一种推进剂催化分解性能评价装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：包括推进剂供给单元、催化分解单元和产物组成分析单元，所述推进剂供给单元包括储存推进剂的推进剂储罐；所述催化分解单元包括催化反应器，所述推进剂储罐向所述催化反应器供给推进剂；所述产物组成分析单元与所述催化分解单元连接，所述产物组成分析单元包括用于分析所述催化反应器中分解产物成分的检测设备；还包括控制和采集单元，所述控制和采集单元包括集成控制仪，所述集成控制仪分别与所述推进剂供给单元和所述催化分解单元连接。本实用新型专利技术能够更准确的反映推进剂的催化分解过程，测试条件更接近于推进剂和催化剂的实际使用工况，增加了推进剂催化分解过程评价结果可靠性。

A device for evaluating the catalytic decomposition performance of Propellants

【技术实现步骤摘要】
一种推进剂催化分解性能评价装置
本技术属于催化性能评价
，具体地说，涉及一种推进剂催化分解性能评价装置。
技术介绍
单组元推进系统由于具有结构简单、可靠性高、容易控制等特点而广泛应用于卫星、运载火箭和货运飞船等的轨姿控动力系统。催化分解是液体单组元推进系统工作的主要方式，液体推进剂通过与催化剂作用，能够在极短的时间内发生分解燃烧，生成大量燃气从喷管高速排出而产生推力。随着单组元推进系统无毒化技术的发展，新型绿色离子液体推进剂成为未来发展的主要方向。目前，美国、日本和欧洲等发达国家均开展了对新型绿色离子液体推进剂的配方设计研究和催化分解过程研究，提出了评价单组元离子液体推进剂催化分解性能的方法，对单组元离子液体推进剂的催化分解原理有了一定程度的了解。现有技术中，针对单组元液体推进剂催化分解性能的评价方法主要包括点滴试验法和差热-热重分析法(TG-DSC)。点滴试验法是通过高速摄影仪观察一滴液体推进剂从接触催化剂到完全催化分解所需的时间，从而判断推进剂催化分解速率的快慢和活性的高低，该方法只能够预测推进剂在催化剂表面消失速率的快慢，并不能分辨推进剂催化分解的完全程度，例如：不能分辨推进剂的催化分解和气化，因此具有“表观性”。TG-DSC法一般是将推进剂和催化剂同时加入到氧化铝坩埚中，经程序升温后，通过检测体系热效应和失重情况判断推进剂催化分解速率和分解完成情况。该方法虽然能够有效判断推进剂的催化分解完成程度，但由于在常温条件下就将推进剂与催化剂进行预混，必然影响了催化剂的分解活性，也无法模拟单组元离子液体推进剂在较高催化剂预热温度下的瞬间催化分解状态，因此具有较大的局限性。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够更准确的反映推进剂的催化分解过程，测试条件更接近于推进剂和催化剂的实际使用工况，增加了推进剂催化分解过程评价结果可靠性的一种推进剂催化分解性能评价装置。为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是：一种推进剂催化分解性能评价装置，包括推进剂供给单元，所述推进剂供给单元包括储存推进剂的推进剂储罐；催化分解单元，所述催化分解单元包括催化反应器，所述推进剂储罐向所述催化反应器供给推进剂；产物组成分析单元，所述产物组成分析单元与所述催化分解单元连接，所述产物组成分析单元包括用于分析所述催化反应器中分解产物成分的检测设备。上述方案中，推进剂催化分解性能评价装置包括推进剂供给单元、催化分解单元以及产物组成分析单元，能够更准确的反映推进剂的催化分解过程，测试条件更接近于推进剂和催化剂的实际使用工况，增加了推进剂催化分解过程评价结果可靠性，有助于推动新型单组元液体推进剂设计与优化工作的快速开展。进一步的，还包括控制和采集单元，所述控制和采集单元包括集成控制仪，所述集成控制仪分别与所述推进剂供给单元和所述催化分解单元连接。上述方案中，推进剂催化分解性能评价装置还包括控制和采集单元，通过将推进剂和催化剂分区存放和独立控温，实现了在不同催化床预热温度下的催化分解性能评价；通过实时记录催化池温度变化和反应室压力变化，判断推进剂催化分解反应速率和反应活性；通过在线收集分析燃气产物组成和比例，判断推进剂催化分解反应完全程度。进一步的，所述催化反应器包括催化分解池和加热器，所述加热器设于所述催化分解池的下方，所述催化分解池内设有催化剂层，所述催化剂层内部设有温度检测器；优选的，所述温度检测器包括温度传感器，所述温度传感器与所述集成控制仪连接；优选的，所述加热器包括加热器开关，所述加热器开关与所述集成控制仪连接。上述方案中，通过在催化剂层设置温度传感器，并由集成控制仪控制加热器开关，更加准确地控制加热器对催化剂的加热过程。进一步的，所述催化分解单元还包括反应舱，所述催化反应器设置在所述反应舱内。