一种空气加热装置的吹除系统及吹除方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空气加热装置的吹除系统及吹除方法，解决现有加热装置工作时容易出现爆燃或爆炸危险、关机时燃烧室回火导致加热装置喷注器面或喷嘴烧蚀的问题。该系统包括气瓶、液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元和液氧路关机吹除单元；液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的进口均与气瓶的出口连接；液氧路起动吹除单元的出口与液氧供应管路的出口连接，酒精路起动吹除单元的出口与酒精供应管路的出口连接；酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的出口均与空气加热装置连接。

A Blowing System and Blowing Method for Air Heating Device

The invention relates to a blow-out system and a blow-out method of an air heating device, which solves the problems that the existing heating device is prone to deflagration or explosion hazards while working, and that the burner temper causes the burning of the injector surface or nozzle of the heating device when shutting down. The system includes gas cylinder, liquid oxygen start-up blowing unit, alcohol start-up blowing unit, alcohol shutdown blowing unit and liquid oxygen shutdown blowing unit; liquid oxygen start-up blowing unit, alcohol start-up blowing unit, alcohol shutdown blowing unit and liquid oxygen shutdown blowing unit are all connected with the outlet of gas cylinder; the outlet of liquid oxygen start-up blowing unit and liquid oxygen supply unit are connected with the outlet of gas cylinder. The outlet of the alcohol start blowing unit should be connected with the outlet of the alcohol supply pipeline; the outlet of the alcohol shutdown blowing unit and the liquid oxygen shutdown blowing unit should be connected with the air heating device.

【技术实现步骤摘要】
一种空气加热装置的吹除系统及吹除方法
本专利技术涉及冲压发动机试验领域，具体涉及一种空气加热装置的吹除系统及吹除方法，特别为一种冲压发动机地面试验中空气加热装置起动弱吹和关机强吹的吹除系统及方法。
技术介绍
对于冲压发动机不同飞行高度、不同马赫数飞行状态下的地面试验，空气加热装置采用液氧和酒精燃烧加热空气的方式满足冲压发动机真实飞行状态下的静温、静压等空气来流要求。目前，加热装置在点火起动时，通入燃烧室的工质瞬间累计较多，起动瞬间能量过于集中，当点火装置正常工作时容易出现爆燃或爆炸的危险。发动机介质供应系统(液氧/酒精)从空气加热装置喷嘴高速喷出时，由于和周围气体的动量交换和引射作用。关机时，液氧和酒精主阀突然关闭，引起燃气向喷注器附近回流，从而形成回流区，在这个区域的气体是由推进剂蒸发后形成的未然气体和已燃气体组成的混合气体，因此关机时燃烧室回火导致加热装置喷注器面或喷嘴烧蚀，影响试验进度，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有加热装置工作时容易出现爆燃或爆炸危险、关机时燃烧室回火导致加热装置喷注器面或喷嘴烧蚀的问题，提供一种空气加热装置的吹除系统。