[發明專利]軌控發動機地面試驗用吹除系統

有效

• 申請號: 202110983726.1
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113864645B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 韓泉東;王浩;衛佳;葉青;孫迎霞;何壯睿;周一彬
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F17D3/14;G01M15/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種軌控發動機地面試驗用吹除系統，從吹除氣源到軌控發動機之間分別具有燃燒劑吹除管路、氧化劑吹除管路，并沿吹除氣源輸出氣體流動的方向上，所述燃燒劑吹除管路上依次設置有第一控制閥、第一單向閥，所述氧化劑吹除管路上依次設置有第二控制閥、第二單向閥，本發明在吹除控制閥下游設置了雙閥座單向流動控制閥，可確保吹除控制閥的閥芯不會因為軌控發動機的開機或關機壓力峰而發生位置改變，吹除系統內氧、燃推進劑的隔離更安全、可靠。

技術領域

本發明涉及航天器推進技術領域，具體地，涉及一種軌控發動機地面試驗用吹除系統。

背景技術

液體推進劑軌控發動機在關機后頭腔內通常仍殘留較多的液體推進劑，若不對殘留推進劑進行吹除，則還會持續燃燒較長時間，可能燒蝕噴注器，危及發動機安全。因此，對軌控發動機進行吹除非常必要。

液體火箭軌控發動機在開機或關機時，通常會在燃燒室和推進劑管路內產生非常高的瞬時壓力峰，極端情況下會對與軌控發動機連接的管路和閥門產生極大的沖擊，可能出現密封失效、推進劑泄漏或者吹除控制閥開關狀態異常改變等問題，而推進劑泄漏或流體控制閥狀態異常改變將影響軌控發動機正常工作，產生非預期后果，嚴重時導致地面試驗或飛行任務失敗。因瞬時壓力峰的破壞性強，難以消除，歷來受到廣泛關注。抑制甚至消除瞬時壓力峰對軌控發動機及吹除系統的危害，對提高軌控發動機工作可靠性具有重要意義。

液體推進劑軌控發動機吹除系統未見公開報道。

目前常規的做法是：方案A，僅采用電磁閥或電磁氣動閥作為吹除系統的控制閥；方案B，僅采用自鎖閥作為吹除系統的控制閥。實際上，對于方案A，電磁閥或電磁氣動閥存在被軌控發動機開關機時產生的瞬時壓力峰反向頂開的可能，導致氧、燃推進劑在吹除閥上游混合，若是自燃推進劑，則會燃燒甚至爆炸。對于方案B，若軌控發動機開機時產生的瞬時壓力峰太高，可能導致自鎖閥的閥芯被瞬時壓力峰沖開，由關位置變為開位置，難以從現象上及時發現并采取措施，導致吹除氣體進入軌控發動機發生夾氣燃燒，偏離額定工況工作而損壞產品。雖然可通過加嚴產品質量控制降低故障發生概率，但無法保證吹除閥在不該開的時候始終保持關閉，因此，方案B在可靠性要求特別高的場合仍然存在風險。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種軌控發動機地面試驗用吹除系統。

根據本發明提供的一種軌控發動機地面試驗用吹除系統，從吹除氣源到軌控發動機之間分別具有燃燒劑吹除管路、氧化劑吹除管路并沿吹除氣源輸出氣體流動的方向上：

所述燃燒劑吹除管路上依次設置有第一控制閥、第一單向閥，所述氧化劑吹除管路上依次設置有第二控制閥、第二單向閥。

優選地，還包括控制單元，所述控制單元與所述第一控制閥、第二控制閥信號連接；

所述控制單元能夠根據所述吹除氣源的壓力分別調整所述第一控制閥、第二控制閥的開度進而匹配所述第一單向閥、第二單向閥的開啟壓力以及流量。

優選地，所述第一單向閥、第二單向閥均采用雙閥座單向流動控制閥，所述雙閥座單向流動控制閥包括控制閥殼體以及分別設置在所述控制閥殼體兩端的進口端、出口端；

所述控制閥殼體的內部設置有隔段且所述隔段將控制閥殼體的內部分割為相互連通的第一腔室以及第二腔室，所述第一腔室的內部設置有第一芯體結構，所述第二腔室內部設置有第二芯體結構；

當所述進口端的氣體壓力達到設定壓力時，進口端通過所述隔段上的通孔與出口端連通；

當所述進口端的氣體壓力低于設定壓力時，進口端與第一腔室被第一芯體結構阻斷，所述第一腔室與第二腔室被第二芯體結構阻斷。

優選地，所述第一芯體結構包括第一彈簧以及第一閥芯，所述第二芯體結構包括第二彈簧以及第二閥芯；

所述第一腔室、第二腔室的內部分別設置有第一閥座、第二閥座；