CN112729848B - 液体火箭发动机综合液流试验系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种液体火箭发动机综合液流试验系统，所述试验系统包括：气源模块、配气减压模块、高压储罐模块、液路阀门模块、测控模块、试验工装模块；所述气源模块、所述配气减压模块、所述高压储罐模块、所述液路阀门模块依次连接，所述液路阀门模块与所述试验工装模块之间通过试验件连接；本系统能够覆盖一般中小型推力液体火箭发动机大部分部组件的液流试验，包括发动机推力室燃烧剂部段、氧化剂部段、喷注器、推力室整机、燃气发生器、孔板、汽蚀管、发动机阀门、喷嘴等，适用范围广、功能全面，节省试验建设成本。

Description

液体火箭发动机综合液流试验系统

技术领域

本公开涉及液体火箭发动机试验技术领域，尤其涉及一种液体火箭发动机综合液流试验系统。

背景技术

针对液体火箭发动机推力室燃烧剂部段、氧化剂部段、喷注器、推力室整机、燃气发生器、孔板、汽蚀管、发动机阀门、喷嘴等重要部组件，设计制造完成后，在热试车或定型前，需要验证产品的实际工作状态，考核流阻特性、流量特性、射流、喷雾雾化等稳态特性以及阀门响应、推进剂填充等动态特性，以水为介质进行专门的液流试验，获得精确的性能和控制参数。

现有技术中，液体火箭发动机液流试验系统通常针对一类或两类特定部组件进行专属设计，如流阻试验系统、阀门流量测试系统、喷雾试验系统等，各系统通过不同的增压装置提供相应压力值的液流，监测记录试验件前后压力、试验件流量、射流或喷雾状况等参数信息，获得产品液流特性。

现有液流试验系统，往往仅能适用于发动机特定几类部组件试验，针对不同类别部组件、不同压力范围、不同流量范围、不同特性试验需求难以同时兼顾，需要建设多套、多规格试验系统，且功能单一、适用范围小、试验效率和利用率低，尤其是采用泵送增压装置，虽然试验工作时间长，但需要专门设计不同流量范围的高压泵送设备，设计制造难度大、压力稳定性差、系统操作复杂。

发明内容

本公开针对现有液流试验系统功能单一、适用范围小、试验效率和利用率低、压力稳定性差、系统建设成本高等不足，提供一种挤压式、高压、大流量综合液流试验系统，满足中小型推力液体火箭发动机几乎所有部组件液流试验需求，满足不同压力、不同流量工况稳态和动态特性试验需求，试验效率高、压力稳定性好、操作流程简单。

一种液体火箭发动机综合液流试验系统，包括：气源模块、配气减压模块、高压储罐模块、液路阀门模块、测控模块、试验工装模块；其中，

所述气源模块、所述配气减压模块、所述高压储罐模块、所述液路阀门模块依次连接，所述液路阀门模块与所述试验工装模块之间通过试验件连接；

所述气源模块用于高压洁净空气的制备和存储；

所述配气减压模块用于气体减压及分配供应；

所述高压储罐模块用于高压水介质的储存和供应；

所述液路阀门模块用于高压水介质的输运及控制、流量调节；所述液路阀门模块包括试验件入口法兰；

所述试验工装模块包括试验件出口法兰，所述试验工装模块用于试验支路背压调节、试验件安装支撑及液流水介质收集排放；

所述试验件安装于试验件入口法兰和试验件出口法兰之间；

所述测控模块分别与所述配气减压模块、高压储罐模块、液路阀门模块、试验工装模块连接，所述测控模块用于系统参数的采集记录、监测存储，系统远程控制，时统信号发生；

所述气源模块中的气体，经过所述配气减压模块，进入所述高压储罐模块，所述气体挤压所述高压储罐模块中的液体，所述液体经液路阀门模块输运至所述试验件，再流入所述试验工装模块中。

在本公开的至少一个实施例中，还包括供水模块，所述供水模块与所述高压储罐模块连接，用于储罐液体的补充；所述供水模块包括水箱、水泵、水过滤器、供水球阀；所述供水模块与所述测控模块连接。

