火箭发动机试车台介质排放回收系统

文档序号:186729 发布日期:2021-11-02 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 火箭发动机试车台介质排放回收系统 (Rocket engine test bed medium discharging and recovering system ) 是由 朱刘成 任守彬 张昉 刘永锋 施云波 唐佩俊 党冠华 杨宇航 刘雅剑 于 2021-06-16 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种火箭发动机试车台介质排放回收系统,该系统包括:介质贮罐、回收贮罐和增压装置。其中,介质贮罐通过加注管路连接介质槽车,用于为介质贮罐提供介质。回收贮罐通过回收管路连接到加注管路上,用于回收加注管路上的介质。回收贮罐与发动机之间通过排液管路连接,用于回收发动机的介质。回收贮罐与增压装置之间通过增压管路连接,用于为回收贮罐进行增压。回收贮罐上还具有排气管路,用于回收贮罐的气压排放。该系统通过将管路中的残余介质收集到回收贮罐中,然后利用氮气加压的方式对回收贮罐内的介质进行回收利用,整个工艺流程简单,使用安全可靠,回收效率高,且投资成本低。(The invention provides a medium discharging and recovering system for a rocket engine test bed, which comprises: a media storage tank, a recovery storage tank, and a pressurization device. The medium storage tank is connected with the medium tank car through a filling pipeline and used for providing medium for the medium storage tank. The recycling storage tank is connected to the filling pipeline through a recycling pipeline and is used for recycling media on the filling pipeline. The recovery storage tank is connected with the engine through a liquid discharge pipeline and is used for recovering media of the engine. The recovery storage tank is connected with the supercharging device through a supercharging pipeline and is used for supercharging the recovery storage tank. The recovery storage tank is also provided with an exhaust pipeline for discharging the gas pressure of the recovery storage tank. The system collects the residual medium in the pipeline into the recovery storage tank, and then utilizes the nitrogen pressurization mode to recycle the medium in the recovery storage tank, so that the whole process flow is simple, the use is safe and reliable, the recovery efficiency is high, and the investment cost is low.)

火箭发动机试车台介质排放回收系统

技术领域

本发明涉及火箭发动机介质排放回收技术领域,具体为一种火箭发动机试车台介质排放回收系统。

背景技术

液氧/液甲烷作为主要的工业原料,其在石油化工、冶金工业、电子工业、航空航天等方面有着广泛的应用。在这些行业中,对液氧/液甲烷的排放和回收都需单独设置冷量产生设备及储存设备,工艺流程复杂,占地较大、投资大且电能、动能等各种能量损耗大,因此造成液氧/液甲烷的回收成本较高且回收率及回收价值不高,以综合方面考虑,一定程度上导致了各种能源的浪费。特别是在航天技术领域,航天

技术领域

更是要求液氧/液甲烷排放回收系统可靠性高、回收效率高且投资成本低,但是目前来看,航天领域对于液氧/液甲烷的回收效率低、系统运行复杂、且设备成本高,这些问题导致整个试验成本急剧升高。

因此本领域技术人员亟需一种结构简单、安全可靠、回收效率高且成本低廉的介质排放回收系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种火箭发动机试车台介质排放回收系统。该系统使用氮气对介质进行增压挤压回收,其工艺流程简单,使用安全可靠,回收效率高,且投资成本低。既可以有效的保护环境,又解决了试验现场的安全排放、安全管控等安全问题。

本发明提供了一种火箭发动机试车台介质排放回收系统,该系统包括:介质贮罐、回收贮罐和增压装置,其中,所述介质贮罐通过加注管路连接介质槽车,用于为所述介质贮罐提供介质;所述回收贮罐通过回收管路连接到所述加注管路上,用于回收所述加注管路上的介质;所述回收贮罐与发动机之间通过排液管路连接,用于回收所述发动机的介质;所述回收贮罐与所述增压装置之间通过增压管路连接,用于为所述回收贮罐进行增压;所述回收贮罐上还具有排气管路,用于所述回收贮罐的气压排放。

本发明的实施方式中,该系统还具有防憋压管路,所述防憋压管路一端连接到所述加注管路上,另外一端连接到所述回收管路上,用于防止所述加注管路压力过大导致管路憋压。

本发明的实施方式中,所述加注管路上具有加注阀和贮罐加注阀,其中,所述加注阀位于所述加注管路的加注口与所述回收管路连接口之间,用于控制介质加注;所述贮罐加注阀位于所述回收管路接口与所述介质贮罐之间,用于控制介质流入流出所述介质贮罐。

