CN106647855A - 一种低温流体温度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温流体温度调节装置，由调节阀1、调节阀2、阀门3、压力传感器4、温度传感器5、绝热层6、换热器7、液位计8、压力表9、阀门10、接头11、阀门12、阀门13、阀门14、容器15组成。本装置用于温度可调的流体输送系统。使用过程，向容器内注入一定量的低温流体作为提供冷量的介质，主送流体在换热芯内与容器内低温介质进行换热，从而降低温度。采用调节阀可改变流量配比，进而实现不同的温度输出。此外，装置针对低温流体使用特点，设置了绝热层、压力监测泄放装置、吹除装置等。该套装置所蕴含的温度差异化调节方法可用于介质温度有变化的低温流体输送场合。

Description

一种低温流体温度调节装置

技术领域

本发明涉及一种低温流体温度调节装置，适用于液体火箭低温推进剂加注系统，以及有介质变温输送需求的工程领域。

背景技术

动力系统试验是新研制火箭飞行试验之前最大型的地面试验，需按照真实测发流程进行推进剂各时段和各种指标的加注。液氧加注过程包含≤84K温度指标的过冷氧加注。通常采用液氮与液氧换热的方法，利用液氮的汽化潜热来降低液氧温度。在动力系统试验过程中，由于参试模块多，不同模块对过冷氧加注的温度需求值在≤84K的温度区间内各不相同，因此，需要研制一套可以改变过冷氧温度的流体输送装置。该装置除了要实现液氧与液氮换热、主送流体与过冷氧的掺混的温度调节基本功能，还要实现吹除置换、液氮加注、液位监测、防超压、安全泄放、绝热等低温流体应用相关的全部功能。

发明内容

本发明的技术解决问题：

(1)可实现两种沸点温度不同的流体换热，使高沸点流体温度降低。

(2)在一定温度范围内具有调节功能，实现主送流体温度的在线监测和无极调节。

(3)应满足冷却介质安全使用的相关要求，实现置换、加注、绝热、压力监测、液位监测、残液排放等功能。

本发明的技术解决方案：

(1)采用板翅式换热器作为换热芯，可以实现两种介质的充分换热，被冷却介质的换热芯出口温度达到低温。

(2)采用流量掺混比例在线连续调节方法，通过监测换热芯入口、出口和混合后流体温度，有针对性地改变流经换热芯流量和主送流量，实现两种温度流体的定比掺混，进而在一定温度区间内实现指定温度值的输出。

(3)分别设置吹除置换管路、加注管路、绝热层、压力表、液位计、排放管路实现低温流体的安全使用功能。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)通常换热芯研制难度最大、生产成本最高，在其结构形式和参数指标一定的情况下，两种温度不同的流体进行换热，换热芯出口温度为定值。本发明在无新增换热芯设备的前提下，实现了多种流体输送温度。相比于更换换热芯来获得多种输出温度的方法，本发明投资低、实施便捷。

(2)相比于常温流体流经换热器进行输送的系统，本发明充分考虑了低温流体输送和加注应用中，应严格注意的防超压、放漏热、吹除置换和安全泄放的要求。

附图说明

图1温度调节装置总图。1是调节阀、2是调节阀、3是阀门、4是压力传感器、5是温度传感器、6是绝热层、7是换热器、8是液位计、9是压力表、10是阀门、11接头、12是阀门、13是阀门、14是阀门、15是容器。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施对本发明作进一步描述：

如图1所示，容器15用来承装冷却介质。加注前通过阀门14向容器内进行吹除，确保容器内气体成分达到要求。通过接头11和阀门12向容器内进行冷却介质的加注，加注过程监测液位计8，使液面没过换热芯，使用过程亦监测液位计，液位降低需补加。还需监测压力表9，使容器压力在允许范围内。如有超压通过阀门10进行放气。

本发明的工作原理是：流体分两路，一路不经换热芯直接作为主送流体进入调节阀2，进入混合管路；另一路通过调节阀1经换热芯7流至阀门3后，进入混合管路。在换热芯前、后及混合管路上均设置温度、压力传感器，用于监测流体状态。根据流体温度测量值与需求值的比较结果，进行调节阀开度调节。在换热后温度降低的使用场合，混合后流体温度低于需求值时，需调大调节阀2开度；混合后流体温度高于需求值时，需调大调节阀1开度。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (5)

1.本发明所述的低温流体温度调节装置，其特征是：由调节阀、阀门、容器、绝热层、压力表、液位计、压力传感器、温度传感器、接头组成。

2.根据权利要求1所述的低温流体温度调节装置，其特征是：通过换热芯实现主送流体和冷却介质的热量交换，利用冷却介质的显热或潜热，将主送流体的温度降低。

3.根据权利要求1所述的低温流体温度调节装置，其特征是：通过调节阀1和调节阀2的开度调节，实现流经换热芯的流体与常规流体的流量配比调节，进而实现掺混后的流体温度稳定在某一指定值。

4.根据权利要求1所述的低温流体温度调节装置，其特征是：承装冷却介质的容器利用绝热层防止漏热，利用液位计监测液位，利用压力表监测压力。

5.根据权利要求1所述的低温流体温度调节装置，其特征是：设置吹除管路和排放管路，实现使用前容器置换和使用后残液排放的功能。