[發明專利]全彈性微小流量測量裝置之管路結構

無效

• 申請號: 200910080551.2
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101509798A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 湯海濱;張莘艾;施陳波;訾振鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01F1/76
• 分類號: G01F1/76;G01M15/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明涉及一種全彈性微小流量測量裝置之管路結構，具體涉及無水肼推進劑安全操作、使用以及微小流量測量技術領域。

背景技術：

液體微小流量測量技術被廣泛應用于多種領域，也是航天領域某些發動機研制與應用中的關鍵、難點技術。

小功率電弧加熱發動機被廣泛應用于同步衛星和中低軌道衛星的位置保持、軌道控制等任務。為配合以N₂H₄為推進劑電弧加熱發動機的研制，研制了一套適用于N₂H₄流量測量的全彈性穩態稱重法微小流量測量裝置，該套裝置可以滿足以N₂H₄為推進劑小功率電弧加熱發動機10mg/s～60mg/s推進劑流量測量的要求。

然而，肼是一種具有類似氨臭味的無色透明液體，具有很強的吸濕性，易揮發并且蒸汽與大氣中水結合會產生白色煙霧。肼具有很強的還原性，與許多具有氧化性的化學物質反應都會產生劇烈的反應，與鐵銹等物質接觸后劇烈反應并釋放大量熱量。同時，肼為II級高度危害毒物，對人體具有很大的傷害性。管路中的肼在電火花作用下會產生爆炸現象，因此要求肼推進劑供給管路除了具備推進劑加注、供給等常規功能外，還需要具備對管路內推進劑吹除、清理的功能，壁面管路設計中存在盲管和管路積存推進劑的現象。在具體使用過程中謹慎操作、使用，務必保證使用安全性。

為此，根據肼自身的特點與流量測量系統的功能要求，全彈性穩態稱重法微小流量測量系統采用了一種全新的管路布置方式。該管路布置方式能夠實現流量測量裝置中推進劑加注、推進劑回吹、推進劑供給、推進劑貯箱增壓、貯箱放氣等功能，既實現了對肼的正常操作也實現了對管路內肼推進劑處理的功能，提高了對肼操作的安全性；并且采用具有良好彈性的不銹鋼細管作為貯箱與流量測量系統支撐架之間的連接管路，避免了非彈性連接管路對微小流量測量的誤差影響。

創新性的布管方式，使流量測量裝置具有良好的使用功能性，保證測得液體推進劑微小流量，同時提高肼在使用中的安全性。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種全彈性微小流量測量裝置之管路結構，以創新性設計的管路布置方式，實現了全彈性穩態稱重法微小流量測量裝置肼推進劑加注、推進劑回吹、推進劑供給、貯箱增壓、貯箱放氣等功能。具體使用中可以通過相關操作，實現肼這一有毒、易揮發危險液體的安全操作；所設計的彈簧狀不銹鋼細管，可以有效解決常規流量測量系統中非彈性連接管路對于流量測量所產生的誤差。該套流量測量系統中獨特的管路布置方式，解決了N₂H₄小功率電弧加熱發動機微小流量供給與測量的功能需求，同時大大提高了肼使用過程中的安全性。

本發明的技術方案如下：

本發明一種全彈性微小流量測量裝置之管路結構，由推進劑加注管路、推進劑供給管路、貯箱增壓管路、回吹氣體管路、貯箱放氣管路以及相應的管路控制閥門組成。

推進劑加注管路的功能是將存儲于中轉容器中的肼推進劑加注到推進劑貯箱內，以備試驗中使用。推進劑加注管路的一端與暫時存儲推進劑的中轉容器相連，另一端與推進劑貯箱連接，在推進劑加注管路上設置有用于管路開關控制的貯箱加注閥門。

推進劑供給管路的功能是將貯箱內的推進劑供給給發動機。推進劑供給管路通過一推進劑管路彈性彎管與推進劑貯箱連接，且與推進劑加注管路共用一個接口，在推進劑供給管路上設置有用于控制推進劑供給管路開關與功能轉換的液體閥門。

貯箱增壓管路的功能是向推進劑貯箱輸入增壓氣體，用以擠壓推進劑貯箱內的推進劑實現對發動機推進劑供給。貯箱增壓管路的一端與增壓氣體氣源相連，另一端通過一增壓氣體管路彈性彎管與推進劑貯箱相連，在貯箱增壓管路上設置有用于控制貯箱增壓管路開關的貯箱增壓閥門；其中，在貯箱增壓管路上進一步設置有一壓力傳感器，通過貯箱增壓傳感器管路與貯箱增壓管路上的貯箱增壓管路四通連接器相連；在貯箱增壓傳感器管路上設置有用于控制貯箱壓強傳感器開關的貯箱增壓傳感器管路控制閥門。

回吹氣體管路的功能是通過回吹氣體將推進劑加注過程中，推進劑加注管路內的推進劑一部分吹進推進劑貯箱，另一部分回吹到推進劑中轉容器中，保證推進劑加注管路在使用完畢后管內不會存在大量積存推進劑。回吹氣體管路一端連接外部的氣源，另一端連接貯箱加注管路，在回吹氣體管路上設置有控制回吹氣體管路開關的回吹閥門。