CN114508447A - 一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空航天技术领域,具体涉及一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统和方法。电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,包括过氧化氢贮箱增压系统、过氧化氢液体供给系统和试验配套系统;所述过氧化氢液体供给系统包括过氧化氢贮箱、第一液路三通、第二液路三通、流量计、电动球阀、贮箱缓冲罐、液路电磁阀、电动泵、泵前电磁阀、泵后电磁阀、可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀。该输送系统可在较低的贮箱压力下,通过电动泵增压实现很高的泵后压力,实现很高的燃烧室压力。本发明电动泵压式系统作为主路的同时,采用挤压式系统作为支路,可以实现氧化剂流量大范围调节,从而验证固液火箭发动机大范围变推力的性能。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天技术领域,具体而言,涉及一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统和方法。
背景技术
固液火箭发动机具有比冲高、推力易调节、安全性高、可靠性高、环境友好等优势,在小型运载火箭、武器导弹系统、姿轨控发动机领域具有良好的应用前景。典型固液火箭发动机一般采用液体氧化剂和固体燃料,需要稳定可靠的输送系统保障氧化剂的供应。
现有固液火箭发动机常采用挤压式输送系统,利用高压气源对贮箱增压。贮箱压力较高,且燃烧室压力受限于贮箱压力。挤压式输送系统难以满足高室压固液火箭发动机的需求,不能验证固液火箭发动机在高室压下的性能表现,影响固液火箭发动机的性能发挥。
另外,固液火箭发动机挤压式输送系统,由于贮箱压力受限,因此难以达到很高的氧化剂流量,不能实现氧化剂流量的大范围调节,即不能验证固液火箭发动机大范围变推力的能力。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明一个目的在于提供一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,可以在较低的贮箱压力下,通过电动泵增压,实现很高的泵后压力,从而实现很高的燃烧室压力,验证固液火箭发动机在高室压下的性能表现;实现氧化剂流量的大范围调节。
本发明的另一个目的在于提供一种采用所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,简单易行,高效、安全。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,包括过氧化氢贮箱增压系统、过氧化氢液体供给系统和试验配套系统;所述过氧化氢液体供给系统包括过氧化氢贮箱、第一液路三通、第二液路三通、流量计、电动球阀、贮箱缓冲罐、液路电磁阀、电动泵、泵前电磁阀、泵后电磁阀、可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀;
所述过氧化氢贮箱的液体出口通过第一管路与所述第一液路三通的第一端口相连,所述第一管路依次设置有所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计;
所述第一液路三通的第二端口通过第二管路与所述第二液路三通的第二端口相连,所述第二管路设置有所述液路电磁阀;所述第一液路三通的第三端口通过第三管路与所述第二液路三通的第三端口相连,所述第三管路设置有所述电动泵、泵前电磁阀和泵后电磁阀;
所述第二液路三通的第一端口通过第四管路与发动机相连,所述第四管路依次设置有所述可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀。
优选地,所述过氧化氢贮箱增压系统包括增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元。
优选地,所述增压气体进气管路单元沿进气方向依次包括气源手阀、电控减压器、减压器后电磁阀;
所述泄压管路单元包括贮箱泄压电磁阀;
所述抽真空管路单元包括真空手阀和真空泵;
所述增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元通过两个气路三通与所述过氧化氢贮箱的气体入口相连。
优选地,所述过氧化氢贮箱增压系统还包括过氧化氢贮箱安全阀;所述过氧化氢贮箱安全阀设置于所述过氧化氢贮箱的上端。
优选地,所述过氧化氢贮箱设置有温控包覆装置。
优选地,所述过氧化氢贮箱设置有液位计。
优选地,所述过氧化氢贮箱的液体出口与所述电动球阀之间还设置有过滤器。
优选地,所述试验配套系统包括液体注入管路单元、液体泄放管路单元和氮气吹除管路单元。
优选地,所述液体注入管路单元包括加注手阀,所述加注手阀与所述过氧化氢贮箱相连;
所述液体泄放管路单元包括泄放手阀和泄放电磁阀;所述泄放手阀和所述过氧化氢贮箱的液体出口相连;
所述氮气吹除管路单元依次包括吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀;所述氮气吹除管路单元通过气液三通分别连接所述发动机和所述主路单向阀。
