CN215952354U - 一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统，包括：总水箱、一级喷水系统、二级喷水系统和水循环系统。总水箱设置于发射场坪的塔架上，其下端设有出水管和进水管，一级喷水系统设置于导流槽上端的导流孔基座内，通过出水管与总水箱连接；二级喷水系统设置于发射台体内，通过出水管与总水箱连接，水循环系统，通过进水管与总水箱连接，将使用过的水至少部分循环回收至总水箱。总水箱通过出水管向一级喷水系统和二级喷水系统供水，用于控制火箭发射时的噪声源和为发射台降温。经一级喷水系统和二级喷水系统喷出的水大部分被收集于水循环系统中，并利用进水管将水回收至总水箱，以实现水循环复用。

Description

一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统

技术领域

本实用新型涉及液体运载火箭发射技术领域，特别是涉及一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统。

背景技术

火箭发射过程中，高温、高速、高凝相燃气流对发射设备、发射设施及火箭的烧蚀影响历来是困扰火箭技术人员的工程技术难题之一。另外，火箭发生过程中还存在另一个更难解决的技术难题。在中大型运载火箭点火时刻产生的超高声压不仅造成发射工位周边震耳欲聋的噪声环境，还存在损坏箭上及地面发射支持设备的可能性。目前，国内外普遍采取喷水降噪系统控制火箭发射时刻的噪声源。但是，如何形成四周环绕的立体密闭式水幕、简化系统复杂程度，及减少用水量、降低发射成本，是火箭发射喷水降噪领域亟待解决的问题。

因此，提供一种用于火箭发射过程中的水循环可复用的喷水降噪系统是目前要解决的问题。

实用新型内容

为解决相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统，该水循环可复用喷水降噪系统集喷水降噪、水回收及循环复用功能为一体，既可以立体周向全环绕对火箭发动机喷出的燃气流形成隔噪水墙，还可以循环再利用喷射时消耗的水。具有绿色环保、成本低、降噪效果明显等优点。

本实用新型提供了一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统。该水循环可复用喷水降噪系统包括：总水箱、一级喷水系统、二级喷水系统和水循环系统。其中，总水箱设置于发射场坪的塔架上，其下端设有出水管和进水管；一级喷水系统设置于导流槽上端的导流孔基座内，通过所述出水管与所述总水箱连接；二级喷水系统设置于发射台体内，且位于所述一级喷水系统的上方，通过所述出水管与所述总水箱连接；水循环系统通过所述进水管与所述总水箱连接，将使用过的水至少部分循环回收至所述总水箱。所述总水箱通过所述出水管向所述一级喷水系统和所述二级喷水系统供水，用于控制火箭发射时的噪声源和为发射台降温；经所述一级喷水系统和所述二级喷水系统喷出的水大部分被收集于所述水循环系统中，并利用所述进水管将水回收至所述总水箱，以实现水循环复用。

在一个实施例中，所述水循环系统包括通过连通管依次连接的导流槽、蓄水池、和净化水池。其中，所述蓄水池底面标高低于所述导流槽底面，以便于收集所述导流槽内的积水；所述蓄水池与所述净化水池的连通管设置于远离所述蓄水池底面的位置，以保证流入所述净化水池内的水经过沉淀、无杂质。

在一个实施例中，所述一级喷水系统包括设置于导流孔基座内的一级管路，以及设置于所述一级管路的多个一级喷头。其中，至少两排所述一级喷头相对设置，用于从火箭的两侧对火箭降温。

在一个实施例中，所述一级管路呈矩形设置，所述一级喷头并排对向设置于所述一级管路横跨所述导流槽的两段管路。

在一个实施例中，所述一级管路与所述出水管连接端设有第一气动球阀；通过调整所述第一气动球阀控制所述一级喷水系统的开关。

在一个实施例中，所述一级喷头可拆卸设置于所述一级管路，且所述一级喷头根据降噪要求设有相应的仰角。

在一个实施例中，所述二级喷水系统包括相对设置于发射台体的两个二级前置水箱，以及设置于所述二级前置水箱的多个二级喷头。其中，所述二级前置水箱与所述出水管连接，且所述二级前置水箱在工作过程中保持充水状态；所述二级前置水箱的所述二级喷头与所述一级喷头正交设置，实现周向环绕地向火箭发动机喷射的燃气流进行喷水降噪。