本专利技术的技术方案是：一种空气加热装置的吹除系统，包括气瓶、液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元和液氧路关机吹除单元；所述液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的进口均与气瓶的出口连接；所述液氧路起动吹除单元的出口与液氧供应管路的出口连接，所述酒精路起动吹除单元的出口与酒精供应管路的出口连接；所述酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的出口均与空气加热装置连接；所述液氧路起动吹除单元包括第一管路、以及由第一管路进口至出口依次设置的第一减压器、第一过滤器、第一气动截止阀、第一单向阀和第一孔板；所述酒精路起动吹除单元包括第二管路、以及由第二管路进口至出口依次设置的第二减压器、第二过滤器、第二气动截止阀、第二单向阀和第二孔板；所述酒精路关机吹除单元包括第三管路、以及由第三管路进口至出口依次设置的第三减压器、第三过滤器、第三气动截止阀、第三单向阀和第三孔板；所述液氧路关机吹除单元包括第四管路、以及由第四管路进口至出口依次设置的第四减压器、第四过滤器、第四气动截止阀、第四单向阀和第四孔板。进一步地，所述配气板包括气源进气阀、送气阀、调压送气阀、调压进气阀、调压减压器、调压放气阀、进气阀、第五减压器、放气阀和放气汇流管，所述调压进气阀、调压减压器和调压放气阀依次设置，所述进气阀、第五减压器和放气阀依次设置；所述气源进气阀的出口分别与调压进气阀、进气阀连接；调压放气阀、放气阀的出口均与放气汇流管连接，并且第五减压器的出口还与送气阀连接，调压减压器的出口还通过调压送气阀与第五减压器的控制腔连接，放气汇流管的出口端设置有法兰。进一步地，所述第一气动截止阀、第二气动截止阀、第三气动截止阀、第四气动截止阀的进口管路采用金属软管。进一步地，所述第一单向阀和第一孔板之间还设置有第五单向阀；所述第二单向阀和第二孔板之间还设置有第六单向阀。进一步地，所述第三单向阀和第三孔板之间还设置有第七单向阀。进一步地，所述第四单向阀和第四孔板之间还设置有第八单向阀。进一步地，所述第一管路、第二管路、第三管路、第四管路均设置有压力传感器。进一步地，所述第一孔板、第二孔板、第三孔板、第四孔板均为音速孔板。同时，本专利技术还提供一种空气加热装置的吹除方法，包括以下步骤：1)空气加热装置点火前向酒精供应管路和液氧供应管路通入一定流量的惰性气体，实现空气加热装置中液氧和酒精供应介质的雾化，流量是通过公式计算求得；其中：C-孔板流量系数；A-孔板节流面积，m2；P-孔板入口设定压力，MPa；K-氮气比例系数；T-温度；G-流量kg/s；2)空气加热装置关机后，对空气加热装置通入一定流量的惰性气体进行吹扫，流量通过公式计算求得。进一步地，步骤1)中，K＝0.0397，T＝283K。本专利技术与现有技术相比，具有以下技术效果：1.本专利技术吹除系统在空气加热装置点火前向酒精供应管路和液氧供应管路通入一定压力和流量的惰性气体，实现空气加热装置中液氧和酒精供应介质的雾化，使其均匀分布，避免其聚集在一处，从而避免了空气加热装置起动瞬间由于能量集中而发生爆燃或爆炸的可能，确保空气加热装置能够按照正常时序柔性起动。2.本专利技术吹除系统在空气加热装置关机后对酒精供应管路和液氧供应管路进行惰性气体吹除，防止由于回火导致空气加热装置喷注器面烧蚀，确保空气加热装置正常工作。3.本专利技术方法采用空气加热装置起动弱吹和关机强吹方式保证空气加热装置平稳起动、关机并正常工作，提高设备安全性和可靠性。采用起动弱吹方式实现了空气加热装置的柔性起动，确保加热器工作平稳，采用关机强吹方式避免空气加热装置关机回火引起空气加热装置喷注器烧蚀。4.本专利技术系统采用双单向阀解决介质倒流问题，增强介质供应系统的可靠性和稳定性。5.在进行发动机试验时，先用惰性气体对空气加热装置介质供应系统管道、阀门和容腔等进行吹除，防止低温推进剂在启动过程中将空气中的氧和水蒸气等固化而导致阀门失灵和试车故障。6.本专利技术系统供应管路较长，在发动机热试过程中易产生热位移，采用金属软管及更改管路走向对管道进行柔性补偿。附图说明图1为本专利技术空气加热装置的吹除系统示意图；图2为本专利技术配气板结构示意图。附图标记：1-气瓶，2-配气板，3-空气加热装置，4-压力传感器，21-气源进气阀，24-调压进气阀，25-调压减压器，23-调压送气阀，26-调压放气阀，27-进气阀，28-第五减压器，29-放气阀，22-送气阀，211-放气汇流管，210-法兰，31-第一管路，32-第一减压器，33-第一过滤器，34-第一气动截止阀，35-第一单向阀，36-第一孔板，37-第五单向阀，41-第二管路，42-第二减压器，43-第二过滤器，44-第二气动截止阀，45-第二单向阀，46-第二孔板；47-第六单向阀，51-第三管路，52-第三减压器，53-第三过滤器，54-第三气动截止阀，55-第三单向阀，56-第三孔板；57-第七单向阀，61-第四管路，62-第四减压器，63-第四过滤器，64-第四气动截止阀，65-第四单向阀，66-第四孔板，67-第八单向阀。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术的内容作进一步详细描述。