[实用新型]发动机推进剂温度调节装置

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机试验领域，具体涉及发动机的热环境模拟试验中推进剂温度调节装置。

背景技术

目前，在发动机推进剂热环境模拟试验技术领域，加热手段主要采用对流、传导、辐射、感应等多种方式。由于发动机使用的推进剂比较特殊，并不能采用常用加热方式进行温度调节。常规发动机氧化剂主要采用四氧化二氮，该液体是一种酸性液体，与水混合会形成硝酸、亚硝酸类物质，具有极强的腐蚀性，且本身具有毒性；燃料主要采用肼类物质，该类液体具有极大的毒性，对于人体肝脏功能有很强的破坏性，若接触时间过长或量过大，会对人体产生很大的伤害。

在发动机试验领域，对于推进剂的加热，通常采用保温法、热水平衡法等温度调节方式。前者由于受环境因素影响较大，并不能对推进剂温度进行大范围的调节；后者由于需要的换热时间较长，常常需要耗费较大的人力物力，但对于推进剂的加热效果明显，且只要保持热水温度不发生变化就可以容易维持稳定，因此较常采用。

在发动机热环境试验中，要求对推进剂进行高达80℃的加热，且根据试验工况的不同，需要实现推进剂温度在20℃～80℃之间快速调节。由于发动机试验的特殊性，常常需要在规定时间内完成发动机试验考核任务，而目前采用的热水平衡法很难在短时间内实现推进剂温度的调整，当发动机在试车状态下维持时间过长，受推进剂浸泡的连接口处会产生密封件腐蚀现象，造成推进剂泄漏，严重威胁试验任务的安全性。

此外，由于发动机推进剂自身的特殊性，当温度升高时其饱和蒸汽压会快速上升，以氧化剂四氧化二氮为例，在80℃时其饱和蒸汽压达到了1.23MPa，在如此高温条件下，若推进剂自身压力不高，便会产生推进剂蒸汽，推进剂蒸汽在管路中夹杂供应至发动机燃烧室后，很容易引起发动机工作不稳定，严重时会使发动机喷管喉部烧穿，从而导致试验失败。因此在推进剂的加热过程中必须保证推进剂压力大于在该温度下的饱和蒸汽压，以保证推进剂一直处于液态，而传统的热水平衡法加热过程漫长，且增压加热较难实现，很难保证发动机试验任务的顺利进行。

发明内容

为了解决现有的发动机推进剂加热方式存在燃料毒性大、加热过程漫长、容易产生推进剂蒸汽的技术问题，本实用新型提供一种发动机推进剂温度调节装置。

本实用新型的技术解决方案：

一种发动机推进剂温度调节装置，其特殊之处在于：包括控制器、加热组件、换热容器以及温度采集组件，所述加热组件包括加热容器、设置在加热容器内的加热装置，所述加热容器的出口与换热容器的加注口连通，所述换热容器的出口通过循环水泵与加热容器连通，盛放推进剂的贮箱放置在换热容器内，所述温度采集组件包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在换热容器内，用于感应换热容器内的温度，所述第二温度传感器设置在加热容器内，用于感应加热容器内的温度，所述第一温度传感器和第二温度传感器的输出端均与控制器连接，所述控制器控制加热装置的启停。

还包括压力调节组件，所述压力调节组件包括气垫箱以及调压截止阀，所述气垫箱的出口通过调压截止阀与贮箱连通。

还包括排放组件，所述排放组件包括放气截止阀以及排放管路，所述排放管路通过放气截止阀与贮箱连通。

上述加热容器内盛放的加热介质为水。

本实用新型所具有的优点：

1、本实用新型采用水浴式加热方式，继承传统热平衡法的优点，集成加热介质的加热、换热、循环、自动控制功能于一体，采用闭环控制技术，可以自主调节推进剂加热设置，满足推进剂的快速温度调节要求。

2、本实用新型的贮箱采用高强度钛合金材料，利用钛合金的优异传热性能和与推进剂一级相容的特性，有效保证了热量传递的有效性和加热系统的安全。

3、本实用新型将温度调节装置加热组件与放置推进剂贮箱的换热容器相隔，避免了推进剂直接与明火、电火花接触的风险，保证了试验系统的安全。

4、本实用新型在推进剂加热的同时可以通过气垫箱为贮箱内的推进剂进行增压，规避了推进剂汽化的风险，保障了发动机试验的顺利进行。

附图说明

图1为发动机推进剂温度调节装置原理示意图；

其中附图标记为：1-加热容器，2-换热容器，3-加热装置，4-第二温度传感器，5-循环水泵，6-贮箱支架，7-第一温度传感器，8-气垫箱，9-放气截止阀，10-贮箱，11-调压截止阀，12-加注截止阀。

具体实施方式