在一个实施例中，所述二级喷头与所述二级前置水箱连接端设有第二气动球阀；通过调控所述第二气动球阀控制所述二级喷水系统的开关。

在一个实施例中，所述二级喷头为可拆卸设置于所述二级前置水箱的蘑菇头喷嘴。

在一个实施例中，所述净化水池设置于所述蓄水池内，且所述净化水池的底面标高高于所述蓄水池的底面标高；所述蓄水池靠近底部的位置还设有排污管。

本实用新型提出的一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统，不但可以实现降噪，同时也可以实现降温。有效地利用了导流槽的结构形式，通过设计导流槽、蓄水净化池、净化水池的底面标高不同，可以实现回收、蓄水、再使用的目的，明显节约了水资源，降低了成本。

本实用新型提出的水循环可复用喷水降噪系统，可以将用于为火箭发射降温降噪的废水储存、回收和净化，并将净化后的水充入总水箱，继续用于火箭发射过程的降温降噪。而且本实用新型提出的水循环可复用喷水降噪系统的应用范围很广，不但可以根据不同型号尺寸的火箭调整一级喷水系统和二级喷水系统的高度和角度，进而改变水流的喷射范围，保证降温降噪达到最理想效果。还可以控制喷水系统的出水流量，使其能够适应不同发射功率的火箭降温降噪要求。

在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例的喷水降噪系统的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的A位置的放大图。

图3是本实用新型实施例的水循环系统第一方向的结构示意图。

图4是本实用新型实施例的水循环系统第二方向的结构示意图。

图5是本实用新型实施例的第一喷水系统的工作示意图。

图6是本实用新型实施例的喷水降噪系统的整体结构截面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

参见图1、图2，本实用新型提供了一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统。该水循环可复用喷水降噪系统包括：总水箱1、一级喷水系统2、二级喷水系统3和水循环系统4。总水箱1设置于发射场坪的塔架上，其下端设有出水管11和进水管12。其中，出水管11分别与一级喷水系统2和二级喷水系统3连接，用于分别为一级喷水系统2和二级喷水系统3供水，进而实现对火箭发射过程的降噪。进水管12与水循环系统4连接，用于将经过水循环系统4回收的水充装至总水箱1，以进行再次利用。为了保证一级喷水系统和二级喷水系统的喷水压力符合要求，可以将总水箱1设置于高度约60米的塔架13上。如此设置，还可以避免阻碍火箭的转运及起竖，为火箭运输保留充分的空间。

在上述实施例中，一级喷水系统2设置于导流槽上端的导流孔基座内，通过出水管11与总水箱1连接，二级喷水系统3设置于发射台体，且保证二级喷水系统3位于一级喷水系统2的上方。本实用新型实施例的水循环可复用喷水降噪系统无需在发射平台外利用桁架搭建一套喷水降温、降噪系统，而是充分利用台体内部(导流孔基座)及其周边空间结构，在台体内部形成一级喷水系统，在台体处形成二级喷水系统，充分发挥发射平台自身结构的集成功能，实现多级喷水降温降噪。本申请的降噪系统，避免了外部复杂的结构，利用了现有的发射平台实现火箭发射过程中的降温降噪，显著地降低了发射成本，同时提高了对发射平台的保护力度。

在上述实施例中，二级喷水系统3和一级喷水系统2上下正交布置，且可以根据喷水强度和总喷水流量调整喷水系统，实现周向环绕对火箭发动机喷射的燃气流进行降温降噪，同时将消耗的水收集回收至水循环系统。

本实用新型实施例的水循环可复用喷水降噪系统，可以利用一级喷水系统和二级喷水系统喷出的水为火箭发射过程进行降温、降噪，且喷射出的大部分水被收集于水循环系统中。水循环系统通过进水管与总水箱连接，将使用过的水至少部分循环回收至所述总水箱，总水箱再通过出水管循环持续向一级喷水系统和二级喷水系统供水，用于持续为火箭发射过程降温、降噪，从而实现水循环后的多次利用，减少了水资源的消耗，大幅降低了用水成本。

同时参见图3和图4，在一个实施例中，水循环系统包括通过连通管依次连接的导流槽41、蓄水池42和净化水池43，以及设置于净化水池43内的水泵431，水泵431通过进水管12与总水箱1连接。为便于收集导流槽41内的积水，可以将蓄水池42底面标高低于导流槽41底面设置，如此还可以避免蓄水池内的水反流至导流槽。进一步地，为了避免净水池43内的水回流至蓄水池42，可以将蓄水池42与净化水池43的连通管设置于远离蓄水池42底面的位置，保证流入净化水池43的水是在蓄水池42内经过沉淀的可再次利用的水，可以通过水泵431充装至总水箱1。

本实用新型实施例的水循环可复用喷水降噪系统，有效的利用了导流槽的结构形式，不仅可以收集雨水，同时也可以收集为火箭发射降噪时消耗的水。通过利用导流槽、蓄水池和净化水池的位置关系，可以真正实现废水回收、蓄水和循环再使用的目的，符合绿色环保、节约资源的设计理念。

