电推进试验平台液体推进剂供给装置包括推进剂中转贮箱、推进剂贮箱及流量测量装置、推进剂管路装置、液体推进剂加注装置和高压气源装置。液体推进剂加注装置连接推进剂中转贮箱与推进剂贮箱，连接管路设有加注阀门。通过贮箱增压，推进剂从推进剂贮箱流入推进剂供给管路，进入发动机。试验结束后，可通过管路放气阀泄去管路内的压力。通过本发明专利技术能够准确测量液体推进剂的流量及发动机工作时的喷前压，同时可保证现场试验人员进行推进剂供给操作以及其他操作时的安全。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电推进发动机领域，具体涉及电阻加热发动机、Arcjet电弧加热发动机、离 子发动机、MPD推力器等电推进发动机的液体推进剂供给装置。
技术介绍
电推进发动机具有比冲高、寿命长、可重复启动、控制精度高等优点，在航天器姿轨控、 深空探测、星际航行等任务中具有广阔应用前景。电推进技术的应用将有效增加航天器的有 效载荷、降低发射成本、提高航天器整体技术水平。因此，通过地面试验对电推进发动机进 行研究正在广泛开展。电推进家族中的电阻加热式推力器、Arcjet发动机、离子发动机、MPD推力器等等被广 泛研究。上述电推进推力装置会选择液体工质作为发动机工作的推进剂。因此液体推进剂供 给装置在电推进发动机地面模拟试验中不可或缺。本专利技术旨在建立一套满足电推进试验要求 的液体推进剂供给装置。推进剂流量是用来评估推力器性能不可缺少的参数，电推进发动机地面试验需要测量精 确的推进剂流量，来确定推力器的性能。由此可见推进剂流量测量与控制在发动机试验中十 分重要。电推进试验中有些液体推进剂，如N2H4，具有强腐蚀性、强挥发性，操作危险性很髙， 因此液体推进剂供给装置必须具有极高的安全性，防止操作人员发生危险。 专利技术 内 容本专利技术的目的在于建立一套电推进试验液体推进剂供给装置，针对电推进试验中要求液 体推进剂供给稳定，供给流量可调，以及液体推进剂可能带有强腐蚀性、强挥发性的特殊要 求，提供了一种适用于电推进试验的液体推进剂供给装置。该液体推进剂供给装置主要功能 包括能为电推进试验提供流量稳定的液体推进剂；能够精确测量液体推进剂流量；能够进 行对强腐蚀性、强挥发性液体推进剂供给，安全性好；同时液体推进剂供给装置工作稳定， 流量要精确控制。本专利技术的技术方案如下电推进试验平台液体推进剂供给装置包括推进剂中转Jjfc箱、推进剂贮箱及流量测量装置、 推进剂管路装置、液体推进剂加注装置、髙压气源装置等。高压气源装置给液体推进剂加注装置提供平稳的高压气体。高压气源装置由高纯氮气气瓶、气瓶压力表、操纵气手动阀门、加注增压阀门、贮箱增压阀门以及吹气放液阀门组成。 高纯氮气气瓶提供高压气源。气瓶压力表监测气瓶内高纯氮气压强，当气瓶内高纯氮气压强 小于5MPa时，应更换高纯氮气气瓶。操纵气手动阀门主要的作用是为气动电磁阀提供操纵 气，加注增压阀门的主要作用是向推进剂中转贮箱内提供加注增压所需的高压气体，贮箱增 压阀门的主要作用是向推进剂贮箱内提供贮箱增压的高压气体，吹气放液阀门的主要作用是 在试验结束后将管内残留的推进剂吹除干净，避免管路内有残留物。液体推进剂加注装置使用高压气源通过中转贮箱增压阀门给中转贮箱增压，利用中转jC 箱和推进剂贮箱之间的压力差，把液体推进剂从中转贮箱转移到推进剂贮箱中，其压力可通 过减压器阀进行调节，中转贮箱内的压力可通过压力表进行监测。