CN109209680A - 一种推进剂输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于航天技术领域，提供了一种推进剂输送装置，包括液压缸，包括第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔间隔设置；第一活塞，设置在第一空腔内并将第一空腔分割成第一增压腔和第一燃料腔，第一活塞包括第一活塞杆，第一活塞杆从第一空腔内部延伸至第一空腔外部；第二活塞，设置在第二空腔内并将第二空腔分割成第二增压腔和第二燃料腔，第二活塞包括第二活塞杆，第二活塞杆从第二空腔内部延伸至第二空腔外部；第一活塞杆和第二活塞杆同轴设置且互相抵接；第一管路，设置在液压缸上且与第一空腔连通；第二管路，设置在液压缸上且与第一空腔连通；第三管路，设置在液压缸上且与第二空腔连通；排气孔，形成在液压缸上且与第二空腔连通。
Description
技术领域
本发明适用于航天技术领域，尤其涉及一种推进剂输送装置。
背景技术
推进剂的增压输送是火箭发动机试车台的核心功能，直接影响火箭发动机试验的成败。一般试车台的增压输送系统设备复杂，包括气瓶、阀门、管路、贮箱等零部件。其工作过程为：气瓶内的高压气体通过减压阀给贮箱增压，贮箱内的推进剂在高压气体的挤压下通过管路输送至火箭发动机入口。考虑到在实际应用中，受到试验台的氧化剂和燃料管路布局不可能完全一致、减压阀出口压力的波动、氧化剂和燃料物理特性的差异(密度、粘度等)等各类因素的影响，造成燃料和氧化剂流量的不一致，最终造成火箭发动机入口推进剂的混合比相对于设定值频繁波动，从而影响火箭发动机的性能，尤其对混合比敏感的姿控发动机影响更大。
对于挤压式推进剂增压输送系统而言，高压气体流经减压阀后直接作用于贮箱，对贮箱承压能力要求较高，不容易轻便设计。另外，由于贮箱不能承受高压，导致试车系统不能满足高室压发动机的使用要求。
发明内容
本发明提供的推进剂输送装置，旨在解决火箭发动机试车台燃料输送系统较复杂、推进剂的混合比不稳定的问题。
本发明是这样实现的，一种推进剂输送装置，用于按照设定的混合比为火箭发动机同时输送多种推进剂，包括：
液压缸，包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔间隔设置；
第一活塞，设置在所述第一空腔内并将所述第一空腔分割成第一增压腔和第一燃料腔，所述第一活塞包括第一活塞杆，所述第一活塞杆从所述第一空腔内部延伸至所述第一空腔外部；
第二活塞，设置在所述第二空腔内并将所述第二空腔分割成第二增压腔和第二燃料腔，所述第二活塞包括第二活塞杆，所述第二活塞杆从所述第二空腔内部延伸至所述第二空腔外部；所述第一活塞杆和所述第二活塞杆同轴设置且互相抵接；
第一管路，用于输入压力以推动所述第一活塞运动，所述第一管路设置在所述液压缸上且与所述第一空腔连通；
第二管路，用于排出所述第一空腔内的推进剂，所述第二管路设置在所述液压缸上且与所述第一空腔连通；
第三管路，用于排出所述第二空腔内的推进剂，所述第三管路设置在所述液压缸上且与所述第二空腔连通；
排气孔，用于平衡所述第二空腔内的气压以使所述第二活塞能够在所述第二空腔内顺利地往返运动，所述排气孔形成在所述液压缸上且与所述第二空腔连通。
更进一步地，所述液压缸呈圆柱状设置，所述第一空腔和所述第二空腔同轴设置，所述第一空腔和所述第二空腔分别位于所述液压缸的上半部分和下半部分。
更进一步地，所述液压缸包括筒体、顶部缸盖和底部缸盖，所述第一空腔和所述第二空腔形成在所述筒体上，所述顶部缸盖设在所述液压缸的顶部并密封所述第一空腔，所述底部缸盖设置在所述液压缸的底部并密封所述第二空腔。
更进一步地，所述第一管路包括形成在所述顶部缸盖上的第一通道和与所述第一通道连通的增压导管，所述第二管路包括形成在所述筒体上的第二通道和与所述第二通道连通的第一出口导管；所述第一通道与所述第一增压腔连通，所述第二通道与所述第一燃料腔连通。
更进一步地，所述第三管路包括形成在所述底部缸盖上的第三通道和与所述第三通道连通的第二出口导管；所述排气孔和所述第二增压腔连通，所述第三通道与所述第二燃料腔连通。
