CN207688999U - 一种流量称重的测量设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是提供一种流量称重的测量设备，所述测量设备包括封装装置、增压管、称重装置及称重传感器，其中，所述称重装置与所述称重传感器置于所述封装装置内；所述称重装置置于所述称重传感器上，所述称重传感器固定于所述封装装置的内壁；所述增压管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述封装装置内并置于所述称重装置的上方。其中，所述增压管用于向所述封装装置内及所述称重装置内分配增压气体。从而避免因增压管直接与称重的装置相连时带来的难以克服的外来约束力，以及增压气体流动产生的动态影响力等因素，使得称重装置进行测量时更加准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及流体力学领域，尤其涉及一种流量称重的测量设备。
背景技术
随着航天技术的迅猛发展，新型战略液体火箭姿态控制发动机地面热试车流量称重测量装置，对于姿控液体火箭发动机推进剂每秒小到几克的微小流量，测量精度将直接影响火箭发动机的推力，最终影响火箭在太空中飞行的精确轨迹和导弹打击精度，不能准确的反映发动机的固有质量，造成调姿失败或偏离预定飞行轨道。因此，对液体火箭姿态控制发动机的研制，提出了“高、精、准”的严格要求。目前，现有的称重测量装置是直接将推进剂容器增压管路和推进剂出口管路进行机械连接，带来了难以克服的外来约束力，以及增压气体流动和推进剂流出产生的动态影响力等因素，造成测量精度不够精确。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种流量称重的测量设备，以解决称重容器增压管路连接和推进剂出口管路连接，带来的难以克服的外来约束力，以及增压气体流动和推进剂流出产生的动态影响力等诸多因素，造成称重测量的精度不准的问题。
为解决上述技术问题，根据本实用新型的一方面，提供了一种流量称重的测量设备，所述测量设备包括：封装装置、称重装置、增压管及称重传感器，其中，所述称重装置与所述称重传感器置于所述封装装置内；所述称重装置置于所述称重传感器上，所述称重传感器固定于所述封装装置的内壁；所述增压管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述封装装置内并置于所述称重装置的上方。
进一步地，所述增压管用于向所述封装装置内及所述称重装置内分配增压气体。
进一步地，所述测量设备还包括：供应管，其中，所述供应管用于向所述称重装置内加入液体介质，以及将所述称重装置内的液体介质供应至所述封装装置外部。
进一步地，所述供应管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述称重装置。
进一步地，所述增压管分配的增压气体不溶于所述称重装置内的液体介质。
进一步地，所述增压管分配的增压气体包括氮气，所述称重装置内的液体介质包括四氧化二氮。
进一步地，所述增压管分配的增压气体的体积与所述称重装置内的液体介质体积之比包括1～20。
进一步地，所述测量设备包括：测量输出线，其中，所述测量输出线与所述称重传感器连接，输出所述称重传感器测量的数据。
进一步地，所述测量装置包括：第一控制阀，其中，所述第一控制阀与所述增压管的第一端固定连接，用于控制流入至所述增压管内的增压气体。
进一步地，所述测量装置包括：第二控制阀，其中，所述第二控制阀与所述供应管的第一端固定连接，用于控制流入至所述供应管内的液体介质，及通过所述供应管流出的液体介质。
与现有技术相比，本实用新型提供的流量称重的测量设备，包括封装装置、增压管、称重装置及称重传感器，其中，所述称重装置与所述称重传感器置于所述封装装置内；所述称重装置置于所述称重传感器上，所述称重传感器固定于所述封装装置的内壁；所述增压管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述封装装置内并置于所述称重装置的上方。其中，所述增压管用于向所述封装装置内及所述称重装置内分配增压气体。从而避免因增压管直接与称重的装置相连时带来的难以克服的外来约束力，以及增压气体流动产生的动态影响力等因素，使得称重装置进行测量时更加准确。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出本实用新型一实施例中的流量称重的测量设备的结构示意图；