本发明的实施方式中,所述加注管路上设置有加注过滤器,所述加注过滤器位于所述介质加注阀与所述回收管路接口之间,用于对加注的介质进行过滤。

本发明的实施方式中,所述回收管路上设置有回收阀,所述回收阀位于所述加注管路接口与防憋压管路接口之间,用于控制介质回收。

本发明的实施方式中,所述防憋压管路上设置有防憋压阀和单向阀,其中,所述防憋压阀用于控制所述加注管路上的气压排放;所述单向阀用于在打开所述防憋压阀时防止所述回收管路内的水汽进入所述加注管路内。

本发明的实施方式中,所述排液管路上设置有排液阀,用于控制所述排液管路的开合;所述增压管路一端连接到所述增压装置上,另外一端连接到所述排液阀与所述回收贮罐之间的所述排液管路上,且所述增压管路上设置有增压阀,用于控制管路开合。

本发明的实施方式中,排气管路上设置有排气阀,用于控制回收贮罐内的气体排放。

本发明的实施方式中,所述回收贮罐上设置有液位计和压力表,其中,所述液位计用于检测所述回收贮罐内的介质液位高度;所述压力表用于检测所述回收贮罐内的压力大小。

本发明的实施方式中,所述介质贮罐包括:低压贮罐和高压贮罐,其中,所述低压贮罐与所述加注管路连接,用于储存火箭发动机试验使用的低压介质;所述高压贮罐与所述加注管路连接,用于储存火箭发动机试验使用的高压介质。

根据上述实施方式可知,本发明实施例提供的一种火箭发动机试车台介质排放回收系统具有以下益处:该系统中的介质为液氧/液甲烷,该系统能够在液体火箭发动机在点火试验过程中,实现对试验管道和发动机进行换热预冷后未气化的液氧/液甲烷进行有效的回收利用。该系统还使用氮气来进行增压挤压回收,这种方式其工艺流程简单、运行稳定安全、响应速度快、回收率高且投资成本低。另外,还通过增加管道尺寸大小来实现液氧/液甲烷的快速回收。

应了解的是,上述一般描述及以下

具体实施方式

仅为示例性及阐释性的,其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分,其绘示了本发明的示例实施例,所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

如图1所示为本发明提供的一种火箭发动机试车台介质排放回收系统的结构图。

附图标记说明:

1-介质贮罐、2-回收贮罐、3-发动机、4-增压装置、5-介质槽车、6-加注管路、7-回收管路、8-排液管路、9-增压管路、10-排气管路、11-防憋压管路、12-加注阀、13-贮罐加注阀、14-加注过滤器、15-回收阀、16-防憋压阀、17-单向阀、18-排液阀、19-增压阀、20-排气阀、21-液位计、22-压力表、23-低压贮罐、24-高压贮罐。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

本发明提供了一种火箭发动机试车台介质排放回收系统,如图1所示为该系统的连接结构图。具体实施方式中,该系统包括:介质贮罐1、回收贮罐2和增压装置4。其中,介质贮罐1通过加注管路6连接介质槽车5,用于为介质贮罐1提供介质。本发明中,介质贮罐1中储存的介质为液氧/液甲烷,该介质用于液体火箭发动机试验。本实施例的具体实施方式中,介质贮罐1包括:低压贮罐23和高压贮罐24。其中,低压贮罐23与加注管路12连接,低压贮罐23用于储存火箭发动机试验使用的低压介质。高压贮罐24与加注管路12连接,高压贮罐24用于储存火箭发动机试验使用的高压介质。

回收贮罐2通过回收管路7连接到加注管路6上,用于回收加注管路6上的介质。

回收贮罐2与发动机3之间通过排液管路8连接,用于回收发动机3的介质。当要对发动机3进行点火试验前,试验管道和发动机3进行换热预冷后未气化的液氧/液甲烷需要通过排液管路8排进回收贮罐2中。

回收贮罐2与增压装置4之间通过增压管路9连接,增压装置4用于为回收贮罐2进行增压。本实施例中增压装置4为氮气增压装置,氮气化学性质很不活泼,适合用于加压气体。

回收贮罐2上还具有排气管路10,排气管路10用于回收贮罐2的气压过高时,将气体进行排放,防止回收贮罐2发生损坏。

另外,该系统还具有防憋压管路11,防憋压管路11一端连接到加注管路6上,另外一端连接到回收管路7上,用于防止加注管路6压力过大,将加注管路6的压力减小或转移至回收贮罐2。

本发明的具体实施方式中,加注管路6上具有加注阀12和贮罐加注阀13。其中,加注阀12位于加注管路6的加注口与回收管路7连接口之间,加注阀12用于控制介质从介质槽车5加注到介质贮罐1中。