更进一步地，所述第一空腔和所述第二空腔之间形成有供所述第一活塞杆和所述第二活塞杆插入的安装孔。
更进一步地，所述筒体的中部呈镂空状设置。
更进一步地，所述第一活塞、所述第二活塞、所述底部缸盖和所述底部缸盖上均设置有密封件。
更进一步地，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆的末端均形成有抵接部，两所述抵接部互相配合抵接。
本发明实施例提供的推进剂输送装置的有益效果在于：利用液压缸的第一空腔和第二空腔来储存两种不同的推进剂，通过第一活塞和第二活塞的联动来同时输送两种不同的推进剂，通过设置第一空腔和第二空腔的直径的比率，能够达到设定不同的混合比的目的，同时由于采用了液压的方式输送推进剂，避免了贮箱和复杂的输送管路的设计，不仅输送系统的结构得到很大的简化，同时压力相对恒定，能够更加稳定地为火箭发动机以恒定的混合比输送推进剂。
附图说明
图1是本实施例提供的推进剂输送装置的剖视图。
其中，图中各附图标记：
1-液压缸；11-筒体；111-第一空腔；1111-第一增压腔；1112-第一燃料腔；112-第二空腔；1121-第二增压腔；1122-第二燃料腔；12-顶部缸盖；13-底部缸盖；14-排气孔；2-第一活塞；21-第一活塞杆；3-第二活塞；31-第二活塞杆；4-第一管路；41-第一通道；42-增压导管；5-第二管路；51-第二通道；52-第一出口导管；6-第三管路；61-第三通道；62-第二出口导管；7-密封件；8-抵接部。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明与现有技术之间的区别特征在于：
液压缸1，液压缸1包括第一空腔111和第二空腔112，第一空腔111和第二空腔112间隔设置；
第一活塞2，设置在第一空腔111内并将第一空腔111分割成第一增压腔1111和第一燃料腔1112，第一活塞2包括第一活塞杆21，第一活塞杆21从第一空腔111内部延伸至第一空腔111外部；
第二活塞3，设置在第二空腔112内并将第二空腔112分割成第二增压腔1121和第二燃料腔1122，第二活塞3包括第二活塞杆31，第二活塞杆31从第二空腔112内部延伸至第二空腔112外部；第一活塞杆21和第二活塞杆31同轴设置且互相抵接；
本发明实施例的推进剂输送装置利用液压缸1的第一空腔111和第二空腔112间隔设置来储存两种不同的推进剂，通过第一活塞2和第二活塞3的联动来同时输送两种不同的推进剂，通过设置第一空腔111和第二空腔112的直径的比率，能够达到设定不同的混合比的目的，同时由于采用了液压的方式输送推进剂，避免了贮箱和复杂的输送管路的设计，不仅输送系统的结构得到很大的简化，同时压力相对恒定，能够更加稳定地为火箭发动机以恒定的混合比输送推进剂。
实施例一
液压缸1，包括第一空腔111和第二空腔112，第一空腔111和第二空腔112间隔设置；
第一活塞2，设置在第一空腔111内并将第一空腔111分割成第一增压腔1111和第一燃料腔1112，第一活塞2包括第一活塞杆21，第一活塞杆21从第一空腔111内部延伸至第一空腔111外部；
第二活塞3，设置在第二空腔112内并将第二空腔112分割成第二增压腔1121和第二燃料腔1122，第二活塞3包括第二活塞杆31，第二活塞杆31从第二空腔112内部延伸至第二空腔112外部；第一活塞杆21和第二活塞杆31同轴设置且互相抵接；
第一管路4，用于输入压力以推动第一活塞2运动，第一管路4设置在液压缸1上且与第一空腔111连通；
第二管路5，用于排出第一空腔111内的推进剂，第二管路5设置在液压缸1上且与第一空腔111连通；
第三管路6，用于排出第二空腔112内的推进剂，第三管路6设置在液压缸1上且与第二空腔112连通；
排气孔14，用于平衡第二空腔112内的气压以使第二活塞3能够在第二空腔112内顺利地往返运动，排气孔14形成在液压缸1上且与第二空腔112连通。
本发明实施例的推进剂输送装置利用液压缸1的第一空腔111和第二空腔112来储存两种不同的推进剂，通过第一活塞2和第二活塞3的联动来同时输送两种不同的推进剂，通过设置第一空腔111和第二空腔112的直径的比率，能够达到设定不同的混合比的目的，同时由于采用了液压的方式输送推进剂，避免了贮箱和复杂的输送管路的设计，不仅输送系统的结构得到很大的简化，同时压力相对恒定，能够为火箭发动机更加稳定地以恒定的混合比输送推进剂。