图2示出图1中I处的增压管道的连接放大示意图；
图3示出图1中II处推进剂供应管道的底部放大示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
在本实用新型一实施例中，提供了一种流量称重的测量设备，所述测量设备包括：封装装置1、增压管2、称重装置3及称重传感器4，其中，所述称重装置3与所述称重传感器4置于所述封装装置1内；所述称重装置3置于所述称重传感器4上，所述称重传感器4固定于所述封装装置1的内壁；所述增压管2的第一端固定于所述封装装置1的顶部，第二端插入至所述封装装置1内并置于所述称重装置3的上方。使得封装装置内的单空间变为多空间，封装装置不再具有称重作用，与称重装置单独分开。其中，所述增压管2用于向所述封装装置1内及所述称重装置3内分配增压气体。在具体实施例中，，若要将称重装置3内的液体介质供应至外部，需要增加气体，称重装置3的顶部不闭合，为向上开口的装置，方便增压管2分配的增压气体对称重装置3内的液体造成挤压，称重装置3对其内的液体介质需要高精度的测量以及可以计算出供应至外部的液体介质的量，而将增压管2焊接到封装装置1上，从而避免因增压管2直接与称重的装置相连时带来的难以克服的外来约束力，以及增压气体流动产生的动态影响力等因素，使得称重装置3进行测量时更加准确。在本实用新型一具体实施例中，比如本实用新型所述的测量设备为液体火箭姿态控制发动机地面热试车中的流量称重测量设备时，称重装置测量的更精确进而计算火箭推力更准确，从而更精确的进入预定轨道或导弹打击目标的精度更高。
优选地，所述测量设备还包括：供应管5，其中，所述供应管5用于向所述称重装置3内加入液体介质，以及将所述称重装置3内的液体介质供应至所述封装装置1外部。在本实用新型一实施例中，通过供应管5向称重装置3内加入液体介质，为了使在称重装置内3的液体介质供应至外部，需要增压气体，通过压力将液体介质挤压到封装装置1外部对应的所需装置内，在本实用新型中通过增压管2向封装装置1以及称重装置3内进行分配气体，称重装置3内液面上部的容积气垫得到了平衡充填，达到了给称重装置3增压气体的目的。消除了增压管2直接与称重装置3相连时的约束力，提高流量称重测量的准确性。需要说明的是，为达到增压管2分配的气体以挤压称重装置3内的液体介质的目的，需要所述增压管2分配的增压气体不溶于所述称重装置3内的液体介质。
优选地，所述供应管5的第一端固定于所述封装装置1的顶部，第二端插入至所述称重装置3。将液体介质推进称重装置3时，通过供应管5进行推进，供应管5插入至称重装置3内但与底部有距离不接触，在供应管5的第一端与封装装置1焊接固定，称重装置3内的液体介质通过增压气体的挤压，通过压力达到封装装置1的外部供应给对应所需的装置或设备，从而避免了供应管5直接与称重装置机械连接，带来的难以克服的外来约束力，以及液体介质流出产生的动态影响力等因素，进而提高了流量称重测量的精确性，实现高精度的测量。
进一步地，所述增压管2分配的增压气体的体积与所述称重装置3内的液体介质体积之比包括1～20。在此，增压管2分配至封装装置内(包括称重装置的液体上部)的气体体积与称重装置3内的液体介质体积之比包括1～20才能够使得有足够的气体挤压液体，气体体积大比如为液体介质体积的20倍，会使得液体介质的流量波动稳定，液体介质液面较稳，从而使得称重装置3测量的数据更精确。并且，通过合适的体积差可以使得增压气体对称重装置3的压力均匀，测量时减少额外的力的影响，使得测量更精确。
在本实用新型一实施例中，如图1所示的流量称重的测量设备的结构示意图，所述测量装置包括上述封装装置1、增压管2、称重装置3、称重传感器4及供应管5，还包括第一控制阀6和第二控制阀7，其中，所述第一控制阀6与所述增压管2的第一端固定连接，用于控制流入至所述增压管2内的增压气体，所述第二控制阀7与所述供应管5的第一端固定连接，用于控制流入至所述供应管5内的液体介质，及通过所述供应管5流出的液体介质。在此，第一控制阀6可以向增压管3加入气体，也可以控制通过增压管2分配向容器的气体，将容器内气体放出，第二控制阀7可以向称重装置内加入液体介质，也可以控制液体介质的流出。优选地，所述测量设备包括：测量输出线8，其中，所述测量输出线8与所述称重传感器4连接，输出所述称重传感器4测量的数据。
