【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于航天液體火箭發(fā)動機試驗，具體涉及一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙。
技術(shù)介紹
1、在航天液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗領(lǐng)域，目前使用的真空艙大多為圓柱形艙體，結(jié)構(gòu)較簡單，功能較單一，僅僅滿足發(fā)動機高空模擬試驗的真空度要求，功能性缺失嚴重。大多數(shù)真空艙僅為了滿足試驗要求，艙內(nèi)空間狹小，人員操作困難，安全性較差，系統(tǒng)可靠性不高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服傳統(tǒng)真空艙功能單一、操作困難、安全性差的不足，本專利技術(shù)提出了一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙。
2、本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：
3、一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，包括艙體、艙門、熱沉系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氣體置換系統(tǒng)、反拱形爆破裝置、排污系統(tǒng)、安裝平臺、操作平臺、推進劑供應(yīng)管路、測控設(shè)備。
4、所述艙體為立方體形，臥式水平放置，外部焊接井字形碳鋼加強筋。艙體內(nèi)部的工作壓力為0～0.1mpa，工作溫度為-20～150℃。
5、所述艙門為矩形，位于艙體上，包括兩側(cè)艙門、頂部艙門，兩側(cè)艙門位于艙體兩側(cè)，共設(shè)置2個，用于人員、小型地面設(shè)備進出。頂部艙門位于艙體頂部，用于發(fā)動機、推力測量裝置進出。
6、所述熱沉系統(tǒng)為不銹鋼管板結(jié)構(gòu)，不銹鋼管內(nèi)部通入冷卻水，在艙體內(nèi)形成一個夾層，用于艙體換熱，降低艙體內(nèi)的環(huán)境溫度。
7、所述消防系統(tǒng)包括水消防和氮氣消防，用于艙體內(nèi)推進劑泄漏或起火時消防滅火。
8、所述氣體置換
9、所述反拱形爆破裝置安裝在艙體側(cè)壁上，當艙體內(nèi)超壓時，反拱形爆破裝置啟動，迅速將艙體內(nèi)壓力瀉出。
10、所述排污系統(tǒng)用于艙體內(nèi)積液排出。
11、所述安裝平臺位于艙體內(nèi)，用于安裝推力測量裝置及發(fā)動機。
12、所述操作平臺用于操作人員站立操作，艙體內(nèi)部分位于安裝平臺四周，艙體外部分位于艙體外穿艙艙口的法蘭密集區(qū)域。
13、所述推進劑供應(yīng)管路固定在艙體上，由艙體頂部的穿艙法蘭自上而下進入艙體內(nèi)，沿艙體頂部內(nèi)側(cè)鋪設(shè)至發(fā)動機后端，并設(shè)置有接口。
14、所述測控設(shè)備為發(fā)動機控制、測量信號的傳輸通道，包括轉(zhuǎn)接柜、測控線纜，測控線纜從穿艙法蘭進入艙體內(nèi)，通過轉(zhuǎn)接柜轉(zhuǎn)接，從安裝平臺兩側(cè)至發(fā)動機。轉(zhuǎn)接柜及測控線纜穿艙接口位于艙體后端遠離發(fā)動機位置。
15、上述真空艙，還包括觀察窗。
16、所述觀察窗安裝在位于發(fā)動機兩側(cè)的艙體側(cè)壁穿艙接口上，用于觀察發(fā)動機噴管及非接觸式溫度測量。
17、觀察窗與艙體側(cè)壁穿艙接口之間設(shè)置密封圈。在艙體側(cè)壁穿艙接口的密封圈處，設(shè)置水冷流道，用于降低密封圈部位的溫度。
18、上述真空艙，所述觀察窗為石英玻璃，兩面鍍增透膜。
19、觀察窗厚度為20mm。
20、所述密封圈為氟橡膠o型密封圈。
21、上述真空艙，在遠離發(fā)動機一側(cè)艙壁中心開設(shè)dn2200開孔，采用盲板封堵。盲板上呈三角形安裝三處氣動蝶閥，氣動蝶閥入口安裝噴嘴，用于系統(tǒng)調(diào)試時吸入空氣，模擬發(fā)動機燃氣。在后續(xù)真空艙使用過程中，dn2200盲板可拆除，dn2200開孔可安裝來流系統(tǒng)，可開展吸氣式發(fā)動機點火試驗。
22、上述真空艙，所述艙體為s30408材質(zhì)，艙體的長×寬×高為10m×6m×6m。兩側(cè)艙門的寬×高為1.5m×2.5m，頂部艙門的寬×長為3.5m×6m。