在本公开的至少一个实施例中，还包括安全泄压模块，所述安全泄压模块与所述高压储罐模块连接，所述安全泄压模块用于所述高压储罐模块气体的安全泄压和保护；所述安全泄压模块包括安全阀、球阀、放气电磁截止阀、消音器。

在本公开的至少一个实施例中，所述液路阀门模块与所述试验工装模块之间通过一个或两个以上的试验件连接。

在本公开的至少一个实施例中，所述气源模块包括空压机组、高压气瓶集装格、充气供气管道。

在本公开的至少一个实施例中，所述配气减压模块包括气体过滤器、球阀、电磁阀、流量调节阀、截止阀、减压器、压力传感器、气体缓冲罐、增压气体管道。

在本公开的至少一个实施例中，所述高压储罐模块包括高压储罐、出液弯管、液位计、压力传感器。

在本公开的至少一个实施例中，所述液路阀门模块包括截止阀、篮式过滤器、气动截止阀、电动调节阀、分水器、排气阀、排污阀、压力传感器、体积流量计、主管道、试验支路管道。

在本公开的至少一个实施例中，所述试验工装模块还包括背压调节阀、试验件出口压力传感器、升降液流支架车。

在本公开的至少一个实施例中，所述测控模块还包括测量显示设备、控制设备、数采设备、摄像系统、测控电缆、时统装置。

本公开提供的一种液体火箭发动机综合液流试验系统，其优势在于：

1、能够覆盖一般中小型推力液体火箭发动机几乎所有部组件的液流试验，包括发动机推力室燃烧剂部段、氧化剂部段、喷注器、推力室整机、燃气发生器、孔板、汽蚀管、发动机阀门、喷嘴等，适用范围广、功能全面，节省试验建设成本；

2、能够满足不同压力、不同流量工况液流试验需求，具备稳态特性和动态特性液流试验能力，尤其是射流及喷雾、阀门响应、推进剂填充等过程，提高试验效率和设备利用率；

3、采用“压力+开度”组合控制的流量调节方式，通过多个闭式自动增压路组合匹配，实现储罐稳定增压，通过调节阀远程控制实现试验流量快速调节，试验精度高、操作流程简单。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1为根据一些实施例的一种液体火箭发动机综合液流试验系统的系统原理图；

图2为根据一些实施例的一种液体火箭发动机综合液流试验系统的气液设备布局示意图；

图3为根据一些实施例的一种液体火箭发动机综合液流试验系统的测控原理图；

图4为根据一些实施例的一种液体火箭发动机综合液流试验系统的时统信号控制原理图；

图5为根据一些实施例的一种液体火箭发动机综合液流试验系统的发动机阀门响应试验控制原理图；

附图标记说明：

1-气源模块；2-配气减压模块；3-高压储罐模块；4-供水模块；5-安全泄压模块；6-液路阀门模块；7-试验工装模块；8-测控模块；

101-103空压机组；104-集装格充气管道；105-高压气瓶集装格Ⅰ；106-高压气瓶集装格Ⅱ；107-气源一供气管道；108-气源一过滤器；109-高压气瓶集装格Ⅲ；110-高压气瓶集装格Ⅳ；111-气源二供气管道；112-气源二过滤器；

201-气源互通球阀；202-气源一进气压力传感器；203-气源二进气压力传感器；204-气源一储罐增压压力传感器；205-气源二储罐增压压力传感器；206-手动增压球阀；207-209为增压电磁截止阀；210-213为流量调节阀；214-215为配气台放气阀；216-217为储罐增压管道；218-气体缓冲罐；219-中压减压器；220-中压压力传感器；221-中压供气截止阀；222-低压减压器；220-低压压力传感器；221-低压供气截止阀；

301-高压储罐；302-出液弯管；303-液位计；304-储罐气枕压力传感器；

401-水箱；402-水泵；403-水过滤器；404-供水球阀；

501-安全阀；502-503为手动球阀；504-电磁阀；505-消音器；

601-主路截止阀；602-主管路；603-篮式过滤器；604-过滤器排气阀；605-过滤器排污阀；606-气动截止阀；607-调节阀前压力传感器；608-电动调节阀；609-调节阀后压力传感器；610-分水器；611-分水器排气阀；612-分水器排水阀；613-616为体积流量计；617-620为各支路截止阀；621-624为各支路试验件入口压力传感器；625-628为各支路试验件入口法兰；