进一步的，所述催化分解单元还包括置换所述反应舱内气体的惰性气体置换组件，所述惰性气体置换组件包括第一惰性气体储罐和抽气设备，所述第一惰性气体储罐和所述抽气设备分别与所述反应舱管道连接；优选的，所述惰性气体置换组件还包括第一压力检测器，所述第一压力检测器与所述反应舱连接；优选的，所述第一压力检测器包括第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述集成控制仪连接。上述方案中，将催化反应器设置在反应舱内，并使用惰性气体置换组件将反应舱内的气体置换出去，提高催化反应的安全性和评价结果的准确性。进一步的，所述推进剂储罐通过毛细管向所述催化反应器供给推进剂，所述毛细管的一端与所述推进剂储罐连接，另一端位于所述催化反应器的上方；优选的，所述毛细管的直径范围为0.5mm～2mm。上述方案中，采用毛细管将推进剂储罐内的推进剂加入催化反应池中，可将推进剂以“点滴”的形态添加到催化反应池中。进一步的，所述毛细管与所述推进剂储罐之间设有过滤推进剂的过滤器，所述过滤器与所述毛细管之间设有控制推进剂流量的电磁阀，所述电磁阀与所述集成控制仪连接。进一步的，所述推进剂供给单元还包括第二惰性气体储罐，所述第二惰性气体储罐与所述推进剂储罐管道连接；优选的，所述推进剂储罐设有第二压力检测器；优选的，所述第二压力检测器包括第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述集成控制仪连接。上述方案中，在毛细管与推进剂储罐之间设有过滤推进剂的过滤器，用来过滤推进剂中的杂质，防止堵塞管路和毛细管。进一步的，所述产物组成分析单元还包括气体收集器，所述气体收集器一端与所述催化分解单元连接，另一端与所述检测设备连接；优选的，所述气体收集器与所述催化分解单元之间设抽气设备；进一步的，所述检查设备包括红外测试仪和/或质谱测试仪。上述方案中，通过实时记录催化床温度变化和反应室压力变化，判断推进剂催化分解反应速率和反应活性；通过在线收集分析燃气产物组成和比例，判断推进剂催化分解反应完全程度。采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比具有以下有益效果。1、本技术的推进剂催化分解性能评价装置包括推进剂供给单元、催化分解单元以及产物组成分析单元，能够更准确的反映推进剂的催化分解过程，测试条件更接近于推进剂和催化剂的实际使用工况，增加了推进剂催化分解过程评价结果可靠性，有助于推动新型单组元液体推进剂设计与优化工作的快速开展。2、本技术的推进剂催化分解性能评价装置还包括控制和采集单元，通过将推进剂和催化剂分区存放和独立控温，实现了在不同催化床预热温度下的催化分解性能评价；通过实时记录催化池温度变化和反应室压力变化，判断推进剂催化分解反应速率和反应活性；通过在线收集分析燃气产物组成和比例，判断推进剂催化分解反应完全程度。3、本技术将催化反应器设置在反应舱内，并使用惰性气体置换组件将反应舱内的气体置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：包括/n推进剂供给单元，所述推进剂供给单元包括储存推进剂的推进剂储罐；/n催化分解单元，所述催化分解单元包括催化反应器，所述推进剂储罐向所述催化反应器供给推进剂；/n产物组成分析单元，所述产物组成分析单元与所述催化分解单元连接，所述产物组成分析单元包括用于分析所述催化反应器中分解产物成分的检测设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：包括
推进剂供给单元，所述推进剂供给单元包括储存推进剂的推进剂储罐；
催化分解单元，所述催化分解单元包括催化反应器，所述推进剂储罐向所述催化反应器供给推进剂；
产物组成分析单元，所述产物组成分析单元与所述催化分解单元连接，所述产物组成分析单元包括用于分析所述催化反应器中分解产物成分的检测设备。


2.根据权利要求1所述的一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：
还包括控制和采集单元，所述控制和采集单元包括集成控制仪，所述集成控制仪分别与所述推进剂供给单元和所述催化分解单元连接。


3.根据权利要求2所述的一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：
所述催化反应器包括催化分解池和加热器，所述加热器设于所述催化分解池的下方，所述催化分解池内设有催化剂层，所述催化剂层内部设有温度检测器，所述温度检测器与所述集成控制仪连接。


4.根据权利要求3所述的一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：
所述催化分解单元还包括反应舱，所述催化反应器设置在所述反应舱内。


5.根据权利要求4所述的一种推进剂催化分解性能评价装置，其特征在于：
所述催化分解单元还包括置换所述反应舱内气体的惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：申连华，鲍世国，项锴，徐林楠，蒋榕培，公绪滨，王青，孙海云，方涛，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11