采用所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,包括以下步骤:
增压处理后的过氧化氢液体依次经过所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计抵达所述第一液路三通;
当过氧化氢液体的流量大于5kg/s时,过氧化氢液体依次经过所述泵前电磁阀、电动泵和泵后电磁阀抵达所述可调文氏管;当过氧化氢液体的流量小于或者等于5kg/s时,过氧化氢液体经过所述液路电磁阀抵达所述可调文氏管;
所述过氧化氢液体经过所述可调文氏管进行流量的调节后,再依次经过所述电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀进入所述发动机。
优选地,所述过氧化氢液体的增压处理,包括以下步骤:
通过真空泵经真空手阀对过氧化氢贮箱进行抽真空,同时打开加注手阀,向过氧化氢贮箱中加注过氧化氢液体,完成过氧化氢液体的加注后,压力气源依次经过气源手阀、电控减压器和减压器后电磁阀抵达所述过氧化氢贮箱实施增压处理;
优选地,当出现紧急情况时,打开贮箱泄压电磁阀进行压力的泄放;
优选地,当过氧化氢贮箱内的压力超过贮箱额定压力时,过氧化氢贮箱安全阀自动打开;
优选地,当出现紧急情况时,打开泄放电磁阀排出剩余的过氧化氢液体。
优选地,当完成过氧化氢液体的输送后,氮气依次经过吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀进入发动机前管路,排出管路中残留的过氧化氢液体。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明动泵压式输送系统,可以在较低的贮箱压力下,通过电动泵增压,实现很高的泵后压力,从而实现很高的燃烧室压力,验证固液火箭发动机在高室压下的性能表现。
(2)本发明动泵压式输送系统,可以采取较低的贮箱压力,从而减轻贮箱的质量,提高发动机的性能。
(3)本发明电动泵压式系统作为主路的同时,采用挤压式系统作为支路。采用电动泵压式系统时可以实现很高的氧化剂流量,采用挤压式系统时可以实现很低的氧化剂流量,因此可以实现固液火箭发动机氧化剂流量大范围调节,从而验证固液火箭发动机大范围变推力的性能。
(4)本发明双重缓冲罐设计,可以保证主阀水击现象不会对电动泵及贮箱造成明显影响,同时采用高可靠性的电动球阀,可以保障过氧化氢液体供应的可靠断开,保障试验安全。
(5)采用本发明中的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,简单易行,高效、安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统图。
附图标记:
1-气源手阀、2-电控减压器、3-减压器后电磁阀、4-贮箱泄压电磁阀、5-真空泵、6-真空手阀、7-过氧化氢贮箱安全阀、8-过氧化氢贮箱、9-过滤器、10-电动球阀、11-贮箱缓冲罐、12-流量计、13-液路电磁阀、14-泵前电磁阀、15-电动泵、16-泵后电磁阀、17-可调文氏管、18-电动泵缓冲罐、19-主路电磁阀、20-主路单向阀、21-加注手阀、22-泄放手阀、23-泄放电磁阀、24-吹除手阀、25-吹除电磁阀、26-吹除单向阀。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“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,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一方面,本发明涉及一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,包括过氧化氢贮箱增压系统、过氧化氢液体供给系统和试验配套系统;所述过氧化氢液体供给系统包括过氧化氢贮箱、第一液路三通、第二液路三通、流量计、电动球阀、贮箱缓冲罐、液路电磁阀、电动泵、泵前电磁阀、泵后电磁阀、可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀;
所述过氧化氢贮箱的液体出口通过第一管路与所述第一液路三通的第一端口相连,所述第一管路依次设置有所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计;
所述第一液路三通的第二端口通过第二管路与所述第二液路三通的第二端口相连,所述第二管路设置有所述液路电磁阀;所述第一液路三通的第三端口通过第三管路与所述第二液路三通的第三端口相连,所述第三管路设置有所述电动泵、泵前电磁阀和泵后电磁阀;
所述第二液路三通的第一端口通过第四管路与发动机相连,所述第四管路依次设置有所述可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀。
本发明采用电动泵压式输送系统,可以在较低的贮箱压力下,通过电动泵增压,实现很高的泵后压力,从而实现很高的燃烧室压力,验证固液火箭发动机在高室压下的性能表现。
采用电动泵压式系统作为主路的同时,采用挤压式系统作为支路。采用电动泵压式系统时可以实现很高的氧化剂流量,采用挤压式系统时可以实现很低的氧化剂流量,因此可以实现固液火箭发动机氧化剂流量大范围调节,从而验证固液火箭发动机大范围变推力的性能。
