[發明專利]一種針對重復使用發動機試驗的氧氣供應系統有效

申請號：	201310403289.7	申請日：	2013-09-06
公開（公告）號：	CN103486437A	公開（公告）日：	2014-01-01
發明（設計）人：	俞南嘉;戴健;蔡國飆	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	F17C7/04	分類號：	F17C7/04;F17C13/02;F17C13/04;F17D1/02;G01M15/02
代理公司：	北京永創新實專利事務所 11121	代理人：	趙文穎
地址：	100191***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種針對重復使用發動機試驗氧氣供應系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種液體火箭發動機試驗的氧氣供應系統，屬于航天發動機技術領域，具體來說，是一種具有安全系數高，調控精度高，能實現遠程控制性能的氧氣供應系統。

背景技術

目前在重復使用航天發動機試驗領域，要求供應系統能夠長時間多次的進行推進劑供給。推進劑供給系統的實現是成功進行發動機試驗的保障，其中氧化劑供應系統的設計是一項重要的內容。氧氣作為一類常用的氧化劑，在發動機推進劑領域占有重要的地位。在發動機試驗過程中，氧氣的供給維持在高壓的狀態，此時氧氣具有強氧化性，在高速流動的過程中，容易與管路中的油污，酯類物質摩擦發生自燃，從而發生試驗危險，因此氧氣供應系統成為了試驗整體系統設計中的一項難點。

目前國內在進行設計氧氣試驗系統的過程中，有些直接使用氧氣瓶組來對高壓氧氣儲罐進行供氣，由于對高壓氧氣流速有較高的限制條件（具體可參照《氧氣站設計規范》GB50030-2007），這樣直接供給的方式容易發生危險和浪費低壓氧氣。對于試驗系統主供給管路中減壓器的調節，目前通用的做法是將減壓器直接放在配氣臺中，通過手動來調節減壓器的出口壓力值，由于需要操作人員在配氣臺進行工作，這樣造成了人員與試驗工質的直接接觸，對于操作人員的安全形成了一定的威脅。對于氧氣流速的控制，目前也是一項比較重要的問題所在。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述出現的問題，提出了一種安全系數高，能夠精確控制試驗系統參數的氧氣供應系統，為安全進行重復使用發動機試驗提供了一個可行的方案。

本發明是一種針對重復使用發動機試驗的氧氣供應系統，包括氧氣來源系統、氧氣輸運系統和配氣臺。

本發明的優點在于：

（1）本發明的氧氣來源系統中，采用了通過液氧汽化的方法來制備氧氣的過程，提高了液氧原料的利用率。通過壓力傳感器的實時監控，實現了整個過程的安全進行；

（2）本發明氧氣輸運系統中，關于控制氧氣管路的流速做了一些措施，采用兩個氣動截止閥并聯的方式，其中一個口徑較小的氣動截止閥先行打開，充當先導閥的功能。建立大口徑氣動截止閥兩端壓強的平衡，再打開大口徑的氣動截止閥，這樣可以對降低高壓氧氣流速有比較好的效果；

（3）本發明氧氣輸運系統中，采用了三條主路和一條點火路的方案。可以根據試驗的要求來合理的選用管路組合。這樣充分的提高了管路系統的利用率，防止了單條管路適應不同試驗要求而導致的調控精度較低的缺點；

（4）本發明氧氣輸運系統中，減壓器的調節方式采取了目前較為先進的遠程調控方式，通過配氣臺中的副減壓器對主供應管路中的減壓器進行調節，兩者的出口壓力值為一一對應，呈比例放大。這樣可以實現了操作人員與試驗工質遠離，保障試驗人員安全；

（5）本發明氧氣輸運系統中，采用兩道氣動截止閥對管路進行調控，能夠充分的對系統中的參數進行測量和控制。在兩道閥門之間安裝壓力表和壓力傳感器來測量壓力大小，安裝音速噴嘴來控制管路的流量大小，氣動減壓器來控制管路中的壓力的大小。這樣的排列方式可以極大的提高系統的可控性能；

（6）本發明氧氣輸運系統中，采用了在壓力表前端加手動截止閥的方案，這樣可以提高系統設備可拆卸性能；

（7）本發明氧氣輸運系統中，在其關鍵的部位設置了過濾器裝置，保證了供氣源的潔凈度處于較高的狀態；

（8）本發明氧氣輸運系統中，采用兩道吹除氣體的流程操作，極大可能的將系統內部試驗完畢后殘留的氧氣介質進行了吹除；