设有排空塔的液体火箭发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种设有排空塔的液体火箭发动机，液体氧化剂入口通过管道与氧化剂泵的入口连接，氧化剂泵的出口通过管道与燃气发生器连接，氧化剂泵与燃气发生器之间的管道上设有液氧阀门；燃料预压泵的出口通过管道与一级泵的入口连接，一级泵的第一出口与二级泵的入口连接，二级泵的出口通过管道与燃气发生器连接，一级泵的第二出口通过管道与推力室连接，燃气发生器的出口通过管道与涡轮泵的入口连接，涡轮泵的出口通过管道与推力室连接，推力室的出口连接有喷管；氧化剂泵的泵腔通过抽气泵与排空塔连接，氧化剂泵的壳体与热二级管的蒸发段连接，热二级管的冷凝段与制冷箱连接。本实用新型专利技术燃烧效率高，提高了发动机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
设有排空塔的液体火箭发动机
本技术属于火箭发动机
，涉及一种设有排空塔的液体火箭发动机。
技术介绍
液体火箭发动机是航天发射的主流发动机，构造上比固体发动机复杂的多，主要由点火装置、燃烧室、喷管、燃料输送装置组成。常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮、煤油等，推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂，按输送方式不同，有挤压式和泵压式两类供应系统，一般大推力发动机采用泵压式供应系统，这种系统是用液压泵输送推进剂。现有液体火箭发动机在氧化剂泵的管道上设有单向阀，液态氧化剂四氧化二氮的沸点低，常压下仅为21.2℃，燃烧结束后，由于热传递的影响，泵腔壁面温度逐渐升高，残留在泵腔中的氧化剂吸热升温，直至汽化，使泵腔内压力升高，当泵腔内压力达到排空压力后，单向阀打开，开始排空，泵腔内压力回落后，单向阀关闭，泵腔中氧化剂重复进行上述过程，直到泵腔内无法建立排空压力，但是泵腔内依然存在部分气态的氧化剂，二次启动时影响液体氧化剂的加入，从而影响发动机的工作效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种设有排空塔的液体火箭发动机，燃烧效率高，解决了现有技术中液体发动机关闭后，泵腔内依然存在气态的氧化剂，影响二次启动时液体氧化剂的加入，从而影响发动机工作效率的问题。本技术所采用的技术方案是，一种设有排空塔的液体火箭发动机，液体氧化剂入口通过管道与氧化剂泵的入口连接，氧化剂泵的出口通过管道与燃气发生器连接，燃气发生器内安装有第二点火导管，氧化剂泵与燃气发生器之间的管道上设有液氧阀门；燃料入口与燃料预压泵的入口连接，燃料预压泵的出口通过管道与一级泵的入口连接，一级泵的第一出口与二级泵的入口连接，二级泵的出口通过管道与燃气发生器连接，二级泵与燃气发生器之间的管道上安装有燃气阀门；一级泵的第二出口通过管道与推力室连接，推力室内安装有第一点火导管；燃气发生器的出口通过管道与涡轮泵的入口连接，涡轮泵的出口通过管道与推力室连接，推力室的出口连接有喷管；氧化剂泵的泵腔通过抽气泵与排空塔连接，氧化剂泵的壳体与热二级管的蒸发段连接，热二级管的冷凝段与制冷箱连接，制冷箱的外壁设有隔热层。本技术的特征还在于，进一步的，所述一级泵的第一出口与第二出口的流量比例为1：4~1：6。进一步的，所述二级泵与燃气阀门之间的管道上设有第一流量控制阀。进一步的，所述一级泵与推力室之间的管道上设有第二流量控制阀。本技术的有益效果是：燃料从燃料入口加入，依次经燃料预压泵、一级泵增压后分为两路，少部分燃料经二级泵进一步增压后进入燃气发生器，大部分燃料通过管道进入推力室，全部的氧化剂与少部分燃料在燃气发生器中燃烧，产生高压富氧燃气，驱动涡轮泵，然后沿管道进入推力室，高压富氧燃气与大部分燃料在推力室内充分燃烧，提高燃料的燃烧效率，节能减排。氧化剂泵的泵腔通过抽气泵与排空塔连接，待燃烧结束后，启动抽气泵，将氧化剂泵内的残留氧化剂排出，降低气态氧化剂对二次启动的影响，提高液体发动机的工作效率；此外，氧化剂泵的壳体与热二级管的蒸发段连接，热二级管的冷凝段与制冷箱连接，制冷箱的外壁设有隔热层，燃烧结束后，制冷箱的温度低于氧化剂泵壳体的温度，通过热二级管将氧化剂泵的热量传递至制冷箱，降低氧化剂泵内残留有液体氧化剂的汽化程度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例的结构示意图。图中，1.推力室，2.喷管，3.第一点火导管，4.燃气发生器，5.第二点火导管，6.燃气阀门，7.液氧阀门，8.液体氧化剂入口，9.涡轮泵，10.氧化剂泵，11.排空塔，12.抽气泵，13.一级泵，14.二级泵，15.第一流量控制阀，16.第二流量控制阀，17.燃料入口，18.燃料预压泵，19.制冷箱，20.热二级管。