CN112682220A - 一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置，包括产气装置、贮气壳体、毛细导管和气爆阀。姿轨控动力系统贮存期间，气爆阀处于关闭状态，起隔离作用；当姿轨控动力系统准备工作，需要解除隔离时，产气装置点火产生燃气，贮气壳体将产生的燃气均压，通过毛细导管输送到各个气爆阀处，切破气爆阀，解除隔离。其中贮气壳体设计一定的容积，既起着降低产气装置产气压力峰作用，同时又起着保证个别气爆阀先打开后，压力不会过低影响其它气爆阀打开的作用；毛细导管采用外径较小的不锈钢无缝管或钛毛细管，既具有较好柔韧性便于在姿轨控动力系统中排布，又具有较小的重量和较强的承压能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置，属于液体发动机技术领域，适用于火箭和导弹武器的姿轨控动力系统，尤其适用于无高压气瓶的新型燃气增压动力系统。
背景技术
姿轨控动力系统在贮存期间，贮箱内介质与管路间需用隔离阀隔开，在系统工作前，通过控制系统打开隔离阀，介质流入管路，隔离阀和控制系统共同组成隔离控制装置。现有的姿轨控动力系统的隔离控制装置方案有“非电传爆系统+电爆阀”和“气瓶高压气体+气爆阀”两种。由于新型燃气增压系统在姿轨控动力系统中的应用，取消了系统中的高压气瓶，导致气爆阀方案无法使用；“非电传爆系统+电爆阀”方案的价格较高，不适用于成本控制严格的产品。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术不足，因高压气瓶取消导致气爆阀无法使用的问题，提供一种以气爆阀作为隔离阀的低成本、重量轻、加工制造方便的姿轨控动力系统隔离控制装置。
本发明的技术解决方案是：一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置，该装置包括产气装置、贮气壳体、毛细导管和气爆阀；气爆阀在姿轨控动力系统贮存期间处在关闭状态，用于隔离姿轨控动力系统贮箱内的推进剂和贮箱下游管路，防止推进剂流入管路后在贮存期间泄漏；姿轨控动力系统准备工作，需要解除隔离时，产气装置起爆产生燃气，贮气壳体将产生的燃气均压，通过毛细导管输送到各个气爆阀处，切破气爆阀，解除隔离。
所述贮气壳体采用高温合金材料，为耐热合金钢、镍基合金或钛合金。
所述毛细导管采用不锈钢无缝管或钛毛细管制成，外径的取值范围不大于3mm。
所述气爆阀具有打开楔紧功能。
所述产气装置与贮气壳体间，贮气壳体与毛细导管间采用金属密封垫，通过压紧金属密封垫在金属密封垫表面形成端面密封刺实现密封。
所述气爆阀数量可根据系统中实际的隔离需求进行调整，无数量限制，每增加一台气爆阀需增加一根毛细导管供气。
所述推进剂为肼、偏二甲肼、甲基肼、四氧化二氮或DT3。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明通过采用产气装置产生的燃气驱动气爆阀，代替原本使用的气瓶中高压气体，使气爆阀能够在无气瓶的姿轨控动力系统中使用。
(2)、与“非电传爆系统+电爆阀”相比，本发明使用的毛细导管结构重量轻，价格低，更利于动力系统的重量和成本控制；
(3)、本发明采用毛细导管进行连接，具有良好的韧性，便于在姿轨控动力系统中排布，有较轻的重量，以及相同壁厚下较强的承压能力。
(4)、本发明中仅产气装置内装有火药，贮存的安全性更高。
(5)、本发明贮气壳体设计一定的容积，既起着降低产气装置产气压力峰作用，同时又起着保证个别气爆阀先打开后，压力不会过低影响其它气爆阀打开的作用。
(6)、本发明气爆阀具有打开楔紧功能，防止由于燃气温度降低，压力下降导致气爆阀无法维持打开状态。
附图说明
图1为本发明隔离控制装置示意图。
图2为金属密封垫密封示意图。
具体实施方式
