CN212985396U - 一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，该动力系统包括：增压装置、氧化剂供应装置、燃料供应装置和发动机。其中，增压装置通过增压管道分别连接氧化剂供应装置和燃料供应装置，用于保证氧化剂供应装置和燃料供应装置压力稳定。氧化剂供应装置通过供给管道将氧化剂输送至发动机。燃料供应装置通过供给管道将燃料输送至发动机。氧化剂供应装置包括贮箱和膜片阀，膜片阀设置在贮箱的出口支路管道，用于防止氧化剂供应装置压力过大而破裂。本实用新型提供的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统运行安全、压力稳定、系统压力匹配难度低，且贮箱质量轻，安全性更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及火箭发动机动力技术领域，具体为一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统。
背景技术
轨姿控动力系统采用氧化亚氮基双组元系统方案时，由于常温下氧化亚氮具有较高的饱和蒸汽压力，该饱和蒸汽压力在5MPa左右，远远高于发动机所需的入口压力(约2.5MPa)。且氧化亚氮饱和蒸汽压力随温度升高而快速增加，动力系统压力匹配难度大。现有技术的解决方法中，为适应氧化亚氮饱和蒸汽压力环境，确保产品使用安全，通常提高贮箱的设计破裂压力，该破裂压力通常在7MPa以上，提升贮箱的设计破裂压力进而导致贮箱的结构质量增加。
因此本领域技术人员亟需一种降压效果好、系统压力匹配难度低，且贮箱质量轻的动力系统。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统。该动力系统通过降压设计来降低系统压力匹配难度，降低贮箱的质量，提升该动力系统的安全性以及运行稳定性。
本实用新型提供了一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，该动力系统包括：增压装置、氧化剂供应装置、燃料供应装置和发动机，其中，所述增压装置通过增压管道分别连接所述氧化剂供应装置和所述燃料供应装置，用于保证所述氧化剂供应装置和所述燃料供应装置压力稳定；所述氧化剂供应装置通过供给管道将氧化剂输送至所述发动机；所述燃料供应装置通过所述供给管道将燃料输送至所述发动机；所述氧化剂供应装置包括贮箱和膜片阀，所述膜片阀设置在所述贮箱的出口支路管道，用于防止氧化剂供应装置压力过大而破裂。
本实用新型的实施方式中，所述贮箱外设置有隔热层，所述隔热层用于隔绝热量传导。
本实用新型的实施方式中，所述氧化剂供应装置还包括单向阀，所述单向阀设置在所述出口支路管道上，用于防止所述膜片阀非正常破裂导致所述氧化剂供应装置泄漏。
其中，所述单向阀的打开压力大于所述贮箱的额定工作压力，小于所述贮箱的破裂压力。
本实用新型的实施方式中，所述膜片阀的破裂压力大于所述贮箱的额定工作压力，小于所述贮箱的破裂压力。
本实用新型的实施方式中，所述增压管道上设置有隔离阀，用于在非工作状态时进行管道隔离。
根据上述实施方式可知，本实用新型实施例提供的一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，具有以下至少之一的益处：
本实用新型提供的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统的技术方案中，通过在贮箱上设置隔热层，隔绝热量的传导，保证贮箱内的温度不会快速升高。低温能够保证贮箱内的压力稳定，不会出现压力快速升高的现象，保证了动力系统的安全性。且稳定的低压有利于动力系统的压力匹配，降低匹配难度。
另外，膜片阀的设计能够在贮箱内压力过大时进行压力排泄，防止贮箱发生破裂，进一步提升安全性。相对于现有设计，本申请中的设计方案中贮箱的设计压力更小，质量更轻，且系统稳定性高，不易发生压力过载的情况。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。
附图说明
下面的附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。
图1为本实用新型提供的一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统实施例一的结构图。
图2为本实用新型提供的一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统实施例二的结构图。
附图标记说明：
1-增压装置、2-氧化剂供应装置、3-燃料供应装置、4-发动机、 5-增压管道、6-供给管道、7-出口支路管道；
11-隔离阀、21-贮箱、22-膜片阀、23-单向阀、24-隔热层。
具体实施方式
现详细说明本实用新型的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本实用新型的限制，而应理解为是对本实用新型的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
在不背离本实用新型的范围或精神的情况下，可对本实用新型说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本实用新型的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
如图1所示为本实用新型提供的一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统实施例一的结构图。该附图所示的实施方式中，该动力系统包括：增压装置1、氧化剂供应装置2、燃料供应装置3和发动机4。其中，增压装置1通过增压管道5分别连接氧化剂供应装置2和燃料供应装置3，增压装置1是用于保证氧化剂供应装置2和燃料供应装置3压力稳定，保证燃料以及氧化剂的稳定输出。
