[實用新型]一種具有冗余功能的甲烷自生增壓系統

有效

• 申請號: 201920119793.7
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN209818183U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 杜正剛;李秀明;張崢智;邱靖宇;陳志愿
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: F02K9/50
• 分類號: F02K9/50;F02K9/56
• 代理公司: 11595 北京科石知識產權代理有限公司
• 代理人: 唐玉剛

本實用新型提供一種具有冗余功能的甲烷自生增壓系統，該增壓系統包括：甲烷貯箱、壓力傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥和控制器。其中，甲烷貯箱連接有冗余調節路、主調節路以及常開路，且冗余調節路、主調節路和常開路為并聯通路；壓力傳感器設置在甲烷貯箱內，用于檢測甲烷貯箱內的壓力；第一電磁閥設置于冗余調節路，用于控制冗余調節路的開合；第二電磁閥設置于主調節路，用于控制主調節路的開合；控制器與壓力傳感器、第一電磁閥以及第二電磁閥連接，用于根據壓力傳感器檢測的壓力控制第一電磁閥以及第二電磁閥的開合。本實用新型提供的具有冗余功能的自生增壓系統性能可靠，且能夠實現智能調整增壓方式，以提高火箭增壓系統的工作性能。

技術領域

本實用新型涉及自生增壓技術領域，尤其涉及火箭的甲烷自生增壓系統，具體為一種具有冗余功能的甲烷自生增壓系統。

背景技術

隨著航天技術的發展，我國已經躋身航天大國，在航天領域擁有眾多自主技術，其中，自生增壓系統是液體運載火箭的重要組成部分，其功能是為液體火箭推進劑貯箱提供增壓氣體，以滿足推進劑在泵入口所需的壓力，保證發動機啟動及飛行過程中正常工作；同時滿足火箭推進劑貯箱薄壁結構承載所需要的內壓要求，保證貯箱結構有足夠的強度和剛度。根據對國內外運載火箭的飛行故障統計，由增壓輸送系統故障引起的飛行失敗約占28％，增壓輸送系統的可靠性直接影響著運載火箭飛行的可靠性。為提高系統可靠性，增加系統的冗余是常用的措施之一。

現有技術中，通常自生增壓系統的流量由發動機進行控制，推進劑經發動機加溫汽化后，直接進入貯箱增壓，近年來也有將增壓氣體分為兩路，一路為常通路，保持增壓氣體在額定流量進行增壓；另一路為電磁閥控制的調節回路，以滿足對貯箱增壓要求的自生增加方案。但該方案不利之處在于該系統沒有冗余功能，當其中一路出現故障或設計增壓流量與實際需要值偏離較大時，該系統不能滿足火箭的增壓需求。另外，以甲烷為燃料的運載火箭可以使用將液體甲烷汽化并對貯箱增壓的自生增壓技術，但該技術尚未有成功應用案例，甲烷貯箱內存在貯箱壁面與增壓氣體和液體甲烷的換熱，換熱過程比較復雜，數值仿真計算不可避免的存在一定誤差。

因此，本領域技術人員亟需一種性能更可靠、具有冗余功能的自生增壓系統，以提高火箭增壓系統的工作性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有冗余功能的甲烷自生增壓系統，該增壓系統通過多路增壓，保證了增壓的穩定性，且系統具有多個壓力傳感器，通過對比多個壓力數據來進行系統的調度管理，提高了整個系統的穩定性。

本實用新型提供了一種具有冗余功能的甲烷自生增壓系統，該增壓系統包括：甲烷貯箱，連接有冗余調節路、主調節路以及常開路，且所述冗余調節路、所述主調節路和所述常開路為并聯通路，所述甲烷貯箱用于盛裝增壓甲烷；壓力傳感器，設置在所述甲烷貯箱內，用于檢測所述甲烷貯箱內的壓力；第一電磁閥，設置于所述冗余調節路，用于控制所述冗余調節路的開合；第二電磁閥，設置于所述主調節路，用于控制所述主調節路的開合；以及控制器，與所述壓力傳感器、所述第一電磁閥以及所述第二電磁閥連接，用于根據所述壓力傳感器檢測的壓力控制所述第一電磁閥以及所述第二電磁閥的開合。

本實用新型的具體實施方式中，該增壓系統還包括：第一孔板，設置于所述冗余調節路上，用于控制流量；第二孔板，設置于所述主調節路上，用于控制流量；以及第三孔板，設置于所述常開路上，用于控制流量。

其中，所述第三孔板的孔徑大于所述第一孔板的孔徑，所述第三孔板的孔徑大于所述第二孔板的孔徑。

其中，所述第一孔板的孔徑與所述第二孔板的孔徑相同。

本實用新型的具體實施方式中，該增壓系統設置了多個所述壓力傳感器。

本實用新型的具體實施方式中，所述常開路提供70％～80％的增壓流量。

本發明的具體實施方式中，所述冗余調節路與所述主調節路均能提供30％～40％的增壓流量。