【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于利用液氮及液氦多级制冷及其控制方法,可用于管路、壳体、舱等结构的压力及低温环境模拟,属于制冷系统设计和控制的
技术介绍
管路系统是管、管连接件、阀门和管路支架等连接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。随着我国工业的迅速发展,管路系统已越来越广泛地应用于给排水、供热、供气、长距离输送、农业灌溉、水力工程等各种工业装置中。在航空航天领域,发动机管路主要用于液压油、燃料、滑油和空气等介质的输送,是发动机附件装置的重要组成部分。低温管路向出口提供所需条件(一定温度、压力、流量等)的低温液体,在LNG船舶、液体推进剂火箭及其地面加注系统、航天器空间环境模拟设备等领域中应用广泛。由于使用环境的振动以及温度、压力等外部环境剧烈变化的影响,这些综合环境往往会造成管路系统经常会发生各种各样的振动故障,甚至引发管路的破坏而造成严重事故。因此,在管路系统的设计阶段首先要全面考虑管路系统的特性,而验证设计合理性的手段就就是模拟真实的工作环境,并开展环境试验。试验结果将直接暴露设计缺陷,将更有效的指导设计,因此管路环境模拟系统的实施具有很大的理论价值和工程实际意义。本专利技术提供一种用于管路结构环境模拟的制冷及增压系统,用循环氦气对试验件进行冷却和增压,制冷可以满足液氮温度以上的低温区,以及液氮温度以下的深低温区,压力可调节。针对深低温区,本专利技术充分利用液氦出口及测试对象出口 ...
【技术保护点】
一种用于管路结构环境模拟的制冷及增压系统,其特征在于,包括:高压氦气入口(16)、一级回热换热器(7)、二级回热换热器(10)、液氮换热器(8)、液氦换热器(9);其中,高压氦气入口(16)输入常温高压氦气,依次经过一级回热换热器(7)、液氮换热器(8)、二级回热换热器(10)、液氦换热器(9)之后输出至测试对象;测试对象回气依次经过二级回热换热器(10)、一级回热换热器(7)之后再次进行循环;液氮经过液氮换热器(8)后回收,液氦依次经过液氦换热器(9)、二级回热换热器(10)、一级回热换热器(7)之后进行回收;其中,一级回热换热器(7)利用液氦及测试对象回气的冷量将常温循环氦气初步预冷,二级回热换热器(10)利用液氦出气及测试对象回气冷量进一步冷却循环氦气;液氮换热器(8)用于循环氦气及液氮的换热,液氦换热器(9)用于循环氦气及液氦的换热。
【技术特征摘要】
1.一种用于管路结构环境模拟的制冷及增压系统,其特征在于,包括:高
压氦气入口(16)、一级回热换热器(7)、二级回热换热器(10)、液氮换热
器(8)、液氦换热器(9);其中,高压氦气入口(16)输入常温高压氦气,
依次经过一级回热换热器(7)、液氮换热器(8)、二级回热换热器(10)、
液氦换热器(9)之后输出至测试对象;测试对象回气依次经过二级回热换热
器(10)、一级回热换热器(7)之后再次进行循环;液氮经过液氮换热器(8)
后回收,液氦依次经过液氦换热器(9)、二级回热换热器(10)、一级回热换热
器(7)之后进行回收;
其中,一级回热换热器(7)利用液氦及测试对象回气的冷量将常温循环氦
气初步预冷,二级回热换热器(10)利用液氦出气及测试对象回气冷量进一步
冷却循环氦气;液氮换热器(8)用于循环氦气及液氮的换热,液氦换热器(9)
用于循环氦气及液氦的换热。
2.如权利要求1所述的一种用于管路结构环境模拟的制冷及增压系统,其
特征在于,还包括:氦气循环泵(1);缓冲罐截止阀(2);缓冲罐(3);旁
通阀(4);常温进气阀(4a);常温回气阀(4b);主路流量计(5a);旁通
流量计(5b);氦气排气阀(6);
低温进气阀(11a);低温回气阀(11b);入口温度(12);入口压力(13);
出口温度(14);排气阀(15);高压氦气入口(16);高压氦气阀(16a);
液氮阀(17);液氮入口(18a);液氮出口(18b);液氦阀(19);液氦入
口(20a);液氦出口(20b);氦气回收装置(21);
并且,一级回热换热器(7)包括:一级回热换热器液氦入口(7a);一
级回热换热器液氦出口(7b);一级回热换热器常温氦气入口(7c);一级回
热换热器常温氦气出口(7d);一级回热换热器循环氦气回气入口(7e);一
\t级回热换热器循环氦气回气出口(7f);
液氮换热器(8)包括:液氮换热器氦气入口(8a);液氮换热器氦气出
口(8b);液氮换热器液氮入口(8c);液氮换热器液氮出口(8d);
液氦换热器(9)包括:液氦换热器液氦入口(9a);液氦换热器液氦出
口(9b);液氦换热器氦气入口(9c);液氦换热器氦气出口(9d);
二级回热换热器(10)包括:二级回热换热器液氦入口(10a);二级回
热换热器液氦出口(10b);二级回热换热器氦气入口(10c);二级回热换热
器氦气出口(10d);二级回热换热器循环氦气回气入口(10e);二级回热换
热器循环氦气回气出口(10f);
其中,氦气循环泵(1)是动力源;循环氦气经液氮换热器(8)及液氦
换热器(9)将液氮及液氦产生的冷量带至测试对象;氦气循环泵(1)用于驱
动氦气在管路及测试对象内循环,并交换液氮及液氦的冷量冷却测试对象;
缓冲罐(3)稳定氦气循环泵(1)产生的流量及压力的脉动;缓冲罐(3)
的上端设置了高压氦气阀(16a)及高压氦气入口(16),用于高压氦气的输
入;缓冲罐(3)的下端设置了缓冲罐截止阀(2);
所述的一级回热换热器(7)、液氮换热器(8)、液氦换热器(9)、二级
回热换热器(10)集成在杜瓦内;
氦气循环泵(1)出口与缓冲罐截止阀(2)、常温进气阀(...
【专利技术属性】
技术研发人员:严鲁涛,李红,苏玉磊,周家屹,卞荣耀,刘玥,
申请(专利权)人:天津航天瑞莱科技有限公司,北京航天斯达新技术装备公司,北京强度环境研究所,中国运载火箭技术研究院,
类型:发明
国别省市:天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。