过氧化氢具备强氧化性,是一种危险化学品,必须要保障试验安全。采用双重缓冲罐设计,缓冲罐可以保证主阀水击现象不会对电动泵及贮箱造成明显影响,同时采用高可靠性的电动球阀,可以保障过氧化氢液体供应的可靠断开,保障试验安全。
在一种实施方式中,所述过氧化氢贮箱增压系统包括增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元。
通过气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元的相互配合,进而保证对贮箱内的过氧化氢液体进行增压的安全性。
在一种实施方式中,所述增压气体进气管路单元沿进气方向依次包括气源手阀、电控减压器、减压器后电磁阀。通过气源手阀、电控减压器、减压器后电磁阀的配合,以保证高压气源安全抵达贮箱并进行增压。
在一种实施方式中,所述泄压管路单元包括贮箱泄压电磁阀。当出现紧急情况时打开贮箱泄压电磁阀,保证试验安全。
在一种实施方式中,所述抽真空管路单元包括真空手阀和真空泵。通过真空手阀和真空泵的配合以对过氧化氢贮箱内进行抽真空,进行完成后续过氧化氢液体的加注。
在一种实施方式中,所述增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元通过两个气路三通(即第一气路三通和第二气路三通)与所述过氧化氢贮箱的气体入口相连。在一种实施方式中,第一气路三通的第一端连接过氧化氢贮箱的气体入口,第一气路三通的另两端分别连接减压器后电磁阀和第二气路三通的第一端;第二气路三通的另两端分别连接贮箱泄压电磁阀和真空手阀。
在一种实施方式中,所述过氧化氢贮箱增压系统还包括过氧化氢贮箱安全阀;所述过氧化氢贮箱安全阀设置于所述过氧化氢贮箱的上端。当过氧化氢贮箱内压力高于贮箱额定压力时,过氧化氢贮箱安全阀会打开,保证过氧化氢贮箱不会发生爆炸,引起更严重的事故,保障安全。
在一种实施方式中,所述过氧化氢贮箱的液体出口与所述电动球阀之间还设置有过滤器。通过过滤器对增压后的过氧化氢液体进行过滤,进一步保证安全性。
在一种实施方式中,所述试验配套系统包括液体注入管路单元、液体泄放管路单元和氮气吹除管路单元。
在一种实施方式中,所述液体注入管路单元包括加注手阀,所述加注手阀与所述过氧化氢贮箱相连。
在一种实施方式中,所述液体泄放管路单元包括泄放手阀和泄放电磁阀;所述泄放手阀和所述过氧化氢贮箱的液体出口相连。在一种实施方式中,所述泄放手阀、所述过滤器和所述过氧化氢贮箱的液体出口通过三通相连。
在一种实施方式中,所述氮气吹除管路单元依次包括吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀;所述氮气吹除管路单元通过气液三通分别连接所述发动机和所述主路单向阀。通过氮气吹除管路单元将发动机头部前管路中的残留过氧化氢液体排出,提高安全性。
在一种实施方式中,所述过氧化氢贮箱设置有液位计。以便于记录过氧化氢液体加注质量。
在一种实施方式中,所述过氧化氢贮箱还包括温控包覆装置。为了防止过氧化氢液体在较低温度下冻结,过氧化氢贮箱需要安装温控包覆。
另一个方面,本发明还涉及采用所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,包括以下步骤:
增压处理后的过氧化氢液体依次经过所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计抵达所述第一液路三通;
当过氧化氢液体的流量大于5kg/s时,过氧化氢液体依次经过所述泵前电磁阀、电动泵、泵后电磁阀抵达所述可调文氏管;当过氧化氢液体的流量小于或者等于5kg/s时,过氧化氢液体经过所述液路电磁阀抵达所述可调文氏管;
所述过氧化氢液体经过所述可调文氏管进行流量的调节后,再依次经过所述电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀进入所述发动机。
本发明的方法方法简单易行、高效、安全。
对于目前应用来说,当流量大于5kg/s,采用泵压式系统,小于或者等于5kg/s,采用挤压,但根据具体实验系统情况会有变化。
在一种实施方式中,所述过氧化氢液体的增压处理,包括以下步骤:
通过真空泵经真空手阀对过氧化氢贮箱进行抽真空,同时打开加注手阀,向过氧化氢贮箱中加注过氧化氢液体,完成过氧化氢液体的加注后,压力气源依次经过气源手阀、电控减压器和减压器后电磁阀抵达所述过氧化氢贮箱实施增压处理。
在一种实施方式中,当出现紧急情况时,打开贮箱泄压电磁阀进行压力的泄放。
在一种实施方式中,当过氧化氢贮箱内的压力超过贮箱额定压力时,过氧化氢贮箱安全阀会自动打开。
在一种实施方式中,当出现紧急情况时,打开泄放电磁阀排出剩余的过氧化氢液体。
过氧化氢贮箱加注时通过真空泵经真空手阀对过氧化氢贮箱抽真空,同时打开加注手阀,过氧化氢液体在外界大气压的作用下会进入过氧化氢贮箱,完成加注。泄放手阀在加注时保持关闭,贮箱增压后打开。由于电磁阀仅在流动方向正确时可以保证可靠的密封,而加注时由于过氧化氢贮箱处于负压,流动方向是进入贮箱方向,与电磁阀设定方向相反,仅靠电磁阀难以保证密封,因此需要泄放手阀关闭来保障可靠的密封。增压后过氧化氢贮箱处于正压状态,泄放电磁阀可以保证可靠的密封,因此打开泄放手阀。试验过程中出现紧急情况时,可以打开泄放电磁阀将剩余过氧化氢液体排出,保障试验安全。
