[发明专利]一种羽流试验平台高压高纯氮气配气装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于真空科学技术领域，具体涉及卫星热真空试验及电推进、化学推进发动机羽流试验中所需高压、高纯氮气的配气装置及其应用方法。

背景技术

北京航空航天大学的“真空羽流效应试验系统”(多功能羽流试验平台)是多用途试验装置，主要用于航天姿、轨控发动机羽流试验研究，同时兼顾卫星等热真空试验。由于羽流试验平台可进行的试验种类繁多，试验中需配有氮气源，且不同用途试验所需的氮气压力不同，这导致其配套的高压高纯氮气配气装置管路复杂，需要大量元器件对管路中的氮气压力进行控制。一般情况下，由于热真空试验及发动机羽流试验的时间较长，为保证试验顺利进行，氮气供给不能间断，由于氮气瓶存储的氮气量小且更换麻烦，不宜采用氮气瓶作为氮气源，这就要求高压高纯氮气配气装置同时具备能够长时间不间断提供氮气的能力。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种既适用于卫星热真空试验又适用于电推进、化学推进发送机羽流试验所需的高压高纯氮气配气装置及其应用方法。本发明具备能够长时间不间断给高压高纯氮气配气装置提供氮气的能力，同时，为了操作人员更方便、更快捷、更安全的操作高压高纯氮气配气装置，将系统管路集中布局。

本发明的一种羽流试验平台高压高纯氮气配气装置，包括高压高纯氮气生成系统和高压高纯氮气输送系统，高压高纯氮气生成系统用于制造高压高纯氮气并将其存储，氮气利用液氮生产；高压高纯氮气输送系统用于氮气过滤、减压及配送。

一种高压高纯氮气生成系统的应用方法，包括以下几个步骤：

步骤一，2立方液氮罐液氮加注；

步骤二，打开低温液氮供应手阀、低温液氮排空手阀；

步骤三，观察低温液氮排空手阀出口，是否有液氮持续排出；

步骤四，当有液氮持续排出时，关闭低温液氮排空手阀，打开高压氮气罐进气手阀；

步骤五，启动高压液氮泵，实现向高压氮气罐的高压储气。

一种高压高纯气氮输送系统的应用方法，包括以下几个步骤：

步骤一，打开主控管路手阀、主控管路放气手阀，调节主控管路减压阀至给定压力15～20MPa；

步骤二，调好后，关闭主控管路放气手阀；

步骤三，打开支控管路手阀、支控管路放气手阀，调节支控管路减压阀至各自所需压力；

步骤四，调好后，关闭支控管路放气手阀；

步骤五，打开支控管路出气手阀实现第一、第二、第三、第四、第五、第六支控管路的供气。

本发明的优点在于：

(1)能同时满足卫星热真空试验及电推进、化学推进发动机羽流试验多种试验需求；

(2)试验所需高纯氮气由液氮经汽化装置生成；

(3)能够提供压强恒定的高压氮气，氮气压力范围0.1～15MPa可调；

(4)各支控管路入口处设有过滤器，能够过滤颗粒物杂质，防止氮气中混有颗粒杂质堵塞管路损坏终端设备；

(5)高压氮气生成系统可以产生20MPa高纯、高压氮气，并存储；

(6)配有4立方高压氮气罐，长时间持续供气；

(7)各支控管路压力调节及供气灵活，可独立工作、也可多管路同时工作，互不影响；

(8)高压氮气输送系统中各支控制管路集中布局在室内，便于操作人员室内集中操作控制，不受季节影响；

(9)室内操作人员旁边设有氧气浓度报警装置，防止氮气浓度过高危害人体。

附图说明

图1是本发明提供的高压高纯氮气配气装置原理图；

图2是本发明的高压高纯氮气生成系统与高压高纯氮气输送系统安装位置示意图；

图3是本发明的高压高纯气氮生成系统操作方法图；

图4是本发明的高压高纯气氮输送系统操作方法图。

图中：

100-高压高纯氮气生成系统 200-高压高纯氮气输送系统

101-液氮罐               102-低温液氮供应手阀      103-液体过滤器

104-低温液氮排空手阀     105-高压液氮泵            106-空温式汽化器

107-氮气排空手阀         108-高压氮气罐进气手阀    109-高压氮气罐

110-排污手阀             111-远程压力表            112-现场压力表