具体实施方式下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例的结构，如图1所示，液体氧化剂入口8通过管道与氧化剂泵10的入口连接，氧化剂泵10的出口通过管道与燃气发生器4连接，燃气发生器4内安装有第二点火导管5，氧化剂泵10与燃气发生器4之间的管道上设有液氧阀门7；燃料入口17与燃料预压泵18的入口连接，燃料预压泵18的出口通过管道与一级泵13的入口连接，一级泵13的第一出口与二级泵14的入口连接，二级泵14的出口通过管道与燃气发生器4连接，二级泵14与燃气发生器4之间的管道上安装有燃气阀门6，二级泵14与燃气阀门6之间的管道上设有第一流量控制阀15；一级泵13的第二出口通过管道与推力室1连接，一级泵13与推力室1之间的管道上设有第二流量控制阀16；燃气发生器4的出口通过管道与涡轮泵9的入口连接，涡轮泵9的出口通过管道与推力室1连接，推力室1的出口连接有喷管2，推力室1内安装有第一点火导管3；氧化剂泵10的泵腔通过抽气泵12与排空塔11连接，氧化剂泵10的壳体与热二级管20的蒸发段连接，热二级管20的冷凝段与制冷箱19连接，制冷箱19的外壁设有隔热层。本技术实施例的工作原理：液体氧化剂从液体氧化剂入口8加入，经氧化剂泵10增压后进入燃气发生器4，燃料从燃料入口17加入，依次经燃料预压泵18、一级泵13增压后分为两路，一级泵13的第一出口与第二出口的流量比例为1：4~1：6，少部分燃料经二级泵14进一步增压后进入燃气发生器4，大部分燃料通过管道进入推力室1，全部的氧化剂与少部分燃料在燃气发生器4中燃烧，产生高压富氧燃气，驱动涡轮泵9，然后沿管道进入推力室1，高压富氧燃气与大部分燃料在推力室1内充分燃烧，提高燃料的燃烧效率，充分燃烧后产生高温高压燃气，燃气经喷管2喷出，为火箭提供推力；氧化剂泵10的泵腔通过抽气泵12与排空塔11连接，待燃烧结束后，启动抽气泵12，将氧化剂泵10内的残留氧化剂排出；此外，氧化剂泵10的壳体与热二级管20的蒸发段连接，热二级管20的冷凝段与制冷箱19连接，制冷箱19的外壁设有隔热层，燃烧结束后，制冷箱19的温度低于氧化剂泵10壳体的温度，通过热二级管20将氧化剂泵10的热量传递至制冷箱19，降低氧化剂泵10内残留有液体氧化剂的汽化程度，便于通过抽气泵12将氧化剂泵10内的残留氧化剂排出，从而降低气态氧化剂对二次启动的影响，提高液体发动机的工作效率；热二级管20为单向导热，避免了制冷箱19的热量传递至氧化剂泵10。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设有排空塔的液体火箭发动机，其特征在于，液体氧化剂入口（8）通过管道与氧化剂泵（10）的入口连接，氧化剂泵（10）的出口通过管道与燃气发生器（4）连接，燃气发生器（4）内安装有第二点火导管（5），氧化剂泵（10）与燃气发生器（4）之间的管道上设有液氧阀门（7）；燃料入口（17）与燃料预压泵（18）的入口连接，燃料预压泵（18）的出口通过管道与一级泵（13）的入口连接，一级泵（13）的第一出口与二级泵（14）的入口连接，二级泵（14）的出口通过管道与燃气发生器（4）连接，二级泵（14）与燃气发生器（4）之间的管道上安装有燃气阀门（6）；一级泵（13）的第二出口通过管道与推力室（1）连接，推力室（1）内安装有第一点火导管（3）；燃气发生器（4）的出口通过管道与涡轮泵（9）的入口连接，涡轮泵（9）的出口通过管道与推力室（1）连接，推力室（1）的出口连接有喷管（2）；氧化剂泵（10）的泵腔通过抽气泵（12）与排空塔（11）连接，氧化剂泵（10）的壳体与热二级管（20）的蒸发段连接，热二级管（20）的冷凝段与制冷箱（19）连接，制冷箱（19）的外壁设有隔热层。

【技术特征摘要】
1.一种设有排空塔的液体火箭发动机，其特征在于，液体氧化剂入口（8）通过管道与氧化剂泵（10）的入口连接，氧化剂泵（10）的出口通过管道与燃气发生器（4）连接，燃气发生器（4）内安装有第二点火导管（5），氧化剂泵（10）与燃气发生器（4）之间的管道上设有液氧阀门（7）；燃料入口（17）与燃料预压泵（18）的入口连接，燃料预压泵（18）的出口通过管道与一级泵（13）的入口连接，一级泵（13）的第一出口与二级泵（14）的入口连接，二级泵（14）的出口通过管道与燃气发生器（4）连接，二级泵（14）与燃气发生器（4）之间的管道上安装有燃气阀门（6）；一级泵（13）的第二出口通过管道与推力室（1）连接，推力室（1）内安装有第一点火导管（3）；燃气发生器（4）的出口通过管道与涡轮泵（9）的入口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进超，李强，刘芬娥，
申请(专利权)人：陕西核普机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61