路连接相互并联的电磁阀DF1与手阀F5后，与过氧化氢储罐T01连通。由此，当过氧化氢储罐T01内过氧化氢温度或压力超过限值时，电磁阀DF1与电磁阀DF2自动开启，或者手动开启手阀F5与手阀F6，同时打开手阀F2，使高压氮气瓶内的高压气体经减压器JY1增压后进入纯水储罐，并挤压纯水储罐T02内的纯水，将纯水压入过氧化氢储罐T01，对过氧化氢储罐T01内的过氧化氢进行稀释(至浓度50％以下)，并将稀释后得过氧化氢压全部挤压入应急接收罐T03内进一步稀释(至浓度30％以下)，进而使车载过氧化氢加注系统达到安全状态。上述手阀F2的进气端还通过管路连接手阀F10，通过打开F10来排放系统中剩余氮气。
所述真空系统用来为过氧化氢储罐T01、纯水储罐T02、应急接收罐T03进行抽真空操作，进而实现过氧化氢储罐T01、纯水储罐T02、应急接收罐T03内液体加注。真空系统包括真空泵、手阀F9、电磁阀DF3、真空缓冲罐T04、手阀F8、手阀F7、手阀F4、手阀F14。其中，真空泵通过管路连接相互并联的电磁阀DF3与手阀F9后，与真空缓冲罐T04相连。真空缓冲罐通过3条管路分别与过氧化氢储罐T01、纯水储罐T02、应急接收罐T03连同。且3条管路上分别安装有手阀F4、手阀F7与手阀F8。由此，开启真空泵24，打开手阀F9或是电磁阀DF3，真空系统开始工作，通过真空缓冲罐T04保证抽真空的稳定性，并将贮箱内少量的过氧化氢卸放到真空缓冲罐。随后，打开手阀F8，实现对应急接收罐T03的抽真空操作；打开手阀F7，实现对纯水储罐的抽真空操作；打开手阀F4，实现对过氧化氢储罐T01的抽真空操作。
本发明中真空缓冲罐T04还连接一条外设抽真空管路，外设抽真空管路上安装手阀F14；由此可接入需要抽真空的设备，通过打开手阀F14，进行抽真空操做。
本发明中各储罐参数见下表：
表1过氧化氢储罐、纯水储罐、应急接收罐与真空缓冲罐的设计参数
| 名称 | 设计压力 | 设计温度 | 设计容积 | 装填容积 |
| 过氧化氢储罐 | -0.1-5.0MPa | -19℃～100℃ | 300L | 250L |
| 纯水储罐 | 5.0MPa | -19℃～50℃ | 300L | 250L |
| 应急接收罐 | 1.6MPa | -19℃～100℃ | 500L | 200L |
| 真空缓冲罐 | -0.1-1.6MPa | -19℃～50℃ | 100L | 83L |
Claims (4)
1.一种车载过氧化氢加注系统，其特征在于：包括储存加注系统、真空系统和应急处理系统；
所述储存加注系统包括高压氮气瓶、减压器JY1、减压器JY2、缓冲瓶、过氧化氢储罐T01、温度计、液位计、流量计、手阀F1、手阀F3、手阀F11、手阀F12；其中，过氧化氢储罐T01进料口通过管路连接手阀F12；过氧化氢储罐T01的出料口通过管路依次连接手阀F3、流量计、手阀F11、贮箱；过氧化氢储罐T01还通过管路依次连接缓冲瓶、手阀F1、减压器JY2、减压器JY1与高压氮气瓶；
所述应急处理系统包括纯水储罐T02、应急接收罐T03、电磁阀DF1、电磁阀DF2、手阀F5、手阀F6、手阀F13与手阀F15；其中，纯水储罐T02的进/排水端通过管路连接手阀F13；同时，纯水储罐T02的进/排水端通过管路连接相互并联的电磁阀DF2与手阀F6后，与过氧化氢储罐T01连通；纯水储罐T02还通过管路依次连接手阀F2与储存加注系统中的减压器JY1的进气端；应急接收罐T03的进/排水端通过管路连接手阀F15；应急接收罐T02还通过管路连接相互并联的电磁阀DF1与手阀F5后，与过氧化氢储罐T01连通；
所述真空系统包括真空泵、手阀F9、电磁阀DF3、真空缓冲罐T04、手阀F8、手阀F7、手阀F4、手阀F14；其中，真空泵通过管路连接相互并联的电磁阀DF3与手阀F9后，与真空缓冲罐T04相连；真空缓冲罐通过3条管路分别与过氧化氢储罐T01、纯水储罐T02、应急接收罐T03连通；且3条管路上分别安装有手阀F4、手阀F7与手阀F8。
2.如权利要求1所述一种车载过氧化氢加注系统，其特征在于：所述手阀F2的进气端还通过管路连接手阀F10。
3.如权利要求1所述一种车载过氧化氢加注系统，其特征在于：所述真空缓冲罐还连接有外设抽真空管路，外设抽真空管路上安装手阀F14。
4.如权利要求1所述一种车载过氧化氢加注系统，其特征在于：所述过氧化氢储罐、纯水储罐、应急接收罐与真空缓冲罐的设计参数为：
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