【技术实现步骤摘要】
一种高压氮气供给装置及其控制方法
[0001]本专利技术涉及航天航空领域，尤指一种高压氮气供给装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]运载火箭动力系统试验需要模拟火箭在靶场推迟24h发射的工作状态，期间不间断地向箭上及发动机供应吹除、气封用气，一次试验的气体耗气量，特别是氮气的耗气量非常巨大。以某型号火箭助推为例，考虑推迟24h点火状态下的氮气用量高达55000Nm3，氮气供气能力的需求明显增大。而目前试验台和靶场氮气供应最常用的方式有气瓶贮气供应和液氮汽化实时供应两种方式。而这两种方式在实际建设和系统运行过程中，存在着不足之处。具体如下：
[0003]1.由于某型号运载火箭氮气用气量较大，采用气瓶贮气供应方式，虽然系统可靠性高、使用技术成熟，但是对高压贮气气瓶的个数需求较多，造成试验成本大幅度增加。
[0004]2.采用液氮汽化实时供应方式，设备众多，包括低温泵、汽化器等对运行环境要求严苛的设备，可靠性相对差些，存在诸如泵体震动、冲击、气蚀，汽化器长时间连续工作导致换热能力下降等常见问题。如果出现以上问题...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种高压氮气供给装置，其特征在于，所述装置包含液氮贮箱、低温模块、汽化模块、高压氮气瓶组、预冷回路和输气管路；所述液氮贮箱用于贮存液氮介质，并将所述液氮介质提供至所述低温模块；所述预冷回路设置于所述液氮贮箱和所述低温模块之间，所述预冷回路包含回流阀和排液阀；所述回流阀和所述排液阀串联，其中所述回流阀与所述液氮贮箱的液氮回入口相连，所述排液阀与所述低温模块的输入口相连，用于通过所述排液阀排出的液氮的温度获得所述液氮贮箱输入至所述预冷回路管路的预冷情况；以及，当所述排液阀关闭后，通过所述回流阀控制液氮回流至所述液氮贮箱，以调整所述预冷回路内的压力值；所述低温模块与所述液氮贮箱相连，用于按预设流量获取所述液氮贮箱内的所述液氮介质，对所述液氮介质进行增压处理后泵入所述汽化模块；所述汽化模块与所述低温模块相连，用于将所述低温模块泵入的所述液氮介质汽化为氮气，并将所述氮气通过所述输气管路输出至所述高压氮气瓶组和外部设备；所述高压氮气瓶组包含多个高压氮气瓶，所述高压氮气瓶均与所述输气管路相连，用于缓冲并存储所述汽化模块提供至所述输气管路内的所述氮气；以及，通过所述输气管路提供氮气输出，供外部设备在所述氮气供给装置启动期间调用氮气。2.根据权利要求1所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述装置还包含自生增压管路，所述自增压管路包含增压阀和增压汽化器，所述增压阀和所述增压汽化器串联后与所述液氮贮箱相连，用于组合控制所述液氮贮箱内的压力值。3.根据权利要求1所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述液氮贮箱通过真空粉末进行液氮介质绝热处理。4.根据权利要求1所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述低温模块为一个或多个并联的低温变频柱塞泵；所述低温变频柱塞泵的液氮输入口与所述过滤器的液氮输出口相连，所述低温变频柱塞泵用于对所述液氮介质进行增压处理。5.根据权利要求4所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述低温变频柱塞泵的进口压力为0.02Mpa到0.6Mpa，出口压力为23Mpa；所述预设流量为8立方米每小时。6.根据权利要求4所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述汽化模块为一个或多个并联的汽化器；所述汽化器的液氮输入口与所述低温变频柱塞泵的液氮输出口相连，所述汽化器用于将所述液氮介质汽化为氮气。7.根据权利要求6所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述汽化器的工作压力为23Mpa；汽化液氮流量为8立方米每小时；所述汽化器通过自然除霜和/或电加热除霜消除所述液氮介质带来的结霜。8.根据权利要求6所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述装置还包含充气模组，所述充气模组包含一个或多个充气阀，所述充气阀与所述汽化器的氮气输出口相连，用于将所述汽化器输出的氮气传入所述输气管路。9.根据权利要求1所述的高压氮气供给装置，其特征在于，所述输气管路与所述高压氮气瓶组之间设置有补气阀，所述输气管路向外部设备供气的氮气输出口设置有送气阀；当所述补气阀打开，所述送气阀关闭时，所述汽化模块输出的氮气补入至所述高压氮气瓶组；
技术研发人员：宋晶晶，赵洪波，沈冰妹，刘瑞敏，张家仙，高婉丽，郝亚星，吴爽，李策策，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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