同时参见图2和图5，在一个实施例中，一级喷水系统2包括设置于导流孔基座内的一级管路21，以及设置于一级管路21的多个一级喷头22。其中，一级管路21与出水管连通，至少两排一级喷头22相对设置于一级管路21，用于从火箭的两侧对火箭9的发动机端进行降温、降噪。对火箭发射进行降温、降噪的过程中，一级喷头喷射消耗的水蓄积于导流槽底部，并通过导流槽与蓄水池的连通管进入蓄水池内。

本实用新型实施例的水循环可复用喷水降噪系统，通过在与出水管连通的一级管路上设置至少两排相对设置的一级喷头，且一级喷头环绕火箭9的发射端设置，从而可以更好的为火箭发射进行降温降噪防护。

在上述实施例中，为了保证一级管路中的两段管路能够横跨导流槽设置，一级管路21可以设计为矩形。或者，一级管路可以设计为其他形状，保证其中的两端管路横跨导流槽41设置即可。一级喷头22并排对向设置于一级管路21横跨导流槽41的两段管路上，从而可以实现一级喷头将火箭9发动机端环绕进行喷射，提升了火箭发射过程的降温、降噪效果。

在上述实施例中，一级喷头22的仰角角度和喷嘴直径可以根据实际需求进行调整。

继续参见图2，在一个实施例中，一级管路21与出水管11连接端设有第一气动球阀，通过调整第一气动球阀可以控制一级喷水系统的开关。本实用新型实施例的水循环可复用喷水降噪系统，通过在一级管路接口与出水管管口连接的位置设置气动球阀，在火箭发射前可以通过调控气动球阀来控制喷水系统的开闭。通常情况下，一级管路在导流孔基座内的部分为未充水状态，可以在发射前调控气动球阀使空管路充水，并通过一级管路和一级喷头向火箭发射端喷水进行降温降噪，降温降噪过程中消耗的水大部分蓄积于导流槽底部，并通过导流槽与蓄水净化池的连通管进入蓄水净化池内。

在一个实施例中，一级喷头可拆卸设置于一级管路，如此，即方便替换其他型号的喷头也便于维修。一级喷头根据降噪要求可以设置相应的仰角，进而可以保证对火箭发射的喷水面积最大、降温降噪效果更好。例如，可以根据发射台台面上不同防护区域的结构特点选择不同仰角的一级喷头，从而可以实现多角度高效率的降温降噪，使其满足发射台上不同位置的喷水热防护要求，保证降温降噪达到最理想效果。

继续参见图2和图6，在一个实施例中，二级喷水系统3包括相对设置于发射台体的两个二级前置水箱31，以及设置于二级前置水箱31的多个二级喷头32。其中，两个二级前置水箱31间隔导流槽41分别设置于发射台体，且分别与出水管11连接。为了优化系统的结构和布局，两个二级前置水箱31可以通过管路连接，并将其中一个二级前置水箱与出水管11连接即可。

其中，为了保证火箭起飞后二级喷水系统可以瞬时达到喷水强度峰值的要求，可以使两个二级前置水箱31在工作过程中保持充水状态。需要特别说明的是，设置于二级前置水箱31的二级喷头32与一级喷头22正交设置，且二级喷头32的高度明显高于一级喷头22，从而实现周向环绕地向火箭的发动机喷射的燃气流进行喷水降噪。一级喷头22和二级喷头32喷射的水为火箭发射过程进行降温、降噪，其中大部分水被回收至导流槽41，并被逐步净化、循环、回收至总水箱。

本实用新型提出的水循环可复用喷水降噪系统，通过设置于台体内部的一级喷头在火箭发射瞬间实现对发射平台及其周围空气的降温，并抑制发动机噪声。随着大型火箭发射起飞高度不断增加，箭体燃气流产生的高声噪声声源随着火箭上移，设置于台体的二级喷水系统发挥作用，通过设置于高位的二级喷头抑制高位燃气流的噪声，同时与一级喷水系统共同实现对发射平台及其周围空气的降温。

在一个实施例中，为了便于控制二级喷头32的启动和关闭，可以在二级喷头32与二级前置水箱31连接端设置第二气动球阀，并通过调控第二气动球阀控制二级喷水系统的开关，进而控制二级喷头32的开关。