23、上述真空艙，所述熱沉系統(tǒng)設(shè)置7個分區(qū)，在艙體的6個側(cè)面各設(shè)置1個分區(qū)，艙體頂部艙門對應(yīng)位置設(shè)置1個分區(qū)，艙體頂部艙門的1個分區(qū)為可移動分區(qū)。
24、所述艙體頂部及艙體艙底部的3個分區(qū)整體呈3°角度鋪設(shè)。
25、每個分區(qū)兩端設(shè)置水管，兩端的水管為一進一出，冷卻水均是低進高出。每個分區(qū)在最低點設(shè)置排水口，排水口匯總至總排水管上，在總排水管上安裝排水閥。
26、上述真空艙，所述氮氣消防包括兩個半圓形dn50不銹鋼消防環(huán)及dn50供氣管路。
27、所述供氣管路包括總供氣管路、分支供氣管路，總供氣管路從穿艙接口進入艙體內(nèi)，通過三通分為兩路，分別從中間位置進入兩個半圓形消防環(huán)。三通位于兩個半圓形消防環(huán)的對稱軸線上，兩路分支供氣管路對稱布局。兩個半圓形消防環(huán)安裝在擴壓器四周，在面朝發(fā)動機一側(cè)的管壁上設(shè)置內(nèi)外兩圈出氣孔，內(nèi)圈出氣孔的方向與發(fā)動機軸線呈45°，用于發(fā)動機附近區(qū)域的消防；外圈出氣孔的方向與發(fā)動機軸線呈30°，用于發(fā)動機后方推力測量裝置附近區(qū)域的消防。
28、所述水消防位于艙體頂部艙門四周，包括dn50不銹鋼管、噴頭。噴頭軸線傾斜20°朝向艙體內(nèi)的安裝平臺，用于艙體內(nèi)起火時的緊急消防。
29、上述真空艙，所述氣體置換系統(tǒng)包括2臺排氣扇、2臺真空蝶閥。
30、所述真空蝶閥安裝在艙體側(cè)壁的穿艙接口上，2臺真空蝶閥成對角布置。在真空蝶閥出口安裝排氣扇，遠離發(fā)動機一端排氣扇將外界氣體抽進艙體內(nèi)，靠近發(fā)動機一端排氣扇將艙體內(nèi)氣體抽出艙體外。
31、上述真空艙，所述排污系統(tǒng)包括不銹鋼排污管道、過濾器、排污閥、排污池。
32、艙體下壁面成3°角布置，遠離發(fā)動機一端為最低點，在最低點艙體壁上設(shè)置dn100穿艙接口，穿艙接口外側(cè)安裝80目過濾器，過濾器出口安裝dn100排污閥門，排污閥門出口由不銹鋼排污管道引至排污池。
33、上述真空艙，所述操作平臺包括扶梯、護欄、花紋鋼板、支撐立柱。
34、本專利技術(shù)的有益效果是：
35、一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，集成了熱沉系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氣體置換系統(tǒng)、超壓泄放系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、觀察窗、安裝平臺、操作平臺、推進劑供應(yīng)管路、測控設(shè)備、穿艙接口的功能，相比現(xiàn)有的真空艙，可靠性和操作便利得到大度提升。
36、一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，采用方形艙體設(shè)計，艙內(nèi)可利用空間大。艙體基板采用s30408材質(zhì)，放氣率低，有利于艙內(nèi)高真空度維持。外部焊接井字形碳鋼加強筋，起到加強艙體強度和剛度的作用，經(jīng)濟性好。
37、一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，熱沉系統(tǒng)艙頂及艙底部3個分區(qū)整體呈3°角度鋪設(shè)，相比于平鋪方式有兩方面優(yōu)勢：一是冷卻水采用低進高出方式，能夠?qū)崿F(xiàn)熱沉管路內(nèi)部滿液，達到最佳的換熱效果。二是在每個分區(qū)最低點設(shè)置排水口，試驗結(jié)束后，有利于熱沉內(nèi)部積水完全排出，避免冬季冷卻水結(jié)冰脹裂管路。