在一种实施方式中,当完成过氧化氢液体的输送后,氮气依次经过吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀进入发动机前管路,排出管路中残留的过氧化氢液体。
试验过程中,保持打开吹除手阀,当试验结束时打开吹除电磁阀,氮气经吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀进入发动机头部前管路,将管路中残留过氧化氢液体排出,提高安全性。
下面将结合具体的实施例进一步地说明。
实施例1
一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,如图1所示,包括过氧化氢贮箱增压系统A、过氧化氢液体供给系统B和试验配套系统C;过氧化氢液体供给系统B包括过氧化氢贮箱8、第一液路三通、第二液路三通、流量计12、过滤器9、电动球阀10、贮箱缓冲罐11、液路电磁阀13、电动泵15、泵前电磁阀14、泵后电磁阀16、可调文氏管17、电动泵缓冲罐18、主路电磁阀19和主路单向阀20;
所述过氧化氢贮箱8的液体出口通过第一管路与所述第一液路三通的第一端口相连,所述第一管路依次设置有所述电动球阀10、贮箱缓冲罐11和流量计12;
所述第一液路三通的第二端口通过第二管路与所述第二液路三通的第二端口相连,所述第二管路设置有所述液路电磁阀13;所述第一液路三通的第三端口通过第三管路与所述第二液路三通的第三端口相连,所述第三管路设置有所述泵前电磁阀14、电动泵15和泵后电磁阀16;
所述第二液路三通的第一端口通过第四管路与发动机相连,所述第四管路依次设置有所述可调文氏管17、电动泵缓冲罐18、主路电磁阀19和主路单向阀20;
过氧化氢贮箱增压系统A包括增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元;所述增压气体进气管路单元沿进气方向依次包括气源手阀1、电控减压器2、减压器后电磁阀3;所述泄压管路单元包括贮箱泄压电磁阀4;所述抽真空管路单元包括真空手阀6和真空泵5;所述增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元通过两个气路三通与所述过氧化氢贮箱8的气体入口相连;所述过氧化氢贮箱8增压系统还包括过氧化氢贮箱安全阀7;所述过氧化氢贮箱安全阀7设置于所述过氧化氢贮箱8的上端。
试验配套系统C包括液体注入管路单元、液体泄放管路单元和氮气吹除管路单元;所述液体注入管路单元包括加注手阀21,所述加注手阀21与所述过氧化氢贮箱8相连;所述液体泄放管路单元包括泄放手阀22和泄放电磁阀23;所述泄放手阀22和所述过氧化氢贮箱8的液体出口相连;所述氮气吹除管路单元沿氮气的吹入方向依次包括吹除手阀24、吹除电磁阀25和吹除单向阀26;所述氮气吹除管路单元通过气液三通分别连接所述发动机和所述主路单向阀20。
实施例2
采用实施例1中的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,包括以下步骤:
(a)过氧化氢加注:过氧化氢贮箱8加注时通过真空泵5经真空手阀6对过氧化氢贮箱8抽真空,同时打开加注手阀21,过氧化氢液体在外界大气压的作用下会进入过氧化氢贮箱8,完成加注。泄放手阀22在加注时保持关闭,贮箱增压后打开。由于电磁阀仅在流动方向正确时可以保证可靠的密封,而加注时由于过氧化氢贮箱8处于负压,流动方向是进入贮箱方向,与电磁阀设定方向相反,仅靠电磁阀难以保证密封,因此需要泄放手阀22关闭来保障可靠的密封。增压后过氧化氢贮箱8处于正压状态,泄放电磁阀23可以保证可靠的密封,因此打开泄放手阀22。试验过程中出现紧急情况时,可以打开泄放电磁阀23将剩余过氧化氢液体排出,保障试验安全。
(b)增压:高压气源经过气源手阀1到达电控减压器2,经过电控减压2降压后通过减压器后电磁阀3到达过氧化氢贮箱8,进行增压。当出现紧急情况时打开贮箱泄压电磁阀4,保证试验安全。当过氧化氢贮箱8内压力高于贮箱额定压力时,过氧化氢贮箱安全阀7会打开,保证过氧化氢贮箱8不会发生爆炸,引起更严重的事故,保障安全。
(c)步骤(b)中增压后的过氧化氢液体经过过滤器9到达电动球阀10,电动球阀10相较于电磁阀具备很高的可靠性,当试验需要终止时,可以很快并可靠地断开过氧化氢供应,保证安全。过氧化氢液体经过贮箱缓冲罐11、流量计12到达第一液路三通。大流量工况时,过氧化氢液体经过泵前电磁阀14到达电动泵15入口,经过电动泵15增压后,通过泵后电磁阀16到达可调文氏管17;小流量工况时,过氧化氢液体经过液路电磁阀13到达可调文氏管17。可调文氏管17通过调节文氏管喉部面积可以控制过氧化氢液体流量,过氧化氢液体经可调文氏管17调节流量后,经过电动泵缓冲罐18、主路电磁阀19和主路单向阀20进入发动机头部。缓冲罐主要起到稳压作用,避免下游的水击现象对上游零件造成影响。具体来说,贮箱缓冲罐11避免液路电磁阀13和泵前电磁阀14关闭对贮箱造成影响;电动泵缓冲罐18避免主路电磁阀19关闭对电动泵造成影响。流量计12可以测量到过氧化氢流量。主路单向阀20可以对系统进行解耦,避免发动机头部压力变化对上游造成影响。