701-704为各支路试验件出口法兰；705-708为各支路试验件出口压力传感器；709-712为各支路背压手动调节阀；713-升降液流支架车；

801-测控系统高速摄像设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。

如图1所示，本公开的一些实施例提供了一种液体火箭发动机综合液流试验系统。该系统包括：气源模块1、配气减压模块2、高压储罐模块3、液路阀门模块6、测控模块8、试验工装模块7；其中，

所述气源模块、所述配气减压模块、所述高压储罐模块、所述液路阀门模块依次连接，所述液路阀门模块与所述试验工装模块之间通过试验件连接；

所述气源模块1用于高压洁净空气的制备和存储；

所述配气减压模块2用于气体减压及分配供应；

所述高压储罐模块3用于高压水介质的储存和供应，所述液路阀门模块6用于高压水介质的输运及控制、流量调节；所述液路阀门模块6包括试验件入口法兰625；

所述试验工装模块7包括试验件出口法兰701，所述试验工装模块7用于试验支路背压调节、试验件安装支撑及液流水介质收集排放；

所述试验件安装于试验件入口法兰625和试验件出口法兰701之间；

所述测控模块8分别与所述配气减压模块2、高压储罐模块3、液路阀门模块6、试验工装模块7连接，所述测控模块8用于系统压力、液位、阀门开度、阀门状态等参数的监测存储，用于试验支路压力、流量、时统信号及试验件压力等参数的高频采集记录，用于系统阀门、试验阀门、高速摄像系统的远程控制及用于时统信号的发生；

所述气源模块1中的气体，经过所述配气减压模块2，进入所述高压储罐模块3，所述气体挤压所述高压储罐模块3中的液体，所述液体经液路阀门模块6输运至所述试验件，再流入所述试验工装模块7中。

示例性的，所述气体为高压空气。

示例性的，所述液体为水介质。

如图1所示，本公开的一些实施例中，还包括供水模块4，所述供水模块4与所述高压储罐模块3连接，用于储罐液体的补充；如图2所示，所述供水模块4包括水箱401、水泵402、水过滤器403、供水球阀404。

示例性的，供水模块4中，通过增压水泵402将水箱中的水介质抽入储罐内补水，水过滤器403用于保证外部水源的清洁，供水球阀404为高压球阀，液流试验时处于关闭状态。

如图1所示，本公开的一些实施例中，还包括安全泄压模块5，所述安全泄压模块5与所述高压储罐模块3连接，所述安全泄压模块5用于所述高压储罐模块3气体的安全泄压和保护；如图2所示，所述安全泄压模块5包括安全阀501、手动球阀502-503、放气电磁截止阀504、消音器505。

示例性的，安全泄压模块5中，安全阀501整定压力16MPa，手动泄压路和远控泄压路并联，远控泄压路中的手动球阀502为常开状态，放气电磁截止阀504由远控开关单点控制，储罐气体最终进入地面消音器505降压扩散排出。

如图2所示，示例性的，本公开的一些实施例中，所述液路阀门模块6与所述试验工装模块7之间通过4个试验件连接，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ支路，各支路通径分别为DN10mm、DN25mm、DN50mm、DN80mm，流量测量范围分别为0-400g/s、0-2kg/s、0-10kg/s、0-50kg/s，单个试验支路由电磁体积流量计、支路截止阀、试验件入口压力传感器、入口法兰组成，当某一支路试验时，该路截止阀处于全开状态，其它支路的截止阀均处于关闭状态。

如图2所示，本公开的一些实施例中，所述气源模块1包括空压机组101-103、高压气瓶集装格Ⅰ105、高压气瓶集装格Ⅱ106、高压气瓶集装格Ⅲ109、高压气瓶集装格Ⅳ110、集装格充气管道104、气源一供气管道107、气源一过滤器108、气源二供气管道111；气源二过滤器112。