38、一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，考慮到了調(diào)試便利性及后期擴展性，在遠離發(fā)動機一側(cè)艙壁中心開設(shè)dn2200開孔，采用盲板封堵。盲板上呈三角形安裝三處氣動蝶閥，氣動蝶閥入口安裝噴嘴，用于系統(tǒng)調(diào)試時吸入空氣，模擬發(fā)動機燃氣。為整個高空模擬試驗系統(tǒng)建成后的全系統(tǒng)調(diào)試提供了便利。在后續(xù)真空艙使用過程中，dn2200盲板可拆除，dn2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，其特征在于，包括艙體、艙門、熱沉系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氣體置換系統(tǒng)、反拱形爆破裝置、排污系統(tǒng)、安裝平臺、操作平臺、推進劑供應(yīng)管路、測控設(shè)備；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，還包括觀察窗；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述真空艙，其特征在于，所述觀察窗為石英玻璃，兩面鍍增透膜；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，在遠離發(fā)動機一側(cè)艙壁中心開設(shè)DN2200開孔，采用盲板封堵；盲板上呈三角形安裝三處氣動蝶閥，氣動蝶閥入口安裝噴嘴，用于系統(tǒng)調(diào)試時吸入空氣，模擬發(fā)動機燃氣；在后續(xù)真空艙使用過程中，DN2200盲板可拆除，DN2200開孔可安裝來流系統(tǒng)，可開展吸氣式發(fā)動機點火試驗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述艙體為S30408材質(zhì)，艙體的長×寬×高為10m×6m×6m；兩側(cè)艙門的寬×高為1.5m×2.5m，頂部艙門的寬×長為3.5m×6m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述熱沉系統(tǒng)設(shè)置7個分區(qū)，在艙體的6個側(cè)面各設(shè)置1個分區(qū)，艙體頂部艙門對應(yīng)位置設(shè)置
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述氮氣消防包括兩個半圓形DN50不銹鋼消防環(huán)及DN50供氣管路；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述氣體置換系統(tǒng)包括2臺排氣扇、2臺真空蝶閥；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述排污系統(tǒng)包括不銹鋼排污管道、過濾器、排污閥、排污池；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述操作平臺包括扶梯、護欄、花紋鋼板、支撐立柱。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗的真空艙，其特征在于，包括艙體、艙門、熱沉系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氣體置換系統(tǒng)、反拱形爆破裝置、排污系統(tǒng)、安裝平臺、操作平臺、推進劑供應(yīng)管路、測控設(shè)備；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，還包括觀察窗；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述真空艙，其特征在于，所述觀察窗為石英玻璃，兩面鍍增透膜；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，在遠離發(fā)動機一側(cè)艙壁中心開設(shè)dn2200開孔，采用盲板封堵；盲板上呈三角形安裝三處氣動蝶閥，氣動蝶閥入口安裝噴嘴，用于系統(tǒng)調(diào)試時吸入空氣，模擬發(fā)動機燃氣；在后續(xù)真空艙使用過程中，dn2200盲板可拆除，dn2200開孔可安裝來流系統(tǒng)，可開展吸氣式發(fā)動機點火試驗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空艙，其特征在于，所述艙體為s30408材...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙明，宋家豪，趙飛，李民民，張麗娜，李廣會，劉陽，李云恒，黃鵬輝，邢立明，楊健，任哲，李亮，張騰飛，張嘯宇，
申請(專利權(quán))人：西安航天動力試驗技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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