在具体实施例中，所述增压管2分配的增压气体包括氮气，所述称重装置内3的液体介质包括四氧化二氮(如图1所示)。封装装置1优选为外套罐，增压管2为气增压管道，称重装置3为称重容器、称重传感器4为电子称重传感器，供应管5为推进剂液路输出管，第一控制阀6为管路及增压控制阀，第二控制阀7为推进剂进出口控制阀。称重容器3内的液体介质为四氧化二氮时，可以作为发动机的推进剂，所述测量设备可用于火箭姿态控制发动机地面热试车高精度流量称重测量，一方面进行气体增压设计，若要将称重容器3内的推进剂燃料供应给发动机，需要增压气体，并通过管路等压力元件，将推进剂挤压达到供给发动机燃烧地面试车的目的，需要将增压管道2的气体分配器管焊接到外套罐1上，打开增压阀6，气体进入外套罐1内，此时，称重容器3内液面上部的容积气垫得到了平衡充填，达到了给称重容器3增压气体的目的，消除了增压管路与称重容器连接的约束力。图2示出图1中I处的增压管道的连接放大示意图，可以看出，增压管道的一端焊接在外套罐上，另一端进行分配气体，均匀向外套罐1内分配增压气体N2，对外套罐1内的称重装置3内的液体N2O4进行挤压。另一方面，进行推进剂供应设计，推进剂供应管5插入称重容器3内，但与底部有距离，如图3所示的图1中II处推进剂供应管道的底部放大示意图，其中，推进剂供应管道5的底部距离称重容器3可以为10mm，以使称重容器3内的推进剂在增压气体的挤压下通过供应管道5达至发动机，当然，还可以将靠近供应管道5底部的管道壁上开若干小孔，以避免在管道底部形成的涡流对称重测量的影响；供应管道5上部接头与外套罐1焊接固定，称重容器3内推进剂在增压气挤压下，通过管道等压力元件，达到给发动机试车提供推进剂的目的。因此，称重容器3与任何管道不连接时可以克服约束力以及增压气体流动和推进剂流出产生的动态影响力等因素，称重容器3与称重传感器4相连接，将测量信号通过电缆线，传输给计算机数据采集处理系统，达到测量流量的目的。通过上述实施例的测量设备，可以提高测量精度，因测量精度将直接影响火箭发动机的推力，从而实现最终提高火箭在太空中飞行的精确轨迹和导弹打击精度，准确的反映发动机的固有质量，准确进行调姿或进行预定飞行轨道。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种流量称重的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括：封装装置、称重装置、增压管及称重传感器，其中，
所述称重装置与所述称重传感器置于所述封装装置内；
所述称重装置置于所述称重传感器上，所述称重传感器固定于所述封装装置的内壁；
所述增压管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述封装装置内并置于所述称重装置的上方。
2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述增压管用于向所述封装装置内及所述称重装置内分配增压气体。
3.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括：供应管，
其中，所述供应管用于向所述称重装置内加入液体介质，以及将所述称重装置内的液体介质供应至所述封装装置外部。
4.根据权利要求3所述的测量设备，所述供应管的第一端固定于所述封装装置的顶部，第二端插入至所述称重装置。
5.根据权利要求2或3所述的测量设备，其特征在于，所述增压管分配的增压气体不溶于所述称重装置内的液体介质。
6.根据权利要求5所述的测量设备，其特征在于，所述增压管分配的增压气体包括氮气，所述称重装置内的液体介质包括四氧化二氮。
7.根据权利要求5所述的测量设备，其特征在于，所述增压管分配的增压气体的体积与所述称重装置内的液体介质体积之比包括1～20。
8.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括：测量输出线，
其中，所述测量输出线与所述称重传感器连接，输出所述称重传感器测量的数据。
9.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括：第一控制阀，
其中，所述第一控制阀与所述增压管的第一端固定连接，用于控制流入至所述增压管内的增压气体。
10.根据权利要求3所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括：
第二控制阀，
其中，所述第二控制阀与所述供应管的第一端固定连接，用于控制流入至所述供应管内的液体介质，及通过所述供应管流出的液体介质。
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