[发明专利]全弹性微小流量测量装置之管路结构

说明书

技术领域：

本发明涉及一种全弹性微小流量测量装置之管路结构，具体涉及无水肼推进剂安全操作、使用以及微小流量测量技术领域。

背景技术：

液体微小流量测量技术被广泛应用于多种领域，也是航天领域某些发动机研制与应用中的关键、难点技术。

小功率电弧加热发动机被广泛应用于同步卫星和中低轨道卫星的位置保持、轨道控制等任务。为配合以N₂H₄为推进剂电弧加热发动机的研制，研制了一套适用于N₂H₄流量测量的全弹性稳态称重法微小流量测量装置，该套装置可以满足以N₂H₄为推进剂小功率电弧加热发动机10mg/s～60mg/s推进剂流量测量的要求。

然而，肼是一种具有类似氨臭味的无色透明液体，具有很强的吸湿性，易挥发并且蒸汽与大气中水结合会产生白色烟雾。肼具有很强的还原性，与许多具有氧化性的化学物质反应都会产生剧烈的反应，与铁锈等物质接触后剧烈反应并释放大量热量。同时，肼为II级高度危害毒物，对人体具有很大的伤害性。管路中的肼在电火花作用下会产生爆炸现象，因此要求肼推进剂供给管路除了具备推进剂加注、供给等常规功能外，还需要具备对管路内推进剂吹除、清理的功能，壁面管路设计中存在盲管和管路积存推进剂的现象。在具体使用过程中谨慎操作、使用，务必保证使用安全性。

为此，根据肼自身的特点与流量测量系统的功能要求，全弹性稳态称重法微小流量测量系统采用了一种全新的管路布置方式。该管路布置方式能够实现流量测量装置中推进剂加注、推进剂回吹、推进剂供给、推进剂贮箱增压、贮箱放气等功能，既实现了对肼的正常操作也实现了对管路内肼推进剂处理的功能，提高了对肼操作的安全性；并且采用具有良好弹性的不锈钢细管作为贮箱与流量测量系统支撑架之间的连接管路，避免了非弹性连接管路对微小流量测量的误差影响。

创新性的布管方式，使流量测量装置具有良好的使用功能性，保证测得液体推进剂微小流量，同时提高肼在使用中的安全性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种全弹性微小流量测量装置之管路结构，以创新性设计的管路布置方式，实现了全弹性稳态称重法微小流量测量装置肼推进剂加注、推进剂回吹、推进剂供给、贮箱增压、贮箱放气等功能。具体使用中可以通过相关操作，实现肼这一有毒、易挥发危险液体的安全操作；所设计的弹簧状不锈钢细管，可以有效解决常规流量测量系统中非弹性连接管路对于流量测量所产生的误差。该套流量测量系统中独特的管路布置方式，解决了N₂H₄小功率电弧加热发动机微小流量供给与测量的功能需求，同时大大提高了肼使用过程中的安全性。

本发明的技术方案如下：

本发明一种全弹性微小流量测量装置之管路结构，由推进剂加注管路、推进剂供给管路、贮箱增压管路、回吹气体管路、贮箱放气管路以及相应的管路控制阀门组成。

推进剂加注管路的功能是将存储于中转容器中的肼推进剂加注到推进剂贮箱内，以备试验中使用。推进剂加注管路的一端与暂时存储推进剂的中转容器相连，另一端与推进剂贮箱连接，在推进剂加注管路上设置有用于管路开关控制的贮箱加注阀门。

推进剂供给管路的功能是将贮箱内的推进剂供给给发动机。推进剂供给管路通过一推进剂管路弹性弯管与推进剂贮箱连接，且与推进剂加注管路共用一个接口，在推进剂供给管路上设置有用于控制推进剂供给管路开关与功能转换的液体阀门。

贮箱增压管路的功能是向推进剂贮箱输入增压气体，用以挤压推进剂贮箱内的推进剂实现对发动机推进剂供给。贮箱增压管路的一端与增压气体气源相连，另一端通过一增压气体管路弹性弯管与推进剂贮箱相连，在贮箱增压管路上设置有用于控制贮箱增压管路开关的贮箱增压阀门；其中，在贮箱增压管路上进一步设置有一压力传感器，通过贮箱增压传感器管路与贮箱增压管路上的贮箱增压管路四通连接器相连；在贮箱增压传感器管路上设置有用于控制贮箱压强传感器开关的贮箱增压传感器管路控制阀门。

回吹气体管路的功能是通过回吹气体将推进剂加注过程中，推进剂加注管路内的推进剂一部分吹进推进剂贮箱，另一部分回吹到推进剂中转容器中，保证推进剂加注管路在使用完毕后管内不会存在大量积存推进剂。回吹气体管路一端连接外部的气源，另一端连接贮箱加注管路，在回吹气体管路上设置有控制回吹气体管路开关的回吹阀门。