[发明专利]一种发动机管路内的推进剂吹除装置

说明书

技术领域

本发明属于电弧加热发动机领域，涉及一种推进剂吹除装置，具体涉及一种发动机管路内的推进剂吹除装置。

背景技术

小功率(0.1-3kW)的电弧加热发动机(Arcjet)具有比冲高、推力小、控制精度高、结构简单等优点，被广泛应用以承担同步卫星和中低轨道卫星的位置保持、轨道控制、姿态调整等各项任务。电弧加热发动机(Arcjet)以肼(N₂H₄)为推进剂不仅能获得较高的性能，同时由于与化学推进系统共用推进剂贮罐与阀门，可以使推进系统的结构更加简单、质量更轻，因而更具有工程应用的优越性。

肼电弧加热发动机管路内的推进剂吹除工作是发动机研制和试验中的关键技术之一。在肼电弧加热发动机的研制过程中，特别是在进行地面试验的过程中，发动机的管路中会通入推进剂肼。由于肼具有腐蚀性、粘附性极强和极其容易挥发的性质；如果不能及时将管路内的肼吹除或者吹除的不够干净，就会对供给管路产生腐蚀，而且肼很容易分解，特别是在高温的情况下，可以迅速的分解产生大量的气体(N₂和H₂)，生成高压的气体，对管路或者其他部件造成一定的破坏，甚至会产生爆炸，造成严重的事故。另外，肼属于剧毒物质，根据以N₂H₄为推进剂低功率电弧加热发动机的液体管路的实际情况，针对N₂H₄的强腐蚀性、强挥发性、剧毒、高温条件下极易分解等特殊性质。如果管路中残留有肼，可能会对操作人员造成一定的伤害。当完成肼电弧加热发动机试验或者试验过程中遇到特殊情况，需要停机进行故障排除时，一定要将管路内的推进剂——N₂H₄，尽可能完全吹除出管路、吹回推进剂贮罐或者排到中和塔中。

鉴于以上情况，在发动机研制过程中，肼电弧加热发动机管路内的推进剂吹除，特别是地面试验过程中是保障管路、设备安全和操作人员的人身安全的非常重要的技术之一。

另外，由于肼属于高危险的物质，吹除出管路的肼也需要送到专门的单位，由专业人员来处理，所以要尽可能地将管路内仍可以使用的肼回挤到推进剂贮罐内。这样不仅减少了肼的浪费，也使废液处理的工作负担极大地减轻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机管路内的推进剂吹除装置，首先通过回挤回路将管路内仍可以使用的推进剂最大限度地回挤到推进剂贮罐内；然后通过出舱回路将管路内剩余的推进剂吹除出管路，排到中和塔中，这样就可以将管路中的推进剂全部吹除出去，满足管路内基本没有推进剂残余的管路吹除要求。这样保障了管路、设备安全和操作人员的人身安全，并且还减少了废液处理的负担，同时较少了推进剂的浪费。

一种发动机管路内的推进剂吹除装置，包括出舱回路、吹气回路、贮罐放气回路、操纵气回路和回挤回路。回挤回路用来使管路内的推进剂回挤到推进剂贮罐，出舱回路用来将管路内没有被回挤到推进剂贮罐的残余推进剂吹除出管路，吹气回路用来为整个吹除过程提供吹除气体，贮罐放气回路用来放出推进剂贮罐内的气体，使推进剂能够回挤到推进剂贮罐，操纵气回路用来控制系统中的气动阀；贮罐放气回路连通后对回挤回路的推进剂贮罐卸压，接着由操纵气回路控制与回挤回路连接的吹气回路，由吹气回路将吹除气体吹入回挤回路的各回挤支路内，分别对回挤回路的各段依次吹除，将回挤回路的各回挤支路内的推进剂回挤到推进剂贮罐；回挤回路断开后，与其连接的出舱回路连通，由操纵气回路控制与回挤回路连接的吹气回路，由吹气回路将吹除气体供入到回挤回路内，将回挤回路内残余的推进剂通过连接的出舱回路吹出至中和塔中。