在一个实施例中，二级喷头是一种可拆卸设置于二级前置水箱的蘑菇头喷嘴，且该蘑菇头喷嘴采用单出水口形式，其喷嘴直径可以根据降噪要求进行调整。进一步地，为了适应不同规格尺寸的火箭发射降噪要求，二级喷头的高度可以调整，从而可以更好的保护发射台周围的设备。

同时参见图3和图4，在上述任意一个实施例中，为了可以有效避免蓄水池42内的污水进入净化水池43，可以将净化水池43设置于蓄水池42内，且保证净化水池43的底面标高高于蓄水池42的底面标高。例如，可以将净化水池43设置于蓄水池42的角落。与此同时，还也可以在蓄水池42靠近底部的位置设有排污管421，保证可以及时的将污水排出。

为了增大水循环可复用喷水降噪系统的适用范围，上述实施例中提到的管道及喷头的大小、数量及尺寸均可以按需调整。

以上实施例可以彼此组合，且具有相应技术效果。

本实用新型提出的水循环可复用喷水降噪系统，可以将用于为火箭发射降温降噪的废水储存、回收和净化，并将净化后的水充入总水箱，继续用于火箭发射过程的降温降噪。而且本实用新型提出的水循环可复用喷水降噪系统的应用范围很广，不但可以根据不同型号尺寸的火箭调整一级喷水系统和二级喷水系统的高度和角度，进而改变水流的喷射范围，保证降温降噪达到最理想效果，还可以控制喷水系统的出水流量，使其能够适应不同发射功率的火箭降温降噪要求。

本实用新型提出的一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统，不但可以实现降噪，同时也可以实现降温。本实用新型有效地利用了导流槽的结构形式，通过设计导流槽、蓄水净化池、净化水池的底面标高不同，可以实现回收、蓄水、再使用的目的，明显节约了水资源，降低了成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于火箭发射的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，包括：

总水箱，设置于发射场坪的塔架上，其下端设有出水管和进水管；

一级喷水系统，设置于导流槽上端的导流孔基座内，通过所述出水管与所述总水箱连接；

二级喷水系统，设置于发射台体，且位于所述一级喷水系统的上方，通过所述出水管与所述总水箱连接；

水循环系统，通过所述进水管与所述总水箱连接；将使用过的水至少部分循环回收至所述总水箱；

所述总水箱通过所述出水管向所述一级喷水系统和所述二级喷水系统供水，用于控制火箭发射时的噪声源和为发射台降温；经所述一级喷水系统和所述二级喷水系统喷出的水大部分被收集于所述水循环系统中，并利用所述进水管将水回收至所述总水箱，以实现水循环复用。

2.根据权利要求1所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述水循环系统包括通过连通管依次连接的导流槽、蓄水池、和净化水池，以及设置于净化水池内的水泵；所述水泵与所述进水管连接；

其中，所述蓄水池底面标高低于所述导流槽底面，以便于收集所述导流槽内的积水；所述蓄水池与所述净化水池的连通管设置于远离所述蓄水池底面的位置，以保证流入所述净化水池内的水经过沉淀、无杂质。

3.根据权利要求2所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述一级喷水系统包括设置于导流孔基座内的一级管路，以及设置于所述一级管路的多个一级喷头；其中，至少两排所述一级喷头相对设置，用于从火箭尾部的两侧形成水墙，降温降噪。

4.根据权利要求3所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述一级管路呈矩形设置，所述一级喷头并排对向设置于所述一级管路横跨所述导流槽的两段管路。

5.根据权利要求3所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述一级管路与所述出水管连接端设有第一气动球阀；通过调整所述第一气动球阀控制所述一级喷水系统的开关。

6.根据权利要求3所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述一级喷头可拆卸设置于所述一级管路，且所述一级喷头根据降噪要求设有相应的仰角。

7.根据权利要求3所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述二级喷水系统包括相对设置于发射台体的两个二级前置水箱，以及设置于所述二级前置水箱的多个二级喷头；

其中，所述二级前置水箱与所述出水管连接，且所述二级前置水箱在工作过程中保持充水状态；所述二级前置水箱的所述二级喷头与所述一级喷头正交设置，实现周向环绕地向火箭发动机喷射的燃气流进行喷水降噪。

8.根据权利要求7所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述二级喷头与所述二级前置水箱连接端设有第二气动球阀；通过调控所述第二气动球阀控制所述二级喷水系统的开关。

9.根据权利要求8所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述二级喷头为可拆卸设置于所述二级前置水箱的蘑菇头喷嘴。

10.根据权利要求2至9任一项所述的水循环可复用喷水降噪系统，其特征在于，所述净化水池设置于所述蓄水池内，且所述净化水池的底面标高高于所述蓄水池的底面标高；所述蓄水池靠近底部的位置还设有排污管。

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