氧化剂供应装置2通过供给管道6将氧化剂输送至发动机4。燃料供应装置3通过供给管道6将燃料输送至发动机4。氧化剂供应装置2和燃料供应装置3稳定的压力能够保证输入到发动机的氧化剂和燃料输入压力的稳定，确保动力输出稳定。
氧化剂供应装置2包括贮箱21和膜片阀22，膜片阀22设置在贮箱21的出口支路管道7，膜片阀22用于防止氧化剂供应装置2压力过大而破裂。氧化剂供应装置2的贮箱21内通常为氧化亚氮，氧化亚氮在温度升高的情况下气化，致使贮箱21内部的压力升高，过高的压力不但增加了发动力的压力匹配难度，而且会有贮箱21破裂的风险。设置膜片阀22时，当贮箱21内的压力达到一定的数值，膜片阀22破裂，进行压力排泄，防止贮箱21发生破裂，提升了动力系统的安全性。本实施例中，膜片阀22的破裂压力大于贮箱21的额定工作压力，小于贮箱21的破裂压力。大于贮箱21的额定工作压力能够保证动力系统在正常工作时不会出现压力泄漏的情况，确保了动力系统运转的稳定性。
本实用新型的具体实施方式中，贮箱21外设置有隔热层24，隔热层24用于隔绝热量传导，防止贮箱21内部温度升高，或者降低温度升高的速度，确保动力系统的运行稳定。在向贮箱内加入氧化亚氮时，氧化亚氮的加注温度不高于240K，这个温度的氧化亚氮为液态，贮箱21的外部设置隔热层24能够大大降低贮箱21内的温度升高速度，降低氧化亚氮的气化速度，控制其饱和蒸汽压力在所需压力范围内，降低系统压力匹配难度。本申请的设计方案能保证贮箱21内的压力不会处于一个过高的水平，这就能够在设计制造贮箱21时降低贮箱21的设计破裂压力，进而减轻了贮箱21的结构重量。本实用新型的实施方式中隔热层24可以是隔热涂料，也可以是其他隔热物质。
另外，在增压管道5上设置有隔离阀11，隔离阀11用于在非工作状态时进行管道隔离。动力系统在非工作的状态下，该隔离阀11 是处于关闭状态，当该动力系统处于工作状态时，隔离阀11打开，使增压装置1能够通过增压管道5向氧化剂供应装置2和燃料供应装置3提供压力，协助氧化剂供应装置2和燃料供应装置3向发动机供应氧化剂以及燃料。
如图2所示为本实用新型提供的一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统实施例二的结构图。本实施例相对于实施例一来说，在出口支路管道7上还设置有单向阀23，该单向阀23设置在接近出口支路管道7的出口一侧。单向阀23是用于防止膜片阀22非正常破裂导致氧化剂供应装置2泄漏。当膜片阀22因为其他因素发生破裂时，但是此时贮箱21内的压力并未达到额定工作压力以上的压力值，因此需要设置单向阀23，保证动力系统在正常运转的情况下不会出现贮箱21内压力流失。本实施例中，单向阀23的打开压力大于贮箱21 的额定工作压力，小于贮箱21的破裂压力。单向阀23的打开压力大于贮箱21的额定工作压力，是为了保证动力系统正常运转，小于贮箱21的破裂压力是为了防止贮箱21因压力过大而导致破裂。另外，单向阀23的打开压力与膜片阀22的破裂压力相当。本实施例的技术方案中，增设双重阀门是为了保证系统运行的稳定。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，该动力系统包括：增压装置(1)、氧化剂供应装置(2)、燃料供应装置(3)和发动机(4)，其中，
所述增压装置(1)通过增压管道(5)分别连接所述氧化剂供应装置(2)和所述燃料供应装置(3)，用于保证所述氧化剂供应装置(2)和所述燃料供应装置(3)压力稳定；
所述氧化剂供应装置(2)通过供给管道(6)将氧化剂输送至所述发动机(4)；
所述燃料供应装置(3)通过所述供给管道(6)将燃料输送至所述发动机(4)；以及
所述氧化剂供应装置(2)包括贮箱(21)和膜片阀(22)，所述膜片阀(22)设置在所述贮箱(21)的出口支路管道(7)，用于防止氧化剂供应装置(2)压力过大而破裂。
2.根据权利要求1所述的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，所述贮箱(21)外设置有隔热层(24)，所述隔热层(24)用于隔绝热量传导。
3.根据权利要求1所述的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，所述氧化剂供应装置(2)还包括单向阀(23)，所述单向阀(23)设置在所述出口支路管道(7)上，用于防止所述膜片阀(22)非正常破裂导致所述氧化剂供应装置(2)泄漏。
4.根据权利要求3所述的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，所述单向阀(23)的打开压力大于所述贮箱(21)的额定工作压力，小于所述贮箱(21)的破裂压力。
5.根据权利要求1所述的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，所述膜片阀(22)的破裂压力大于所述贮箱(21)的额定工作压力，小于所述贮箱(21)的破裂压力。
6.根据权利要求1所述的氧化亚氮基双组元轨姿控动力系统，其特征在于，所述增压管道(5)上设置有隔离阀(11)，用于在非工作状态时进行管道隔离。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114776479A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-22 | 西北工业大学 | 一种氧化亚氮煤油双组元液体火箭发动机动力系统 |
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2020
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| CN114776479B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-04-28 | 西北工业大学 | 一种氧化亚氮煤油双组元液体火箭发动机动力系统 |
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