[發明專利]并排安放高低速泵試驗系統

有效

• 申請號: 201310075566.6
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103174636A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李家文;蔡國飆;李欣
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

技術領域

本發明涉及并排安放高低速泵試驗系統，具體涉及火箭發動機泵地面試驗系統。

背景技術

渦輪泵是火箭發動機的關鍵組件，它是由渦輪帶動泵，對液體推進劑組元進行增壓的一種聯動裝置。近十年來航天發展迅速，對泵的要求也越來越高，泵不斷向小型化和高速化發展，大多數泵在離心泵前增加誘導輪來提高泵的汽蝕性能。目前火箭上使用的渦輪泵的轉速已經達到每分鐘幾萬轉，而地面上泵的試驗系統的轉速一般在每分鐘5000轉以下，只能通過相似準則在低速下對泵進行模擬試驗，而且由于某些限制，地面試驗系統不能滿足不同工況對試驗條件的要求，如除氣不夠徹底，加熱系統在水箱內部，不易維護等。本發明中完整提出并排安放高低速泵試驗系統設計方法，提出設計中需要關注的問題，可供各種需要設計火箭發動機渦輪泵地面試驗系統的試驗臺參考。

發明內容

本發明針對泵試驗系統功能不全，提出了一種并排安放高低速泵試驗系統，能實現實驗室空間的充分利用，通過閥門的開啟和關閉，實現高低速泵試驗系統的切換，可準確控制回路中的壓力和流量，可消除水中溶解氣泡的干擾，提高汽蝕試驗精度。試驗系統設置專門的循環水溫控系統，能對系統溫度進行控制。試驗系統設計有高的可靠性和安全性。

本發明的高低速泵共用一套主管路，兩臺泵分別使用各自的電機，高速泵通過齒輪箱變速輸出高轉速，通過三通在泵前和泵后與主管路相連。泵后設有過壓保護回路，當壓力過大時，一部分水直接經安全閥流回水箱，以減小泵后回路的壓力。泵后設有除氣回路，該回路自出口管上部引一路水管接到水箱頂部，通過噴頭將水氣分離，達到除氣的目的。采用雙立式水箱，水箱中部連通，出水口和回水口在不同的水箱，減少泵前泵后不同水壓對試驗的影響。離心泵前誘導輪段采用透明殼體，通過法蘭結構與入口管路和離心泵相連，進行除氣作業時可以通過該處觀察管路中氣體情況，省去了觀察窗；進行汽蝕不穩定試驗時，可以在該處觀察誘導輪內部汽蝕情況，進行汽蝕可視化試驗。試驗系統設計專門的循環水溫控系統，能對工質進行加熱，實現對系統內工質溫度的控制，同時由于加熱裝置有專門的控溫水箱，易于進行更換和維護。

本發明中完整提出并排安放高低速泵試驗系統設計方法，提出設計中需要關注的問題，可供各種需要設計泵試驗系統的試驗臺參考。

本發明的優點在于：

（1）一套試驗系統，既有高速泵，又有低速泵，有效的利用了實驗室空間，系統涵蓋速度范圍廣，一套系統滿足高速和低速不同試驗要求；

（2）雙立式水箱的設置，出水口和回水口不在同一水箱，能盡量減少泵前和泵后水壓不同對試驗的影響；

（3）除氣管路加噴頭的設置，能有效對管路中的水氣進行分離；

（4）誘導輪處采用透明殼體，省去了在泵前設置觀察窗的麻煩，并且可以進行汽蝕可視化試驗，對誘導輪流場進行觀察。

（5）循環水溫控系統，能對系統內工質溫度進行控制，方便研究不同工質溫度下火箭發動機泵的性能；

（6）獨立的控溫水箱，能夠方便的對加熱裝置進行維護和更換。

附圖說明

圖1是本發明的試驗系統結構示意圖。

圖中：

1-第一截止閥????????????2-第十四球閥????????????3-真空泵

4-壓氣機????????????????5-第四截止閥????????????6-第五截止閥

7-第七截止閥????????????8-第九球閥??????????????9-回水水箱

10-第一浮球閥???????????11-第一噴頭?????????????12-第一安全閥

13-第一壓力傳感器???????14-第二截止閥???????????15-第三球閥

16-第一球閥?????????????17-第一液位計???????????18-第四球閥

19-水泵?????????????????20-放水口???????????????21-控溫水箱

22-加熱絲???????????????23-第二液位計???????????24-第一溫度傳感器

25-第五球閥?????????????26-第二球閥?????????????27-第六球閥

28-出水水箱?????????????29-第三截止閥???????????30-第二噴頭

31-第二浮球閥???????????32-第十球閥?????????????33-第六截止閥