[發明專利]一種液氧/煤油發動機試驗供氣系統

在審

• 申請號: 201511024026.0
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105604738A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 薛寧;秦永濤;李榮;蘇紅芳;董紅兵;宋陽;朱小剛
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;F02K9/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

技術領域

本發明專利屬于航空、航天技術領域，涉及一種液氧/煤油發動 機試驗供氣系統。

背景技術

液體火箭發動機地面試驗是考核發動機性能、驗證設計方案合理 性、驗收發動機的重要手段，是保證發動機研制定型和成功飛行的重 要一環，其主要目的是驗證設計的可行性、工藝的可靠性以及考核 測試方法，并對發動機或組合件的性能和加工質量做出評價。為了 保證液體火箭發動機地面試驗所用各類功能用氣要求，需要建立供氣 系統，按相關要求提供不同壓力、不同流量的氣源。供氣系統主要包 括氣源、氣體生產單元、氣體輸送單元以及氣體配氣單元，氣源的氣 體經過上述三個單元最終進入發動機，滿足發動機泵隔離腔吹除、發 動機強吹/弱吹、提供發動機控制氣源用氣、發動機液氧的預冷排放、 氧蒸發器系統的吹除及排放、煤油充填抽真空、脈動冷卻水(液)供 應、產品回溫、試后處理等需求。

考慮到各類氣源用氣量不同，且氣源壓力要求不同，為了保證氣 源干凈，無多余物，且高效控制各路氣源，為此建立供氣系統，將高 壓氣體貯存系統輸送來的高壓氮氣和氦氣進行按需減壓和合理分配， 通過閥門、減壓器、過濾器、流量計、管道等設備安全地輸送到各個 用氣接口，最終保證各類氣源滿足試車要求。

由于液氧/煤油火箭發動機試驗配氣工序繁多、管道數量大、接 口形式多樣，多余物控制變得尤為重要，列為液體火箭發動機地面試 驗的關鍵過程。特別是在發動機啟動前、工作過程中、關機后均需要 試驗系統對多處發動機關鍵部位進行吹除與充氣，如果不能嚴格控制 多余物，易引起試車過程發動機內部燃燒不均勻、零部件磨損加劇、 閥門開啟關閉異常發動機點火堵塞與異常，進而引起重要零部件如渦 輪泵等提前失效、損壞，甚至異常關機，造成試驗最終失敗。

發明內容

為了解決背景技術中問題，本發明提供了一種源頭開始控制氣體 純度，避免多余物進入發動機內部，保證液氧/煤油發動機地面試驗 的成功的液氧/煤油發動機試驗供氣系統。

本發明的具體技術方案是：

本發明提出了一種液氧/煤油發動機試驗供氣系統，包括液氮氣 源、氣體生產單元、多個氣體輸送單元以及多個氣體配氣單元；其特 征在于：所述氣體生產單元的一端與液氮氣源連通，另一端分別與多 個氣體輸送單元連通；每一個氣體輸送單元分別與多個氣體配氣單元 連通；

氣體生產單元依次設置有液氮泵、汽化器、第一級配氣板；所述 液氮氣源與液氮泵之間安裝第一過濾器；液氮泵與汽化器之間、汽化 器與第一級配氣板之間以及第一級配氣板與每個氣體輸送單元之間 均設置有第二過濾器；

每個氣體輸送單元均包括依次連通的氣瓶、第二過濾器、第二級 配氣板以及第三過濾器；

每個氣體配氣單元均包括依次連通的第三過濾器、第三級配氣板 以及第四過濾器。

該系統的過濾精度逐級遞增，濾網目數為第一過濾器的濾網為 100μ(網孔大小)，第二過濾器的濾網為40μ(網孔大小)，第三 過濾器的濾網為14μ(網孔大小)，第四過濾器的濾網為5μ(網孔 大小)。

由于第四過濾器安裝在供氣系統的最末端，濾網由于精度較高， 因此強度較弱，因此，第四過濾器的濾網上均包覆有金屬絲網，金屬 絲網的網孔大小為100μ。

為了進一步的保證系統過濾精度，上述第四過濾器依次設置有三 組，最后一個第四過濾器的的金屬絲網外表面包覆麂皮。

其中，第一級配氣板用于將降低從氣體生產單元氣體入口至氣體 出口的壓力大小；第二級配氣板將每一個氣體輸送單元的氣體分別輸 送給其對應設置的多個氣體配氣單元；所述第三級配氣板用于控制每 一個氣體配氣單元氣路的通斷。

本發明的優點在于：

1、本發明采用在氣體生產單元、多個氣體輸送單元以及多個氣 體配氣單元多個不同功能配氣板和過濾器，具有分層逐級控制特點， 并且實現冗余控制目的，增加系統可靠性，實現了從源頭開始控制氣 體純度，避免多余物進入發動機內部，保證液氧/煤油發動機地面試 驗的成功。

2、本發明的系統在不同功能區設置不同目數過濾網的過濾器， 優化了供氣系統，試驗不同工位的需求，具有因地適易的特性，并且 實現了過濾精度逐級遞增，優化了過濾流程，避免某一過濾器失效造 成的損失，進一步的提高了系統的可靠性。