CN109695514B - 一种贮箱内燃烧快速增压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种贮箱内燃烧快速增压系统，包括小贮箱和大贮箱，充气系统连接外部气源，充气系统、贮气系统、增压启动及过滤系统、增压调节系统、第一增压启闭系统、第一推进器隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱注入高压气体；小贮箱加注系统、单向阀隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱加注燃料A；小贮箱还设有小贮箱排气系统；小贮箱依次通过第二增压启闭系统、电动喷注阀、第二推进剂隔离系统连接至喷射装置；喷射装置封闭于大贮箱内，大贮箱内置燃料B，燃料A和燃料B燃烧产生高温燃气以增压。其利用自燃推进剂组元相互作用的原理，使得燃烧形成高温燃气对大贮箱进行快速增压。

Description

一种贮箱内燃烧快速增压系统
技术领域
本发明涉及一种贮箱内燃烧快速增压系统，适用于航空航天领域的增压输送。
背景技术
增压输送系统是液体火箭及航天器的重要组成部分，其用以确保发动机启动及飞行中所需要的推进剂流量和泵或燃烧室需要的最低压力要求。射前增压系统解决发射段及发动机进入工况段贮箱压力的建立和维持问题。目前，运载火箭及航天器贮箱射前增压主要采用地面增压或箭上气瓶增压，即通过地面高压气源或箭上高压气瓶气源，对贮箱进行充气。这两种方式下的增压系统结构简单，但预增压所需时间较长。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术中的上述不足，本发明提出一种贮箱内燃烧快速增压系统，其将小贮箱内的燃料A直接喷射到大贮箱内与大贮箱中的燃料B燃烧，利用自燃推进剂组元相互作用的原理，使得燃烧形成高温燃气对大贮箱进行快速增压，达到了有效减少射前增压时间、快速发射的目的。
(二)技术方案
本发明涉及一种贮箱内燃烧快速增压系统，包括小贮箱和大贮箱，充气系统连接外部气源，充气系统、贮气系统、增压启动及过滤系统、增压调节系统、第一增压启闭系统、第一推进器隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱注入高压气体；小贮箱加注系统、单向阀隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱加注燃料A；小贮箱还设有小贮箱排气系统；小贮箱依次通过第二增压启闭系统、电动喷注阀、第二推进剂隔离系统连接至喷射装置；喷射装置封闭于大贮箱内，大贮箱内置燃料B，燃料A和燃料B燃烧产生高温燃气以增压；大贮箱还设置有箱压反馈系统。
其中，所述充气系统、小贮箱加注系统、小贮箱排气系统均具有各自的手动开关。
其中，所述贮气系统具有的贮气装置为高压气瓶。
其中，所述增压启动及过滤系统用于开启气体增压并对气体进行过滤，其包括电爆阀与相应过滤器组合或时序控制电磁阀与相应过滤器组合。
其中，所述增压调节系统具有其时序控制电磁阀与节流孔板组合或若干减压器组合。
其中，所述第一增压启闭系统和第二增压启闭系统均用于启动或关闭增压，两者均具有各自的时序控制电磁阀或电爆截止阀。
其中，所述第一推进器隔离系统和第二推进器隔离系统均用于隔离燃料，防止强氧化或强还原性的燃料对阀产生腐蚀导致其功能失效，两者均具有各自的单向阀或膜片。
其中，所述燃料A和燃料B均为异种液体推进剂，两者相互接触发生化学反应而生成高温燃气。
一种贮箱内燃烧快速增压系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、打开充气系统的手动开关，将外部气源中的气体充气至贮气系统，充气到适宜压力后停止充气，关闭充气系统的手动开关；
S2、打开小贮箱加注系统的手动开关和小贮箱排气系统的手动开关，对小贮箱加注燃料A，加注足量后停止加注，关闭小贮箱加注系统的手动开关和小贮箱排气系统的手动开关；
