[發明專利]一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統及方法

在審

• 申請號: 201410723817.1
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104502108A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 吳志堅;楊寒;劉克研;馮飛;張海濤;李建新;李井祿;劉瑞敏;張家仙
• 申請（專利權）人: 北京航天試驗技術研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統及方法，屬于航天試驗技術領域。

背景技術

液氧煤油發動機是我國目前正在研制的新一代可重復使用的液體火箭發動機，發動機在點火前需進行燃料腔煤油充填，充填過程是首先對發動機燃料腔進行抽空，之后打開箭上貯箱與燃料腔之間的隔離閥門進行煤油過流。已有的充填系統對燃料腔抽空采用氮氣引射的方法，其工作原理是利用噴管高速噴射氮氣在噴管出口形成射流，產生卷吸作用，噴管出口周圍的氮氣不斷地被抽吸走，使吸附腔形成一定真空度，該法缺點是需配置相應的龐大的供配氣系統，系統復雜，耗氣量大，可靠性低，只能在特定的場所進行試驗，便攜性和通用性較差，尤其是不適用于發射場地飛行試驗的要求。本發明考慮充填工藝要求并結合試驗臺場地有限等現實條件，設計了一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，該系統采用機械真空泵進行抽空的方式，真空泵與燃料腔之間設有緩沖容器用于穩定真空度及收集過流時產生的煤油。真空泵與緩沖容器均放置在裝有萬向輪的小車上，使用時推至現場指定位置進行固定，試車結束后可將其從現場移出。

燃料腔煤油充填過程應合理設計充填流程，保證煤油充填充分，避免有氣泡混入，使充填效果不好而影響發動機啟動性能，從而影響發動機點火過程的工作穩定性和可靠性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統及方法。

1、一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，包括抽空設備、測量儀表、緩沖容器、管路及閥門，所述抽空裝置通過管路及閥門與緩沖容器相連接，所述緩沖容器通過管路及閥門與箭地抽空接口連接，所述測量儀表與管路及后端計算機連接；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于所述抽空裝置使用機械真空泵(1)，其型式可以是旋片式真空泵、往復式真空泵、分子泵或羅茨泵；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述緩沖容器(19)有效容積為0.5～2.0m³，用于穩定系統真空度并收集充填、過流過程產生的煤油；

根據權利要求1所述一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述觀察窗材質可以為石英、玻璃或者有機玻璃，觀察窗旁設有攝像機，可以遠程監控觀察煤油過流情況；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述測量儀表包括壓力真空表(7)及真空傳感器(5)，可實時對系統壓力進行監測；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述管路材質為06Cr19NI10，通徑可以是DN6、DN10、DN15、DN20、DN25或DN32；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述遠控閥I(3)和遠控閥II(9)的控制型式可以是電動、氣動或電磁，所述手閥的類型可以是手動球閥、手動截止閥、手動擋板閥；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征在于：所述手閥III(8)、手閥VII(16)用于增壓，所述手閥VIII(17)用于壓力卸除，手閥VI(15)、手閥IX(18)用于煤油排放；

如權利要求1所述的一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填系統，其特征?在于：所述真空泵和緩沖容器分別放在平板車I(20)和平板車II(21)上，平板車裝有萬向輪，方便設備定位，使用時推至現場指定位置進行固定，試車結束后可將其從現場移出。

2、一種移動式液氧煤油發動機燃料腔充填方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)充填前先檢查系統，保證所有閥門處于關閉狀態，打開手閥IV(10)；

2)調節增壓手閥III(8)前的壓力至P₁，打開增壓手閥III(8)，將緩沖容器(19)增至一定壓力P₂并維持一定時間t₁，觀察壓力真空表讀數變化情況并對螺紋連接處用皂泡進行氣密檢查保證合格；

3)打開手閥II(6)，開始真空數據采集，打開遠控閥I(3)，啟動真空泵(1)，將緩沖容器(19)抽至指定真空度P₃；

4)打開燃料腔箭地抽空連接閥門，打開遠控閥II(9)，手閥V(12)，將燃料腔抽至所需真空度P₄并保持抽空時間不少于t₂；