实施例二
本实施例为基于实施例一的一种改进方式，液压缸1呈圆柱状设置，第一空腔111和第二空腔112同轴设置，第一空腔111和第二空腔112分别位于液压缸1的上半部分和下半部分。第一空腔111和第二空腔112用于储存两种不同的推进剂，通过设定第一空腔111和第二空腔112的不同直径比，能够设定两种推进剂不同的混合比，此结构简单且能够较为精确地设定两种推进剂的混合比。
实施例三
本实施例为基于实施例一或实施例二的一种改进方式，液压缸1包括筒体11、顶部缸盖12和底部缸盖13，第一空腔111和第二空腔112形成在筒体11上，顶部缸盖12设在液压缸1的顶部并密封第一空腔111，底部缸盖13设置在液压缸1的底部并密封第二空腔112。
实施例四
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，第一管路4包括形成在顶部缸盖12上的第一通道41和与第一通道41连通的增压导管42，第二管路5包括形成在筒体11上的第二通道51和与第二通道51连通的第一出口导管52；第一通道41和第二通道51分别与第一增压腔1111和第一燃料腔1112连通。第一管路4的增压导管42外接高压气源，当高压气体通过增压导管42和第一通道41输入第一增压腔1111时，第一活塞2向下运动，同时推动第二活塞3运动，第一燃料腔1112中的推进剂经第一出口导管52输出。
实施例五
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，第三管路6包括形成在底部缸盖13上的第三通道61和与第三通道61连通的第二出口导管62；排气孔14和第三通道61分别与第二增压腔1121和第二燃料腔1122连通。第二出口导管62用于排出第二空腔112的第二燃料腔1122中的推进剂，当第一管路4输入压力时，第二活塞3被第一活塞2推动，第二活塞3向下运动，外界空气通过排气孔14进入第二增压腔1121，保持了第二增压腔1121和外界气压的平衡，使得第二活塞3向下运动并将第二燃料腔1122内的推进剂经第二出口导管62输出，由此达到同时按比例输送两种不同的推进剂的作用。
实施例六
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，第一空腔111和第二空腔112之间形成有供第一活塞杆21和第二活塞杆31插入的安装孔。第一活塞杆21和第二活塞杆31均伸入安装孔中并互相抵接，安装孔对第一活塞杆21和第二活塞杆31起到导向和保护的作用，从而使得第一活塞2和第二活塞3能够更好地联动。
实施例七
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，筒体11的中部呈镂空状设置。筒体11的中部镂空有助于减轻整个推进剂输送装置的重量，同时有利于将该装置与外部设备进行安装。
实施例八
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，第一活塞2、第二活塞3、底部缸盖13和底部缸盖13上均设置有密封件7。设置密封件7能够保证第一增压腔1111、第二增压腔1121、第一燃料腔1112和第二燃料腔1122的密封性，有效防止推进剂泄露造成安全事故；具体地，在本实施例中采用O型圈密封。
实施例九
本实施例为基于实施例三的一种改进方式，第一活塞杆21和第二活塞杆31的末端均形成有抵接部8，两抵接部8互相配合抵接。通过形成两抵接部8并互相装配，能够使得第一活塞杆21和第二活塞杆31的配合更加紧密，防止两活塞杆在径向上的相对位移，保证第一活塞2和第二活塞3能够精确地联动。