加注完毕后，使用推进剂 中转je箱放气阀门把中转贮箱中的压强泄掉。液体推进剂加注完成。中转贮箱是液体推进剂加注装置中液体推进剂来源，中转贮箱为液体推进剂加注装置提 供推进剂。中转贮箱釆用容积为5L,承压为lOMPa的不锈钢罐。推进剂贮箱及流量测量装置中的推进剂贮箱是液体推进剂加注装置中液体推进剂的最终 目的地，液体推进剂加注进入推进剂贮箱也是判断液体推进剂加注装置与方法是否可行的基 本指标。推进剂贮箱为一圆球体，容积为2L、设计压强为4MPa，箱体采用钛合金焊接而成， 具有可靠的结构强度与耐腐蚀性。液体推进剂供给装置使用高压气源通过贮箱增压阀门给液体推进剂歌箱增压，使得推进 剂贮箱与推进剂供给管路之间产生压力差，利用这个压力差把液体推进剂从推进剂IG箱挤入 推进剂供给管路中，液体推进剂经过过滤器过滤最终进入发动机，贮箱增压的压力可通过减 压器阀进行调节，推进剂贮箱内的压力可通过压力传感器进行监测。试验结束后可通过吹气 放液阀门向推进剂供给管路内充入高压气体，将管路内残留的推进剂吹除干净，避免管路内 有残留物，并通过贮箱放气阀门把推进剂贮箱内的压强泄掉。试验中液体推进剂的流量由流量测量装置进行测量。流量测量装置的全称是全弹性微小 流量测量装置， 一种全弹性微小流量测量装置，包括支撑架组件、精密分析天平、推进剂贮 箱、全弹性连接管路、控制阀门、单稳电磁阀门和压力补偿单元，其中关键部件为精密分析 天平和全弹性连接管路。精密分析天平水平安放在上支撑架的平台上；全弹性连接管路管路， 一端与推进剂贮箱入口处连接，另一端被弹性固定块固定在支撑架横梁上，该全弹性连接管 路采用直径2mm、内径为0.25mm的金属细管，而且必需保证金属管具有足够弹性。控制 阀门是指安装在支撑架上、肥箱上游和下游管路中的控制阀门，这些阀门用于对贮箱进行加 注、增压、供给等功能的控制。具体包括贮箱增压阀门、贮箱加注闽门、回吹阀门、液体阀 门、和压力传感器接通手阀，阀门接口为标准DN4、 37°接头并与相应管路上球头连接；单 稳电磁阀门安装在lt箱推进剂出口管路上，用来精确控制推进剂的供给时间；压力补偿单元，包括压力传感器及压力传感器接通手阀，压力传感器安装在贮箱增压阀门与增压气体进入推进剂ie箱之前的管路上，在压力传感器之前还安装有压力传感器接通手阀，可以控制压力补 偿单元开关状态。推进剂管路分为推进剂供给管路与推进剂吹除管路两部分。推进剂je箱受到高压气体的 挤压，打开推进剂液体阀门，推进剂从贮箱中流出进入推进剂供给管路内，经过滤器过滤进 入发动机，过滤器的作用是除去推进剂中的杂质，以免造成管路堵塞，对试验造成影响。推进剂吹除管路的作用是当试验结束后，推进剂供给管路主阀门关闭，停止供给推进剂，由 高压气源提供的高压气体进入管路，将管路内残留的推进剂经推进剂吹除管路进行清理，避 免管路内有残留物。操作完毕后，对管路进行放气泄压操作。放气装置放出的废气均排入集气腔内统一集中回收处理，废液将排入外部中和塔进行处 理，避免造成环境污染。本专利技术的优点在于(1) 电推进试验平台液体推进剂供给装置采用特别设计的管路连接和操作步骤，使得整 个供给过程中，液体推进剂始终处于一个密闭的环境中，能够用于具有挥发性，特别是具有 毒性的液体推进剂的供给工作。(2) 通过流量测量装置及压力传感器，能够准确测量液体推进剂的流量及发动机工作时 的喷前压。(3) 该液体推进剂供给装置在试验完毕后不会积存液体推进剂，液体推进剂管路都进行 了吹除。从而保证了现场试验人员进行推进剂供给操作以及其他操作时的安全。