示例性的，在上述气源模块1中，单组空压机最高排气压力为30MPa，流量为400NL/min，3组空压机组排气口并联汇入集装格充气管道，4个高压气瓶集装格充气管路并联，每2个高压气瓶集装格组成一组气源，气源一和气源二彼此独立但可互通，各气源管路均设置气体过滤器。

如图2所示，本公开的一些实施例中，所述配气减压模块2包括气源互通球阀201；气源一进气压力传感器202；气源二进气压力传感器203；气源一储罐增压压力传感器204；气源二储罐增压压力传感器205；手动增压球阀206；增压电磁截止阀207-209；流量调节阀210-213；配气台放气阀214-215；储罐增压管道216-217；气体缓冲罐218；中压减压器219；中压压力传感器220；中压供气截止阀221；低压减压器222；低压压力传感器220；低压供气截止阀221。

示例性的，上述配气减压模块2包括1路手动增压和3路自动增压，手动增压路由球阀206和流量调节阀210串联组成，根据供气流量需求可在现场手动直接增压；自动增压路由先导式增压电磁截止阀207-209和流量调节阀211-213串联组成，各路流量调节阀可根据气体增压流量需求设置成不同档开度，测控系统设定目标压力上下限阈值，并与储罐气枕实时压力反馈信号进行比较判断，对电磁截止阀输出开关量控制信号，通过控制电磁阀开闭时长实现储罐压力的闭式远程控制，各路流量调节阀开度设置、电磁截止阀开关响应特性、目标压力上下限阈值设置均会影响气枕压力的控制精度，进而影响试验系统流量精度；此外该模块还包括中压供气和低压供气，中压供气压力约5MPa左右，用于发动机阀门的控制气供气，低压供气压力约1MPa以内，用于气动截止阀控制气供气和系统管路吹除用气；另外设置放气阀用于试验结束后管路内的余压气体排空，设置压力传感器用于监测配气台各位置的实时压力值，该传感器为低频压力传感器。

如图2所示，本公开的一些实施例中，所述高压储罐模块包括高压储罐301、出液弯管302、液位计303、储罐气枕压力传感器304。

示例性的，上述高压储罐模块3中，高压储罐301内容积4m3，最高工作压力15MPa，内衬材质为06Cr19Ni10，包括进水口、出液口、压力传感器口、液位计口、安全泄压口等接口，液位信号和压力信号可现场显示也可远传至测控系统，储罐上部为高压气枕空间，下部为水介质，试验开始前为确保增压稳定需预留一定气枕空间，试验结束前为防止气体进入液路需剩余一定容积的水介质。

如图2所示，本公开的一些实施例中，所述液路阀门模块包括主路截止阀601、主管路602、篮式过滤器603、过滤器排气阀604、过滤器排污阀605；气动截止阀606、调节阀前压力传感器607、电动调节阀608、调节阀后压力传感器609、分水器610、分水器排气阀611、分水器排水阀612、体积流量计613-616；617-620为支路Ⅰ-Ⅳ截止阀；621-624为支路Ⅰ-Ⅳ试验件入口压力传感器；625-628为支路Ⅰ-Ⅳ试验件入口法兰。

示例性的，上述液路阀门模块6中，主管路602通径为DN80mm，最高工作压力15MPa，主路截止阀601为常开状态，用于系统液流介质的手动通断控制，篮式过滤器603用于系统杂质过滤和排污，过滤精度150μm，篮式过滤器603过滤面积较大，有利于减小液流流阻，气动截止阀606由测控系统远程开关单点控制，用于控制液流试验的开始和结束，其作动气缸控制气压力0.3-0.8MPa，电动调节阀608可实现0-100％开度的本地和远程控制，用于试验流量的快速、实时、精准调节，电动调节阀608前后压力可通过调节阀前压力传感器607、调节阀后压力传感器609监测；主管路602和试验支路Ⅰ-Ⅳ之间通过分水器610连接，分水器包括1个进液口和4个出液口，并设置顶部分水器排气阀611和底部分水器排水阀612，试验支路包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ路，各支路通径分别为DN10mm、DN25mm、DN50mm、DN80mm，流量测量范围分别为0-400g/s、0-2kg/s、0-10kg/s、0-50kg/s，单个试验支路由电磁体积流量计、支路截止阀、试验件入口压力传感器、入口法兰组成，当某一支路试验时，该路截止阀处于全开状态，其它支路的截止阀均处于关闭状态。

