[實用新型]發動機推進劑溫度調節裝置

有效

• 申請號: 201320883472.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203717161U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 何小軍;李廣會;王朋軍;向紅艷;曹明明
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: F02K9/60
• 分類號: F02K9/60
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本實用新型屬于發動機試驗領域，具體涉及發動機的熱環境模擬試驗中推進劑溫度調節裝置。

背景技術

目前，在發動機推進劑熱環境模擬試驗技術領域，加熱手段主要采用對流、傳導、輻射、感應等多種方式。由于發動機使用的推進劑比較特殊，并不能采用常用加熱方式進行溫度調節。常規發動機氧化劑主要采用四氧化二氮，該液體是一種酸性液體，與水混合會形成硝酸、亞硝酸類物質，具有極強的腐蝕性，且本身具有毒性；燃料主要采用肼類物質，該類液體具有極大的毒性，對于人體肝臟功能有很強的破壞性，若接觸時間過長或量過大，會對人體產生很大的傷害。

在發動機試驗領域，對于推進劑的加熱，通常采用保溫法、熱水平衡法等溫度調節方式。前者由于受環境因素影響較大，并不能對推進劑溫度進行大范圍的調節；后者由于需要的換熱時間較長，常常需要耗費較大的人力物力，但對于推進劑的加熱效果明顯，且只要保持熱水溫度不發生變化就可以容易維持穩定，因此較常采用。

在發動機熱環境試驗中，要求對推進劑進行高達80℃的加熱，且根據試驗工況的不同，需要實現推進劑溫度在20℃～80℃之間快速調節。由于發動機試驗的特殊性，常常需要在規定時間內完成發動機試驗考核任務，而目前采用的熱水平衡法很難在短時間內實現推進劑溫度的調整，當發動機在試車狀態下維持時間過長，受推進劑浸泡的連接口處會產生密封件腐蝕現象，造成推進劑泄漏，嚴重威脅試驗任務的安全性。

此外，由于發動機推進劑自身的特殊性，當溫度升高時其飽和蒸汽壓會快速上升，以氧化劑四氧化二氮為例，在80℃時其飽和蒸汽壓達到了1.23MPa，在如此高溫條件下，若推進劑自身壓力不高，便會產生推進劑蒸汽，推進劑蒸汽在管路中夾雜供應至發動機燃燒室后，很容易引起發動機工作不穩定，嚴重時會使發動機噴管喉部燒穿，從而導致試驗失敗。因此在推進劑的加熱過程中必須保證推進劑壓力大于在該溫度下的飽和蒸汽壓，以保證推進劑一直處于液態，而傳統的熱水平衡法加熱過程漫長，且增壓加熱較難實現，很難保證發動機試驗任務的順利進行。

發明內容

為了解決現有的發動機推進劑加熱方式存在燃料毒性大、加熱過程漫長、容易產生推進劑蒸汽的技術問題，本實用新型提供一種發動機推進劑溫度調節裝置。

本實用新型的技術解決方案：

一種發動機推進劑溫度調節裝置，其特殊之處在于：包括控制器、加熱組件、換熱容器以及溫度采集組件，所述加熱組件包括加熱容器、設置在加熱容器內的加熱裝置，所述加熱容器的出口與換熱容器的加注口連通，所述換熱容器的出口通過循環水泵與加熱容器連通，盛放推進劑的貯箱放置在換熱容器內，所述溫度采集組件包括第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器設置在換熱容器內，用于感應換熱容器內的溫度，所述第二溫度傳感器設置在加熱容器內，用于感應加熱容器內的溫度，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出端均與控制器連接，所述控制器控制加熱裝置的啟停。

還包括壓力調節組件，所述壓力調節組件包括氣墊箱以及調壓截止閥，所述氣墊箱的出口通過調壓截止閥與貯箱連通。

還包括排放組件，所述排放組件包括放氣截止閥以及排放管路，所述排放管路通過放氣截止閥與貯箱連通。

上述加熱容器內盛放的加熱介質為水。

本實用新型所具有的優點：

1、本實用新型采用水浴式加熱方式，繼承傳統熱平衡法的優點，集成加熱介質的加熱、換熱、循環、自動控制功能于一體，采用閉環控制技術，可以自主調節推進劑加熱設置，滿足推進劑的快速溫度調節要求。

2、本實用新型的貯箱采用高強度鈦合金材料，利用鈦合金的優異傳熱性能和與推進劑一級相容的特性，有效保證了熱量傳遞的有效性和加熱系統的安全。

3、本實用新型將溫度調節裝置加熱組件與放置推進劑貯箱的換熱容器相隔，避免了推進劑直接與明火、電火花接觸的風險，保證了試驗系統的安全。

4、本實用新型在推進劑加熱的同時可以通過氣墊箱為貯箱內的推進劑進行增壓，規避了推進劑汽化的風險，保障了發動機試驗的順利進行。

附圖說明

圖1為發動機推進劑溫度調節裝置原理示意圖；

其中附圖標記為：1-加熱容器，2-換熱容器，3-加熱裝置，4-第二溫度傳感器，5-循環水泵，6-貯箱支架，7-第一溫度傳感器，8-氣墊箱，9-放氣截止閥，10-貯箱，11-調壓截止閥，12-加注截止閥。

具體實施方式