附图说明图l为配气装置原理图； 图2为推进剂贮箱及流量测量装置总装示意图。 1 .推进剂贮箱及流量测量装置 2 .推进剂中转贮箱3.推进剂中转贮箱液体阀门 5.推进剂过滤器7.推进剂液体阀门C8.推进剂回流阀B11 .过仓法兰接头12.推进剂过滤器A14.发动机喷前压压力传感器17.真空仓装置 18.高纯氮气气瓶20.推进剂加注增压减压器阀22.推进剂肥箱增压减压器阀24.推进剂贮箱增压减压器阀4.推进剂中转贮箱气压表 6.推进剂供给主管路气动电磁阀 9.玻璃管 IO.推进剂回流阀A 13.推进剂过滤器B15.发动机电磁阀 16.电推进发动机 19.推进剂加注增压阀门 21.推进剂贮箱增压阅门 23.推进剂主管路吹气放液阀门 25.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电推进试验平台液体推进剂供给装置，其特征在于：所述装置包括推进剂中转贮箱、推进剂贮箱及流量测量装置、推进剂管路装置、液体推进剂加注装置和高压气源装置；所述高压气源装置给所述电推进试验平台液体推进剂供给装置提供平稳的高压气体，包括高纯氮气气瓶、气瓶压力表、操纵气手动阀门、加注增压阀门以及吹气放液阀门，通过所述阀门控制为整个装置提供操纵气、贮箱增压气体、加注增压气体以及吹除增压气体；所述液体推进剂加注装置使用所述高压气源装置的高压气体，通过加注增压阀门给中转贮箱增压，利用中转贮箱和推进剂贮箱之间的压力差，把液体推进剂从中转贮箱转移到推进剂贮箱中，加注完毕后，使用所述液体推进剂加注装置中的中转贮箱放气阀门把中转贮箱中的压强泄掉； 所述电推进试验平台液体推进剂供给装置使用高压气源装置的气体通过所述贮箱增压阀门 给推进剂贮箱增压，使得推进剂贮箱与推进剂供给管路之间产生压力差，利用这个压力差把液体推进剂从推进剂贮箱挤入推进剂供给管路中，液体推进剂经过所述推进剂管路中供给管路的过滤器过滤进入发动机，试验完成后通过所述液体推进剂供给装置贮箱放气阀门把推进剂贮箱内的压强泄掉； 所述推进剂贮箱及流量测量装置包括支撑架、精密分析天平、推进剂贮箱和全弹性连接管路，在试验中对液体推进剂的流量进行测量；所述流量测量装置的关键部件为精密分析天平和全弹性连接管路；所述精密分析天平水平安放在所述支撑架 的平台上；所述全弹性连接管路，一端与推进剂贮箱入口处连接，另一端被弹性固定块固定在所述支撑架横梁上；所述推进剂管路分为推进剂供给管路与推进剂吹除管路两部分；所述推进剂供给管路包括过滤器、推进剂供给管路主阀门、推进剂液体阀门；所述推进剂贮箱受到高压气体的挤压，打开推进剂供给管路中的推进剂液体阀门，推进剂从贮箱中流出进入推进剂供给管路内，经所述供给管路中的过滤器过滤进入发动机；所述推进剂吹除装置包括推进剂液体阀门、回流阀门和玻璃管；当试验结束后，由高压气源提供的高压气体进入管路，将管路内残留的推进剂经所述推进剂吹除管路进行清理，避免管路内有残留物； 所述放气阀门放出的废气均排入该装置的集气管内统一集中回收处理，废液将排入外部中和塔进行处理。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汤海滨，訾振鹏，钟凌伟，张莘艾，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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