如图2所示，本公开的一些实施例中，所述试验工装模块7还包括支路Ⅰ-Ⅳ试验件出口法兰701-704、支路Ⅰ-Ⅳ试验件出口压力传感器705-708、支路Ⅰ-Ⅳ背压手动调节阀709-712、升降液流支架车713。

上述支路Ⅰ-Ⅳ背压手动调节阀709-712用于模拟试验件出口的流阻工况，调节阀上设置行程刻度对应不同开度值，试验件及试验件后支路均安装固定于升降液流支架车713上，支架车可整体移动和高度调节，以匹配不同尺寸规格的试验件，支架车可收集各试验支路排放出的水介质。

示例性的，本公开的一些实施例中，如图2所示，测控模块8的高速摄像设备801位于试验支路旁，射流或喷雾试验、阀门响应试验时，可对观察测试区域进行高频动态拍摄。

本公开的一些实施例中，所述测控模块8包括测量显示设备、控制设备、数采设备、摄像系统、测控电缆、时统装置。如图3所示，测控模块主要包括测量、控制、数采功能，其中测量功能是针对试验系统、低频缓变量、状态开关量而言，目的是监视并确保试验系统工作状态正常；控制功能主要包括设备的启停、阀门的开关、时统信号的产生、试验的开始和停止、流量的实时调节等，目的是实现试验流程集中远程控制并确保人员操作安全；数采功能主要针对液流试验关键参数、动态特性试验参数等，目的是通过32通道高频数采装置，实现试验过程毫秒时间级的状态采集和记录分析，提高试验测试准确度和精确度。

本公开的一些实施例中，所述测控模块8可以实现时统信号的控制，如图4所示，按下时统信号开关，TTL高电平信号被高频数据采集通道采集，数采系统记录该时刻为时统零位，同时高速摄像系统被外触发，启动高频拍摄功能。

本公开的一些实施例中，所述测控模块8可以实现发动机阀门响应的控制，如图5所示，发动机阀门通常为气控阀门，控制气电磁阀工作电压为24DCV，设置一个双刀单掷开关，可同时实现发动机阀门通电工作及通电时刻被采集记录两项功能。

本公开的一些实施例中，所述液体火箭发动机综合液流试验系统的流量调节通过“压力+开度”组合控制，即保持储罐气枕压力恒定同时液路电动调节阀开度实时控制的方式，获得所需的稳定试验液流。试验开始前，首先通过待测试验件流阻设计值、背压工况和系统管路流阻计算出储罐目标压力，其次设置配气减压装置中各增压路流量调节阀开度为高中低三档，设置对应电磁截止阀开关上下限阈值为大中小三个范围，通过不同气体流量、不同供气时长匹配组合可降低末端增压压力波动幅值，确保气枕压力恒定，最大波动幅值小于0.1MPa；试验开始后，远程调节液路电动调节阀开度使得实际试验流量逐渐逼近所需试验流量，直至流量误差在允许范围内，稳定一定时间后完成系统流量调节过程，获得有效液流试验数据。

液体火箭发动机液流试验分为稳态试验和动态试验，稳态试验包括流阻试验、流量试验、射流试验、喷雾试验等，动态试验包括阀门响应试验、推进剂填充试验等。具体实施方式如下：

流阻试验

流阻试验对象主要包括推力室燃烧剂部段、氧化剂部段、喷注器、推力室整机、燃气发生器等部组件，目的是测试规定流量下部件进出口的实际压降，获得流阻系数，验证产品实际流阻特性，为确定发动机工作参数提供依据。试验时，将试验件安装在系统管路入口和出口法兰之间，预设储罐目标压力值，打开气动截止阀，介质流经试验件，调节电动阀开度使得系统流量与试验所需流量值一致，若需背压工况则手动调节相应试验支路背压阀开度，使试验件出口压力也同时满足背压工况要求。采集试验件入口压力、试验件出口压力、试验流量三个参数，获得部组件流阻系数。流阻试验压力测试覆盖范围0-15MPa，测试精度0.25％F.S，流量测试覆盖范围0-50kg/s，测试精度0.5％F.S，为确保流量测试精度需根据试验流量值选取合适的试验支路。