为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，本发明提供的一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置，该装置包括产气装置1、贮气壳体2、毛细导管3和气爆阀4；产气装置1安装在贮气壳体2上，点火后产生的燃气全部进入贮气壳体；毛细导管一端与贮气壳体连接，另一端与气爆阀连接，为燃气提供输送通路。气爆阀4在姿轨控动力系统贮存期间处在关闭状态，用于隔离姿轨控动力系统贮箱内的推进剂和贮箱下游管路，防止推进剂流入管路后在贮存期间泄漏；姿轨控动力系统准备工作，需要解除隔离时，产气装置1起爆产生燃气，贮气壳体2将产生的燃气均压，通过毛细导管3输送到各个气爆阀4处，切破气爆阀4，解除隔离。
优选地，所述贮气壳体2采用高温合金材料制成，并具有一定的容积。其内部容积根据产气装置1产气能力及气爆阀数量计算得出，确保为气爆阀提供满足其切破压力的燃气。所述高温合金材料可为耐热合金钢、镍基合金或钛合金。
产气装置产生的燃气在体积为V1的容腔内压力为P1，每台气爆阀的容腔为V2，隔离控制装置中气爆阀数量为x，毛细管内径一般在1mm左右，其内部容腔可忽略。当气爆阀打开压力为P2，取安全打开系数为a，则贮气壳体内部容积可由下式计算得出。
V＝P1V1/(aP2)-xV2
贮气壳体设计一定的容积，既起着降低产气装置产气压力峰作用，同时又起着保证个别气爆阀先打开后，压力不会过低影响其它气爆阀打开的作用。
优选地，所述毛细导管3采用不锈钢无缝管或钛毛细管制成，外径的取值范围不大于3mm，保证毛细导管3具有更好的可弯折性能。毛细导管具有良好的韧性，便于在姿轨控动力系统中排布，有较轻的重量，以及相同壁厚下较强的承压能力。
优选地，所述气爆阀4具有打开楔紧功能。当气爆阀4切破后不会因为燃气压力随温度降低导致其切刀复位，无法保持稳定打开状态。
优选地，如图2所示，所述产气装置1与贮气壳体2间，贮气壳体2与毛细导管3间采用金属密封垫，通过压紧金属密封垫在金属密封垫表面形成端面密封刺实现密封，在高温条件下仍能保证可靠密封，预防高温导致燃气泄漏。
优选地，所述气爆阀4数量可根据系统中实际的隔离需求进行调整，无数量限制，每增加一台气爆阀4需增加一根毛细导管3为其供气。
所述隔离控制装置可用于隔离各类姿轨控动力系统常用推进剂，如：肼、偏二甲肼、甲基肼、四氧化二氮、DT3。
本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。
Claims (7)
1.一种适用于姿轨控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：包括产气装置(1)、贮气壳体(2)、毛细导管(3)和气爆阀(4)；气爆阀(4)在姿轨控动力系统贮存期间处在关闭状态，用于隔离姿轨控动力系统贮箱内的推进剂和贮箱下游管路，防止推进剂流入管路后在贮存期间泄漏；姿轨控动力系统准备工作，需要解除隔离时，产气装置(1)起爆产生燃气，贮气壳体(2)将产生的燃气均压，通过毛细导管(3)输送到各个气爆阀(4)处，切破气爆阀(4)，解除隔离。
2.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述贮气壳体(2)采用高温合金材料，为耐热合金钢、镍基合金或钛合金。
3.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述毛细导管(3)采用不锈钢无缝管或钛毛细管制成，外径的取值范围不大于3mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述气爆阀(4)具有打开楔紧功能。
5.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述产气装置(1)与贮气壳体(2)间，贮气壳体(2)与毛细导管(3)间采用金属密封垫，通过压紧金属密封垫在金属密封垫表面形成端面密封刺实现密封。
6.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述气爆阀(4)数量可根据系统中实际的隔离需求进行调整，无数量限制，每增加一台气爆阀(4)需增加一根毛细导管(3)供气。
7.根据权利要求1所述的一种适用于姿控动力系统的隔离控制装置，其特征在于：所述推进剂为肼、偏二甲肼、甲基肼、四氧化二氮或DT3。
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