试验过程中,保持打开吹除手阀24,当试验结束时打开吹除电磁阀25,氮气经吹除手阀24、吹除电磁阀25和吹除单向阀26进入发动机头部前管路,将管路中残留过氧化氢液体排出,提高安全性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,但本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,包括过氧化氢贮箱增压系统、过氧化氢液体供给系统和试验配套系统;所述过氧化氢液体供给系统包括过氧化氢贮箱、第一液路三通、第二液路三通、流量计、电动球阀、贮箱缓冲罐、液路电磁阀、电动泵、泵前电磁阀、泵后电磁阀、可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀;
所述过氧化氢贮箱的液体出口通过第一管路与所述第一液路三通的第一端口相连,所述第一管路依次设置有所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计;
所述第一液路三通的第二端口通过第二管路与所述第二液路三通的第二端口相连,所述第二管路设置有所述液路电磁阀;所述第一液路三通的第三端口通过第三管路与所述第二液路三通的第三端口相连,所述第三管路设置有所述电动泵、泵前电磁阀和泵后电磁阀;
所述第二液路三通的第一端口通过第四管路与发动机相连,所述第四管路依次设置有所述可调文氏管、电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀。
2.根据权利要求1所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述过氧化氢贮箱增压系统包括增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元。
3.根据权利要求2所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述增压气体进气管路单元沿进气方向依次包括气源手阀、电控减压器和减压器后电磁阀;
所述泄压管路单元包括贮箱泄压电磁阀;
所述抽真空管路单元包括真空手阀和真空泵;
所述增压气体进气管路单元、泄压管路单元和抽真空管路单元通过两个气路三通与所述过氧化氢贮箱的气体入口相连。
4.根据权利要求2所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述过氧化氢贮箱增压系统还包括过氧化氢贮箱安全阀;所述过氧化氢贮箱安全阀设置于所述过氧化氢贮箱的上端;
优选地,所述过氧化氢贮箱设置有温控包覆装置;
优选地,所述过氧化氢贮箱设置有液位计。
5.根据权利要求1所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述过氧化氢贮箱的液体出口与所述电动球阀之间还设置有过滤器。
6.根据权利要求1所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述试验配套系统包括液体注入管路单元、液体泄放管路单元和氮气吹除管路单元。
7.根据权利要求6所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统,其特征在于,所述液体注入管路单元包括加注手阀,所述加注手阀与所述过氧化氢贮箱相连;
所述液体泄放管路单元包括泄放手阀和泄放电磁阀;所述泄放手阀和所述过氧化氢贮箱的液体出口相连;
所述氮气吹除管路单元依次包括吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀;所述氮气吹除管路单元通过气液三通分别连接所述发动机和所述主路单向阀。
8.采用权利要求1~7中任一项所述的电动泵压式固液火箭发动机试验输送系统实施过氧化氢输送的方法,其特征在于,包括以下步骤:
增压处理后的过氧化氢液体依次经过所述电动球阀、贮箱缓冲罐和流量计抵达所述第一液路三通;
当过氧化氢液体的流量大于5kg/s时,过氧化氢液体依次经过所述泵前电磁阀、电动泵和泵后电磁阀抵达所述可调文氏管;当过氧化氢液体的流量小于或者等于5kg/s时,过氧化氢液体经过所述液路电磁阀抵达所述可调文氏管;
所述过氧化氢液体经过所述可调文氏管进行流量的调节后,再依次经过所述电动泵缓冲罐、主路电磁阀和主路单向阀进入所述发动机。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述过氧化氢液体的增压处理,包括以下步骤:
通过真空泵经真空手阀对过氧化氢贮箱进行抽真空,同时打开加注手阀,向过氧化氢贮箱中加注过氧化氢液体,完成过氧化氢液体的加注后,压力气源依次经过气源手阀、电控减压器和减压器后电磁阀抵达所述过氧化氢贮箱实施增压处理;
优选地,当出现紧急情况时,打开贮箱泄压电磁阀进行压力的泄放;
优选地,当过氧化氢贮箱内的压力超过贮箱额定压力时,过氧化氢贮箱安全阀自动打开;
优选地,当出现紧急情况时,打开泄放电磁阀排出剩余的过氧化氢液体。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,当完成过氧化氢液体的输送后,氮气依次经过吹除手阀、吹除电磁阀和吹除单向阀进入发动机前管路,排出管路中残留的过氧化氢液体。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117093023A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-21 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 基于文氏管和电磁阀占空比调节的流量控制装置及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101781156A (zh) * | 2009-01-15 | 2010-07-21 | 北京航空航天大学 | 过氧化氢供应系统及安全操作方法 |