S3、预增压指令下达，增压启动及过滤系统启动，依次通过增压调节系统、推进剂隔离系统将增压后的高压气体注入小贮箱；
S4、小贮箱内压力升高到预期值后，第二增压启闭系统开启，燃料A经电动喷注阀控制有序的通过喷射装置进入大贮箱；
S5、燃料A与大贮箱中的燃料B燃烧，产生的高温燃气对大贮箱实施增压，箱压反馈系统实时监测大贮箱内的压力，并根据箱压生成反馈信号以控制电动喷注阀的启闭；
S6、当大贮箱内的压力达到目标值时，第二增压启闭系统关闭，电动喷注阀关闭，预增压完成。
其中，所述电动喷注阀通过时序控制或箱压反馈系统来控制进入大贮箱内的燃料A的量。
(三)有益效果
本发明的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其将小贮箱内的燃料A直接喷射到大贮箱内与大贮箱中的燃料B燃烧，利用自燃推进剂组元相互作用的原理，使得燃烧形成高温燃气对大贮箱进行快速增压，达到了有效减少射前增压时间、快速发射的目的。
附图说明
图1本发明的一种贮箱内燃烧快速增压系统示意图。
图中，1-充气系统、2-贮气系统、3-增压启动及过滤系统、4-增压调节系统、5-第一增压启闭系统、6-第一推进器隔离系统、7-小贮箱加注系统、8-单向阀隔离系统、9-小贮箱、10-小贮箱排气系统、11-电动喷注阀、12-箱压反馈系统、13-喷射装置、14-大贮箱、15-第二增压启闭系统、16-第二推进剂隔离系统。
具体实施方式
参照图1，本发明的一种贮箱内燃烧快速增压系统，包括小贮箱9和大贮箱14，充气系统1连接外部气源，充气系统1、贮气系统2、增压启动及过滤系统3、增压调节系统4、第一增压启闭系统5、第一推进器隔离系统6顺次连接至小贮箱9，为小贮箱9注入高压气体；小贮箱加注系统7、单向阀隔离系统8顺次连接至小贮箱9，为小贮箱9加注燃料A；小贮箱9还设有小贮箱排气系统10；小贮箱9依次通过第二增压启闭系统15、电动喷注阀11、第二推进剂隔离系统16连接至喷射装置13；喷射装置13封闭于大贮箱14内，大贮箱14内置燃料B，燃料A和燃料B燃烧产生高温燃气以增压；大贮箱14还设置有箱压反馈系统12。
所述充气系统1、小贮箱加注系统7、小贮箱排气系统10均具有各自的手动开关。
所述贮气系统2具有的贮气装置为高压气瓶。
所述增压启动及过滤系统3用于开启气体增压并对气体进行过滤，其包括电爆阀与相应过滤器组合或时序控制电磁阀与相应过滤器组合。
所述增压调节系统4具有其时序控制电磁阀与节流孔板组合或若干减压器组合。
所述第一增压启闭系统5和第二增压启闭系统15用于启动或关闭增压，两者均具有各自的时序控制电磁阀或电爆截止阀。
所述第一推进器隔离系统6和第二推进器隔离系统16用于隔离燃料，防止强氧化或强还原性的燃料对阀产生腐蚀导致其功能失效，两者均具有各自的单向阀或膜片。
所述燃料A和燃料B均为异种液体推进剂，两者相互接触发生化学反应而生成高温燃气。
一种贮箱内燃烧快速增压系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、打开充气系统1的手动开关，将外部气源中的气体充气至贮气系统2，充气到适宜压力后停止充气，关闭充气系统1的手动开关；
S2、打开小贮箱加注系统7的手动开关和小贮箱排气系统10的手动开关，对小贮箱9加注燃料A，加注足量后停止加注，关闭小贮箱加注系统7的手动开关和小贮箱排气系统10的手动开关；
S3、预增压指令下达，增压启动及过滤系统3启动，依次通过增压调节系统4、推进剂隔离系统6将增压后的高压气体注入小贮箱9；
S4、小贮箱9内压力升高到预期值后，第二增压启闭系统15开启，燃料A经电动喷注阀11控制有序的通过喷射装置13进入大贮箱14；
S5、燃料A与大贮箱14中的燃料B燃烧，产生的高温燃气对大贮箱14实施增压，箱压反馈系统12实时监测大贮箱14内的压力，并根据箱压生成反馈信号以控制电动喷注阀11的启闭；
S6、当大贮箱14内的压力达到目标值时，第二增压启闭系统15关闭，电动喷注阀11关闭，预增压完成。