流量试验

流量试验对象主要包括汽蚀管、孔板、喷嘴、发动机阀门等，试验实施方法与流阻试验基本相同，根据通用的计算公式获得流量系数，针对汽蚀管还可获得汽蚀裕度、汽蚀系数等参数，针对喷嘴可研究不同结构形式对流量系数的影响，针对阀门可测试不同开度时对应的流量系数，获得阀门的流量特性曲线。

射流试验

发动机推力室喷注器射流长度、速度等关键参数及分布均匀性直接影响发动机燃烧性能，将试验件与试验系统入口法兰连接，配套专用的连接和密封工装，模拟喷注器射流过程，通过高速摄影装置观察不同流量工况下喷注器射流情况。

喷雾试验

喷嘴的雾化细度、雾化均匀度及雾化锥角等指标参数用于评价其雾化性能，将喷嘴接入液流试验系统，通过高速摄影装置记录喷嘴雾化过程，对高频图像进行分析，研究喷嘴结构、喷前压力等参数对雾化特性的影响。

阀门响应试验

阀门响应试验主要是测试发动机阀门打开和关闭动作响应时长，为发动机工作时序确定提供依据，发动机阀门为气控阀门，控制气通断由电磁阀控制，响应时长一般为数百毫秒，将高速摄像装置对准阀门阀芯部分，阀门打开响应试验中，首先按下时统信号按钮，数采系统记录此时为T0时刻，同时高速摄像装置被触发从0s开始记录，按下发动机阀门通电按钮，阀门通控制气并打开，数采系统记录通电时间为T1时刻，高频图像中查询阀门完全打开时对应的拍摄时刻为△t，则阀门的打开响应时长为△t-(T1-T0)；阀门关闭响应试验中，保持阀门为完全打开状态，首先按下时统信号按钮，数采系统记录此时为T0时刻，此时高速摄像装置被触发从0s开始记录，断开发动机阀门通电按钮，阀门撤气并关闭，数采系统记录断电时间为T1时刻，高频图像中查询阀门完全关闭时对应的拍摄时刻为△t，则阀门的关闭响应时长为△t-(T1-T0)。

推进剂填充试验

推进剂填充试验主要是测试发动机组件中某部位从上游阀门通电至推进剂填充完成建压的时长，为发动机工作时序确定提供依据，例如发动机推力室燃路填充试验，利用水代替真实推进剂介质，试验时将试验组件接入系统，介质增压填充至试验组件上游阀门前，在试验组件测试部位安装高频压力传感器，首先按下试验组件阀门通电按钮，数采系统记录通电时间为T1时刻，阀门打开介质开始填充试验组件，测试部位压力上升，分析高频压力传感器压力数据，判断完成建压时刻为T2，则推进剂填充时长为T2-T1。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。“和/或”仅仅是描述关联对象的关联关系，表示三种关系，例如，A和/或B，表示为：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。同时，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (5)

1.一种液体火箭发动机综合液流试验系统，其特征在于，所述试验系统包括：气源模块、配气减压模块、高压储罐模块、液路阀门模块、测控模块、试验工装模块；其中，

所述气源模块、所述配气减压模块、所述高压储罐模块、所述液路阀门模块依次连接，所述液路阀门模块与所述试验工装模块之间通过试验件连接；

所述气源模块用于高压洁净空气的制备和存储，所述配气减压模块用于气体减压及分配供应，所述高压储罐模块用于高压水介质的储存和供应，所述液路阀门模块用于高压水介质的输运及控制、流量调节；

所述液路阀门模块包括试验件入口法兰，所述试验工装模块包括试验件出口法兰，所述试验工装模块用于试验支路背压调节、试验件安装支撑及液流水介质收集排放；

所述试验件安装于试验件入口法兰和试验件出口法兰之间；

所述测控模块分别与所述配气减压模块、高压储罐模块、液路阀门模块、试验工装模块连接，所述测控模块用于系统参数的采集记录、监测存储，系统远程控制，时统信号发生；

所述气源模块中的气体，经过所述配气减压模块，进入所述高压储罐模块，所述气体挤压所述高压储罐模块中的液体，所述液体经液路阀门模块输运至所述试验件，再流入所述试验工装模块中；

