用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统技术方案

本发明专利技术公开了用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统，属于真空科学领域；具体为：高纯氦储存系统存储的氦气通过氦气制冷与液化系统进行液化和制冷，输送到液化机中，利用氦气纯度分析系统对液化机产出的氦气纯度进行检测，当为纯氦气后，储存于液氦储存系统中，供液氦热沉系统降温使用。否则，启动氦气回收系统，利用氦气纯化系统将其进行纯化，再次返回到氦气制冷与液化系统；液氦热沉系统依据羽流实验需求，利用液氦或低温氦气实现液氦热沉本身的温度控制，吸附碳、氢、氧、氮等多组分羽流气体，完成超高真空羽流实验；同时，液氦热沉系统与氦气制冷与液化系统相连，实现氦气的闭式循环以及实时液化和制冷。以及实时液化和制冷。以及实时液化和制冷。

【技术实现步骤摘要】
用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统


[0001]本专利技术属于真空科学
，涉及一种用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统。

技术介绍

[0002]真空羽流效应实验主要用于航天器姿轨控发动机的羽流试验研究，可对电推进发动机或化学推进发动机的真空羽流效应进行模拟，为了有效模拟发动机在真空深冷环境中的工作状态，发动机羽流试验时对舱内环境的真空要求非常苛刻，如极低的背景环境温度(零下260度以下)、超高的环境真空度(1.0E
‑
6Pa)。
[0003]为满足上述真空深冷的试验需求，需要在舱内布置大面积液氦热沉，同时往液氦热沉通入超低温液氦制冷，这就需要配置符合羽流试验需求的液氦输送系统。
[0004]液氦输送系统的主要作用是为舱内液氦热沉提供液氦制冷，使液氦热沉温度低于10K并保持液氦热沉温度均匀，用于吸附舱内液氮热沉无法吸附的气体，保持舱内极高的真空度和极低的低温环境，用于模拟发动机工作时羽流真实的太空环境。
[0005]目前，市面上的真空羽流效应实验系统，如申请号为201310242837.2的一种大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统，其特征在于，具体包括：高纯氦储存系统(1)、氦气制冷与液化系统(2)、氦气回收系统(3)、氦气纯化系统(4)、氦气纯度分析系统(5)、液氦储存系统(6)和液氦热沉系统(7)；高纯氦储存系统(1)提前存储高纯氦气，通过氦气制冷与液化系统(2)将氦气液化和制冷；并输送到液化机中，利用氦气纯度分析系统(5)对液化机产出的氦气纯度进行检测，当氦气中的氮气、水气及碳氢化合物，三者之和＜50ppm时，则氦气纯度大于99.995％，则储存于液氦储存系统(6)中，供液氦热沉系统(7)降温使用；否则，启动氦气回收系统(3)，完成不纯氦气的回收与存储，利用氦气纯化系统4将氦气纯度＜99.995％的不纯氦气纯化成氦气纯度≥99.999％的高纯氦气，并存储于高纯氦储存系统(1)中，再次返回到氦气制冷与液化系统(2)；液氦热沉系统(7)依据羽流实验需求，利用液氦或低温氦气实现液氦热沉本身的温度控制，吸附碳、氢、氧和氮多组分羽流气体，完成超高真空羽流实验。2.如权利要求1所述的用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统，其特征在于，所述液氦热沉系统(7)的出入口管道与氦气制冷与液化系统(2)相连，将未用完的氦气送回，实现氦气的闭式循环以及氦气的实时液化、实时制冷。3.如权利要求1所述的用于羽流超低温实验的氦气回收液化系统，其特征在于，所述液氦热沉系统(7)选用液氦热沉(100)，位于真空舱体内部，通过液氦或冷氦降温、制冷，用于羽流实验超低温真空抽气；所述高纯氦储存系统(1)选用前后安装阀门的稳压罐(101)，用于存储高压纯氮气；所述氦气制冷与液化系统(2)包括循环压缩机(102)、除油系统(103)和氦液化机(105)；其中，循环压缩机(102)为稳压罐(101)输出的氦气加压循环，并输出给除油系统(103)，进行油水过滤和分离，使氦气无油、保持干燥；当满足氦液化机(105)的要求后，氦液化机(105)将常温氦气制冷到指定温度或液化成液氦储存，最后输送到液氦热沉(100)根据需要选择工作模式：所述氦气纯度分析系统(5)选用氦气纯度分析仪(104)；通过分析仪入口阀与除油系统(103)的出口管道相连，当检测除油系统出口的氦气纯度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌桂龙，蔡国飙，贺碧蛟，翁惠焱，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：