所述电动喷注阀11通过时序控制或箱压反馈系统12来控制进入大贮箱14内的燃料A的量。

Claims (10)

1.一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，包括小贮箱和大贮箱，充气系统连接外部气源，充气系统、贮气系统、增压启动及过滤系统、增压调节系统、第一增压启闭系统、第一推进器隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱注入高压气体；小贮箱加注系统、单向阀隔离系统顺次连接至小贮箱，为小贮箱加注燃料A；小贮箱还设有小贮箱排气系统；小贮箱依次通过第二增压启闭系统、电动喷注阀、第二推进剂隔离系统连接至喷射装置；喷射装置封闭于大贮箱内，大贮箱内置燃料B，燃料A和燃料B燃烧产生高温燃气以增压；大贮箱还设置有箱压反馈系统。
2.如权利要求1所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述充气系统、小贮箱加注系统、小贮箱排气系统均具有各自的手动开关。
3.如权利要求2所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述贮气系统具有的贮气装置为高压气瓶。
4.如权利要求3所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述增压启动及过滤系统用于开启气体增压并对气体进行过滤，其包括电爆阀与相应过滤器组合或时序控制电磁阀与相应过滤器组合。
5.如权利要求4所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述增压调节系统具有其时序控制电磁阀与节流孔板组合或若干减压器组合。
6.如权利要求5所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述第一增压启闭系统和第二增压启闭系统均用于启动或关闭增压，两者均具有各自的时序控制电磁阀或电爆截止阀。
7.如权利要求6所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述第一推进器隔离系统和第二推进器隔离系统均用于隔离燃料，防止强氧化或强还原性的燃料对阀产生腐蚀导致其功能失效，两者均具有各自的单向阀或膜片。
8.如权利要求1所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统，其特征在于，所述燃料A和燃料B均为异种液体推进剂，两者相互接触发生化学反应而生成高温燃气。
9.一种权利要求7所述的贮箱内燃烧快速增压系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、打开充气系统的手动开关，将外部气源中的气体充气至贮气系统，充气到适宜压力后停止充气，关闭充气系统的手动开关；
S2、打开小贮箱加注系统的手动开关和小贮箱排气系统的手动开关，对小贮箱加注燃料A，加注足量后停止加注，关闭小贮箱加注系统的手动开关和小贮箱排气系统的手动开关；
S3、预增压指令下达，增压启动及过滤系统启动，依次通过增压调节系统、推进剂隔离系统将增压后的高压气体注入小贮箱；
S4、小贮箱内压力升高到预期值后，第二增压启闭系统开启，燃料A经电动喷注阀控制有序的通过喷射装置进入大贮箱；
S5、燃料A与大贮箱中的燃料B燃烧，产生的高温燃气对大贮箱实施增压，箱压反馈系统实时监测大贮箱内的压力，并根据箱压生成反馈信号以控制电动喷注阀的启闭；
S6、当大贮箱内的压力达到目标值时，第二增压启闭系统关闭，电动喷注阀关闭，预增压完成。
10.如权利要求9所述的一种贮箱内燃烧快速增压系统的使用方法，其特征在于，所述电动喷注阀通过时序控制或箱压反馈系统来控制进入大贮箱内的燃料A的量。
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