在进行冲压发动机地面试验过程中，采用液氧和酒精燃烧的方式加热空气，基于空气加热装置的工作原理及特性，本专利技术提供一种空气加热装置的吹除系统及吹除方法，其中起动弱吹实现空气加热装置柔性起动，关机强吹避免加热装置主阀关闭后回火导致喷注器面或喷嘴烧蚀，确保加热装置起动和关机平稳。本专利技术在空气加热装置的液氧供应管路和酒精供应管路分别设置独立的氮气吹除系统，每种介质的氮气吹除系统由起动和关机两路并联组成，完成加热装置在点火前和点火后吹除。如图1所示，空气加热装置的吹除系统包括气瓶1、液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元和液氧路关机吹除单元。液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的进口均与气瓶1的出口连接；气瓶1数量可调，可为一个、二个、三个或多个。液氧路起动吹除单元的出口与液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气加热装置的吹除系统，其特征在于：包括气瓶(1)、液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元和液氧路关机吹除单元；所述液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的进口均与气瓶(1)的出口连接；所述液氧路起动吹除单元的出口与液氧供应管路的出口连接，所述酒精路起动吹除单元的出口与酒精供应管路的出口连接；所述酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的出口均与空气加热装置(3)连接；所述液氧路起动吹除单元包括第一管路(31)、以及由第一管路(31)进口至出口依次设置的第一减压器(32)、第一过滤器(33)、第一气动截止阀(34)、第一单向阀(35)和第一孔板(36)；所述酒精路起动吹除单元包括第二管路(41)、以及由第二管路(41)进口至出口依次设置的第二减压器(42)、第二过滤器(43)、第二气动截止阀(44)、第二单向阀(45)和第二孔板(46)；所述酒精路关机吹除单元包括第三管路(51)、以及由第三管路(51)进口至出口依次设置的第三减压器(52)、第三过滤器(53)、第三气动截止阀(54)、第三单向阀(55)和第三孔板(56)；所述液氧路关机吹除单元包括第四管路(61)、以及由第四管路(61)进口至出口依次设置的第四减压器(62)、第四过滤器(63)、第四气动截止阀(64)、第四单向阀(65)和第四孔板(66)。...

【技术特征摘要】
1.一种空气加热装置的吹除系统，其特征在于：包括气瓶(1)、液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元和液氧路关机吹除单元；所述液氧路起动吹除单元、酒精路起动吹除单元、酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的进口均与气瓶(1)的出口连接；所述液氧路起动吹除单元的出口与液氧供应管路的出口连接，所述酒精路起动吹除单元的出口与酒精供应管路的出口连接；所述酒精路关机吹除单元、液氧路关机吹除单元的出口均与空气加热装置(3)连接；所述液氧路起动吹除单元包括第一管路(31)、以及由第一管路(31)进口至出口依次设置的第一减压器(32)、第一过滤器(33)、第一气动截止阀(34)、第一单向阀(35)和第一孔板(36)；所述酒精路起动吹除单元包括第二管路(41)、以及由第二管路(41)进口至出口依次设置的第二减压器(42)、第二过滤器(43)、第二气动截止阀(44)、第二单向阀(45)和第二孔板(46)；所述酒精路关机吹除单元包括第三管路(51)、以及由第三管路(51)进口至出口依次设置的第三减压器(52)、第三过滤器(53)、第三气动截止阀(54)、第三单向阀(55)和第三孔板(56)；所述液氧路关机吹除单元包括第四管路(61)、以及由第四管路(61)进口至出口依次设置的第四减压器(62)、第四过滤器(63)、第四气动截止阀(64)、第四单向阀(65)和第四孔板(66)。2.根据权利要求1所述的空气加热装置的吹除系统，其特征在于：所述配气板(2)包括气源进气阀(21)、送气阀(22)、调压送气阀(23)、调压进气阀(24)、调压减压器(25)、调压放气阀(26)、进气阀(27)、第五减压器(28)、放气阀(29)和放气汇流管(211)；所述调压进气阀(24)、调压减压器(25)和调压放气阀(26)依次设置，所述进气阀(27)、第五减压器(28)和放气阀(29)依次设置；所述气源进气阀(21)的出口分别与调压进气阀(24)、进气阀(27)连接；调压放气阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玲，余爱英，曹文庆，王岳，麻军德，王栋，付永涛，李国涛，朱舒扬，张洪春，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61