本发明实施例的推进剂输送装置通过利用液压缸的第一空腔和第二空腔来储存两种不同的推进剂，通过第一活塞和第二活塞的联动来同时输送两种不同的推进剂，通过设置第一空腔和第二空腔的直径的比率，能够达到设定不同的混合比的目的，同时由于采用了液压的方式输送推进剂，避免了贮箱和复杂的输送管路的设计，不仅输送系统的结构得到很大的简化，同时压力相对恒定，能够为火箭发动机更加稳定地以恒定的混合比输送推进剂。第一活塞杆和第二活塞杆均伸入安装孔中并互相抵接，安装孔对第一活塞杆和第二活塞杆起到导向和保护的作用，通过形成两抵接部并互相装配，能够使得第一活塞杆和第二活塞杆的配合更加紧密，从而使得第一活塞和第二活塞能够更好地联动。筒体的中部镂空有助于减轻整个推进剂输送装置的重量，同时有利于将该装置与外部设备进行安装。密封件能够保证第一增压腔、第二增压腔、第一燃料腔和第二燃料腔的密封性，有效防止推进剂泄露造成安全事故。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种推进剂输送装置，用于按照设定的混合比为火箭发动机同时输送多种推进剂，其特征在于，包括：
液压缸，包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔间隔设置；
第一活塞，设置在所述第一空腔内并将所述第一空腔分割成第一增压腔和第一燃料腔，所述第一活塞包括第一活塞杆，所述第一活塞杆从所述第一空腔内部延伸至所述第一空腔外部；
第二活塞，设置在所述第二空腔内并将所述第二空腔分割成第二增压腔和第二燃料腔，所述第二活塞包括第二活塞杆，所述第二活塞杆从所述第二空腔内部延伸至所述第二空腔外部；所述第一活塞杆和所述第二活塞杆同轴设置且互相抵接；
第一管路，用于输入压力以推动所述第一活塞运动，所述第一管路设置在所述液压缸上且与所述第一空腔连通；
第二管路，用于排出所述第一空腔内的推进剂，所述第二管路设置在所述液压缸上且与所述第一空腔连通；
第三管路，用于排出所述第二空腔内的推进剂，所述第三管路设置在所述液压缸上且与所述第二空腔连通；
排气孔，用于平衡所述第二空腔内的气压以使所述第二活塞能够在所述第二空腔内顺利地往返运动，所述排气孔形成在所述液压缸上且与所述第二空腔连通。
2.如权利要求1所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述液压缸呈圆柱状设置，所述第一空腔和所述第二空腔同轴设置，所述第一空腔和所述第二空腔分别位于所述液压缸的上半部分和下半部分。
3.如权利要求1或2所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述液压缸包括筒体、顶部缸盖和底部缸盖，所述第一空腔和所述第二空腔形成在所述筒体上，所述顶部缸盖设在所述液压缸的顶部并密封所述第一空腔，所述底部缸盖设置在所述液压缸的底部并密封所述第二空腔。
4.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述第一管路包括形成在所述顶部缸盖上的第一通道和与所述第一通道连通的增压导管，所述第二管路包括形成在所述筒体上的第二通道和与所述第二通道连通的第一出口导管；所述第一通道与所述第一增压腔连通，所述第二通道与所述第一燃料腔连通。
5.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述第三管路包括形成在所述底部缸盖上的第三通道和与所述第三通道连通的第二出口导管；所述排气孔和所述第二增压腔连通，所述第三通道与所述第二燃料腔连通。
6.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述第一空腔和所述第二空腔之间形成有供所述第一活塞杆和所述第二活塞杆插入的安装孔。
7.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述筒体的中部呈镂空状设置。
8.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述第一活塞、所述第二活塞、所述底部缸盖和所述底部缸盖上均设置有密封件。
9.如权利要求3所述的推进剂输送装置，其特征在于：所述第一活塞杆和所述第二活塞杆的末端均形成有抵接部，两所述抵接部互相配合抵接。
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