CN105909424A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-31 | 西北工业大学 | Rbcc大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统 |
CN106917699A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-07-04 | 北京航空航天大学 | 过氧化氢固液火箭发动机自增压输送系统 |
CN107237703A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-10 | 北京航空航天大学 | 固液火箭发动机电动泵输送系统 |
CN110761902A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-07 | 西安中科宇航动力技术有限公司 | 一种电动泵自增压动力系统 |
CN214309492U (zh) * | 2021-03-23 | 2021-09-28 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 发动机燃烧室的试验器的燃油系统 |
US20220003188A1 (en) * | 2018-11-29 | 2022-01-06 | Innospace Co., Ltd. | Hybrid rocket engine using electric motor-driven oxidizer pump |
-
2022
- 2022-02-17 CN CN202210144687.0A patent/CN114508447B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101781156A (zh) * | 2009-01-15 | 2010-07-21 | 北京航空航天大学 | 过氧化氢供应系统及安全操作方法 |
CN105909424A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-31 | 西北工业大学 | Rbcc大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统 |
CN106917699A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-07-04 | 北京航空航天大学 | 过氧化氢固液火箭发动机自增压输送系统 |
CN107237703A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-10 | 北京航空航天大学 | 固液火箭发动机电动泵输送系统 |
US20220003188A1 (en) * | 2018-11-29 | 2022-01-06 | Innospace Co., Ltd. | Hybrid rocket engine using electric motor-driven oxidizer pump |
CN110761902A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-07 | 西安中科宇航动力技术有限公司 | 一种电动泵自增压动力系统 |
CN214309492U (zh) * | 2021-03-23 | 2021-09-28 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 发动机燃烧室的试验器的燃油系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
蔡国飙等: "电动泵压式固液火箭发动机总体方案设计", 第五届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第41届技术交流会论文集(第二册), 16 September 2020 (2020-09-16), pages 1091 - 1100 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117093023A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-21 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 基于文氏管和电磁阀占空比调节的流量控制装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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