[發(fā)明專利]一種風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910851621.3
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110542532A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘涌;廖振洋;李理;羅義成;李賢;段金鑫;徐燕;王秀鵬;李東;劉鑒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/06
• 代理公司: 11429 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司
• 代理人: 王丹<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

本發(fā)明公開了一種風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置。該裝置包括沿氣流方向順序連接的構(gòu)成風(fēng)洞的高壓段、膜片Ⅰ、低壓段、膜片Ⅱ、喉道閥、試驗段；還包括連接在高壓段和儲氣罐之間的，從高壓段流向儲氣罐，再從儲氣罐流向高壓段的氣流回路管道，氣流回路管道上依次安裝有排氣閥、低壓壓縮機(jī)、三組并聯(lián)的儲氣罐和一臺高壓壓縮機(jī)。儲氣罐中分別保存不同純度的氦氣，使用時根據(jù)試驗所需氦氣純度選擇純度接近的儲氣罐。本發(fā)明的風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置具有簡單、高效、使用成本低的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置。

背景技術(shù)

在某些風(fēng)洞試驗中，需要使用氦氣或氦氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w作為驅(qū)動氣體進(jìn)行試驗，由于氦氣價格昂貴，有必要對氦氣進(jìn)行重復(fù)使用。目前常用的氦氣重復(fù)使用方法有兩種。一種是對試驗后的尾氣回收后采用低溫冷凝、變壓吸附、滲透膜等技術(shù)進(jìn)行純化，得到99％以上的氦氣再重復(fù)使用，這種方法回收率一般能達(dá)到90％以上，但需要較復(fù)雜的設(shè)備。另一種是試驗后的尾氣回收后再補(bǔ)充純氦來提高純度后繼續(xù)使用，這種方法適合氦氣用量較小的情況，因為隨著氦氣的不停補(bǔ)充，氣體總量會不斷增大，最終只能將存儲不下的氣體直接排放。以上兩種方法均能實現(xiàn)氦氣的重復(fù)使用，但相關(guān)裝置均存在使用成本高、容器效率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置。

本發(fā)明的風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置，其特點是：所述的裝置包括沿氣流方向順序連接的構(gòu)成風(fēng)洞的高壓段、膜片Ⅰ、低壓段、膜片Ⅱ、喉道閥、試驗段；所述的裝置還包括連接在高壓段和儲氣罐之間的，從高壓段流向儲氣罐，再從儲氣罐流向高壓段的氣流回路管道，氣流回路管道上依次安裝有排氣閥、低壓壓縮機(jī)、三組并聯(lián)的儲氣罐和高壓壓縮機(jī)；所述的三組并聯(lián)的儲氣罐包括儲氣罐Ⅰ、儲氣罐Ⅱ和儲氣罐Ⅲ，每個儲氣罐的前后均安裝有儲氣罐進(jìn)氣閥和儲氣罐排氣閥；

高壓段：容納驅(qū)動氣體的容器，驅(qū)動氣體為氦氣；

膜片Ⅰ：隔斷高壓段和低壓段，試驗時迅速破開；

低壓段：容納試驗氣體的容器，試驗氣體為氮?dú)猓?/p>

膜片Ⅱ：隔斷低壓段和試驗段，試驗時迅速破開；

喉道閥：位于風(fēng)洞喉道上，試驗前處于打開狀態(tài)，試驗時延時快速關(guān)閉；

試驗段：試驗前抽真空，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)置的真空狀態(tài)，試驗后儲存試驗尾氣；

高壓壓縮機(jī)：將儲氣罐內(nèi)的低壓氣體升壓后壓入高壓段；

排氣閥：試驗前關(guān)閉，試驗后打開；

低壓壓縮機(jī)：試驗后，將高壓段和低壓段內(nèi)的氣體升壓后存入儲氣罐；

儲氣罐Ⅰ：儲存純度為99.999％的氦氣；

儲氣罐Ⅱ：儲存純度為98％的氦氣；

儲氣罐Ⅲ：儲存純度為90％的氦氣。

所述的高壓壓縮機(jī)和低壓壓縮機(jī)均為隔膜式壓縮機(jī)。

本發(fā)明的風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置中的儲氣罐中分別保存不同純度的氦氣，使用時根據(jù)試驗所需氦氣純度選擇純度接近的儲氣罐。純度不同時先充入氦氣或氮?dú)庖员ＷC純度，再用高壓壓縮機(jī)將所選儲氣罐內(nèi)的氦氣壓入高壓段。試驗時，延時關(guān)閉喉道閥，這時高壓段和低壓段內(nèi)的氦氣基本保持純度不變。打開排氣閥，啟動低壓壓縮機(jī)將高壓段和低壓段內(nèi)的氣體壓入純度相近的儲氣罐內(nèi)，從而實現(xiàn)氦氣的重復(fù)使用。

本發(fā)明的風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置具有簡單、高效、使用成本低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的風(fēng)洞氦氣重復(fù)使用裝置的原理圖。