所述气源模块包括空压机组、高压气瓶集装格Ⅰ、高压气瓶集装

格Ⅱ、高压气瓶集装格Ⅲ、高压气瓶集装格Ⅳ、集装格充气管道、气源一供气管道、气源一过滤器、气源二供气管道；气源二过滤器；3组空压机组排气口并联汇入集装格充气管道，4 个高压气瓶集装格充气管路并联，每 2 个高压气瓶集装格组成一组气源，气源一和气源二彼此独立但可互通，各气源管路均设置气体过滤器；

所述配气减压模块包括气源互通球阀，气源一进气压力传感器，气源二进气压力传感器，气源一储罐增压压力传感器；气源二储罐增压压力传感器；手动增压球阀；三个增压电磁截止阀；四个流量调节阀；两个配气台放气阀；两个储罐增压管道；气体缓冲罐；中压减压

器；中压压力传感器；中压供气截止阀；低压减压器；低压压力传感器；低压供气截止阀；

所述配气减压模块包括 1 路手动增压和 3 路自动增压，手动增压路由手动增压球阀和流量调节阀串联组成，根据供气流量需求可在现场手动直接增压；自动增压路由三个增压电磁截止阀和流量调节阀分别串联组成，各路流量调节阀可根据气体增压流量需求设置成不同档开度，测控系统设定目标压力上下限阈值，并与储罐气枕实时压力反馈信号进行比较判断，对电磁截止阀输出开关量控制信号，通过控制电磁阀开闭时长实现储罐压力的闭式远程控制，各路流量调节阀开度设置、电磁截止阀开关响应特性、目标压力上下限阈值设置均会影响气枕压力的控制精度，进而影响试验系统流量精度；此外配气减压模块还包括中压供气和低压供气，中压供气压力用于发动机阀门的控制气供气，低压供气压力用于气动截止阀控制气供气和系统管路吹除用气；另外设置配气台放气阀用于试验结束后管路内的余压气体排空，设置压力传感器用于监测配气台各位置的实时压力值；

所述液路阀门模块包括主路截止阀、主管路、篮式过滤器、过滤器排气阀、过滤器排污阀；气动截止阀、调节阀前压力传感器、电动

调节阀、调节阀后压力传感器、分水器、分水器排气阀、分水器排水阀、体积流量计；支路Ⅰ-Ⅳ截止阀；支路Ⅰ-Ⅳ试验件入口压力传感器；支路Ⅰ-Ⅳ试验件入口法兰；

所述试验工装模块还包括支路Ⅰ-Ⅳ试验件出口法兰、支路Ⅰ-Ⅳ试验件出口压力传感器、支路Ⅰ-Ⅳ背压手动调节阀、升降液流支架车。

2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机综合液流试验系统，其特征在于，还包括供水模块，所述供水模块与所述高压储罐模块连接，用于储罐液体的补充；所述供水模块包括水箱、水泵、水过滤器、供水球阀；通过水泵将水箱中的水介质抽入储罐内补水，水过滤器用于保证外部水源的清洁，供水球阀为高压球阀，液流试验时处于关闭状态。

3.根据权利要求1所述的液体火箭发动机综合液流试验系统，其特征在于，还包括安全泄压模块，所述安全泄压模块与所述高压储罐模块连接，所述安全泄压模块用于所述高压储罐模块气体的安全泄压和保护；所述安全泄压模块包括安全阀、球阀、放气电磁截止阀、消音器；两个球阀所在管路并联设置，其中一球阀管路上设置有放气电磁截止阀，两个球阀所在管路并联的一端与安全阀和所述高压储罐模块连接的一端连接，两个球阀所在管路并联的另一端与消音器连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液体火箭发动机综合液流试验系统，其特征在于，所述高压储罐模块包括高压储罐、出液弯管、液位计、压力传感器。

5.根据权利要求1-3任一项所述的液体火箭发动机综合液流试验系统，其特征在于，所述测控模块还包括测量显示设备、控制设备、数采设备、摄像系统、测控电缆、时统装置。

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