[發明專利]一種用于發動機羽流試驗研究的清潔真空系統及其抽真空復壓方法

無效

• 申請號: 201110201127.6
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102359859A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 蔡國飆;凌桂龍;王文龍;李曉娟;黃本誠;張國舟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M15/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于發動機真空科學技術領域，本發明涉及一種用于真空容器的真空系統設計， 具體是一種用于發動機羽流試驗研究的清潔真空系統及其抽真空復壓方法。

背景技術

羽流效應問題研究的一個重要前提是保證羽流氣體的快速吸附，使得環境真空度能夠達 到規定的指標。

目前，國內還沒有專門用于發動機羽流試驗研究的真空環境模擬設備，KM4、KM6等空 間環境模擬設備主要用于研究靜態或低速氣體的衛星等熱真空試驗研究，對靜態或低速氣體 有較好的抽速，而發動機羽流試驗主要用于研究動態的高溫、高速羽流氣體的流場分布、污 染測量等特性，因而KM4、KM6等環境模擬設備無法有效的進行發動機羽流效應的地面試 驗研究。國外專門用于此方面研究的僅有德國宇航中心(Deutsches?Zentrum?für?Luft-und? Raumfahrt，簡稱DLR)的STG真空羽流試驗系統，其罐體直徑為3.3m，長度為7.6m，可保 證0.5N發動機(質量流量0.2g/s，試驗介質常溫氮氣)連續工作時，維持壓力小于10^-3Pa。

STG真空羽流試驗系統存在自身的缺點，即艙體體積小、羽流試驗范圍有限，對于流量 2g/s以上的發動機羽流試驗，無法維持10^-3Pa以下高的動態真空度，不能有效模擬各種流量 的發動機在真空中的真實工作情況。同時由于其系統抽速大小無法調節，不能通過改變抽速 大小來獲取滿足發動機羽流試驗要求的各種真空度。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種新型的專門用于發動機羽流試驗研究的清 潔真空系統，一種用于發動機羽流試驗研究的清潔真空系統及其抽真空復壓方法，該清潔真 空系統可根據發動機流量大小獲取羽流試驗要求的各種真空度，系統清潔無污染、系統抽速 大小可調、系統工作模式多樣、容器抽真空過程及復壓過程安全可靠、低溫泵液氮供應系統 流量可自動調節、低溫泵預抽、預冷及再生方便快捷，上述技術問題的解決增加了真空羽流 效應試驗系統運行的清潔性、可靠性、實用性和經濟性。

本發明提出一種用于發動機羽流試驗研究的清潔真空系統，包括低真空系統、低真空液 氮冷阱系統、高真空系統、高真空液氮冷阱系統、低溫泵液氮供應系統A、低溫泵液氮供應 系統B、空氣復壓系統、氮氣復壓系統、液氦熱沉、液氮熱沉和羽流吸附泵。

低真空系統包括羅茨泵機組A和羅茨泵機組B；羅茨泵機組A包括螺桿泵A、蝶閥A、 電阻規A、電磁閥A、羅茨泵A、蝶閥C和插板閥A；羅茨泵機組B包括螺桿泵B、蝶閥B、 電阻規B、電磁閥B、羅茨泵B、蝶閥D和插板閥B；低真空系統還包括電磁閥C、電阻規C 和插板閥C；螺桿泵A順次通過蝶閥A、電阻規A、電磁閥A、羅茨泵A與插板閥A相連接； 螺桿泵B順次通過蝶閥B、電阻規B、電磁閥B、羅茨泵B與插板閥B相連接；插板閥A、 插板閥B通過三通與低真空液氮冷阱系統的液氮冷阱A的入口相連接，液氮冷阱A出口通過 管道連接插板閥C后與真空容器相連接，在插板閥C與液氮冷阱A的出口之間連接有電阻規； 且在插板閥A、插板閥B與液氮冷阱A的入口之間設置有電磁閥C；羅茨泵A、羅茨泵B均 配有旁路管道，旁路管道上分別安裝有蝶閥C、蝶閥D，在螺桿泵A、螺桿泵B單獨工作時 使氣體不流經羅茨泵A和羅茨泵B。