贮罐加注阀13位于回收管路7接口与介质贮罐1之间,用于控制介质流入流出介质贮罐1。具体的,介质贮罐1包括低压贮罐23和高压贮罐24,加注管路6的两个支路分别连通低压贮罐23和高压贮罐24。连接低压贮罐23的支路上设置的贮罐加注阀13为低压加注阀,用于控制低压贮罐23的介质加注;连接高压贮罐24的支路上设置的贮罐加注阀13为高压加注阀,用于控制高压贮罐24的介质加注。

本发明的具体实施方式中,加注管路6上设置有加注过滤器14,加注过滤器14位于介质加注阀13与回收管路7接口之间,用于对加注的介质进行过滤,防止杂质进入介质贮罐1内。

回收管路7上设置有回收阀15,回收阀15位于加注管路6接口与防憋压管路11接口之间,用于控制介质进入回收贮罐2中。

防憋压管路11上设置有防憋压阀16和单向阀17,其中,防憋压阀16用于控制加注管路6上的气压排放,防止加注管路6内部气压过大造成加注管路的损坏,并且避免加注管路由于内部气体压力增加导致介质无法流通。

单向阀17用于在打开防憋压阀16时防止回收管路7内的水汽进入加注管路6内。

排液管路8上设置有排液阀18,用于控制排液管路8的开合。

增压管路9一端连接到增压装置4上,另外一端连接到排液阀18与回收贮罐2之间的排液管路8上或者是另外一端直接连接到回收贮罐2上,且增压管路9上设置有增压阀19,用于控制增压管路9的开合。

排气管路10上设置有排气阀20,排气阀20用于控制回收贮罐2内的气体排放,避免回收贮罐2内部气压过大,造成回收贮罐2的损坏。另外,回收贮罐2上设置有液位计21和压力表22。其中,液位计21用于检测回收贮罐2内的介质液位高度。压力表22用于检测回收贮罐2内的压力大小。

本发明的具体实施方式中,加注阀12、贮罐加注阀13、回收阀15、防憋压阀16、排液阀18、增压阀19和排气阀20这些阀门既可以实现现场手动开关,以应对突发情况。同时也可以实现远程电动或气动遥控开合,提升系统操作的安全性。

本发明的具体实施方式中,还通过增加各个管路的尺寸大小来实现液氧/液甲烷的快速回收。

本实施例中,该系统使用时,加注的介质为液氧/液甲烷。

其中,在对液体火箭发动机在点火试验前,试验管道和发动机需要进行换热预冷,换热预冷后未气化的液氧/液甲烷需要排放到回收贮罐2中。具体的,先使加注阀12、低压加注阀、高压加注阀、回收阀15、防憋压阀16、增压阀19、排气阀20都处于关闭状态。对液体火箭的发动机3进行换热预冷后,打开排液阀18,排放的液氧/液甲烷经过排液管路8排放到回收贮罐2中,刚进到回收贮罐2中的液体换热会产生气化气体,打开排气阀20,将气化气体经排气管路10排放至大气中。

当要将回收贮罐2中的液氧/液甲烷通过增压的方式挤压回收到低压贮罐23或高压贮罐24时。先使加注阀12、回收阀15、防憋压阀16、排液阀18以及排气阀20都处于关闭状态,再打开低压加注阀或高压加注阀,即加注管路6连接低压贮罐23或高压贮罐24支路上的贮罐加注阀13。增压装置4提供一定压力的氮气,打开增压阀19使得增压装置4对回收贮罐2进行增压。待回收贮罐2上的压力表22显示增压到预定的压力后,打开回收阀15把回收贮罐2中的液氧/液甲烷经回收管路7、加注管路6挤压回收到低压贮罐23或高压贮罐24中,做发动机点火试车的介质回收利用。

当要将回收贮罐2中的液氧/液甲烷通过增压的方式挤压回收到介质槽车5时。先使加注阀12、低压加注阀、高压加注阀、防憋压阀16、排液阀18以及排气阀20都处于关闭状态,回收阀15处于打开状态。然后增压装置4提供一定压力的氮气,打开增压阀19使得增压装置4对回收贮罐2进行增压。待回收贮罐2上的压力表22显示增压到预定的压力后,打开加注阀12把回收贮罐2中的液氧/液甲烷经回收管路7、加注管路6挤压回收到介质槽车5中。

当液氧/液甲烷通过增压的方式挤压回收完毕后。当回收贮罐2液位计21显示低液位时,关闭加注阀12、低压加注阀、高压加注阀、回收阀15、排液阀18以及增压阀19。打开排气阀20,防止回收贮罐2残留的液体气化后造成贮罐憋压。打开防憋压阀16,防止加注管路6中残留的液体气化后造成管路憋压,气化的气体经防憋压管路11排放到回收贮罐2中,再经过排气管路10排放至大气中。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,在不脱离本发明的构思和原则的前提下,任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

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