專利名稱：一種液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電弧加熱發(fā)動機領(lǐng)域，具體涉及一種液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法。
背景技術(shù)：
電弧加熱發(fā)動機Arcjet具有比沖高、推力小、控制精度高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，被廣泛用 以承擔(dān)同步衛(wèi)星和中低軌道衛(wèi)星的位置保持、軌道控制等任務(wù)。
電弧發(fā)動機以肼為推進(jìn)劑不僅能獲得較高的性能，同時由于與化學(xué)推進(jìn)裝置共用推進(jìn)劑 JC箱與閥門，可以使推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單、質(zhì)量更輕，因而更具有工程應(yīng)用的優(yōu)越性。 目前國內(nèi)外研制的小功率電弧加熱發(fā)動機廣泛使用肼作為推進(jìn)劑。肼推進(jìn)劑具有毒性，并具 有揮發(fā)性，所以必須使用一種特殊設(shè)計的加注裝置以及方法來為電弧發(fā)動機試驗提供肼推進(jìn) 劑。
因為電弧發(fā)動機使用的肼推進(jìn)劑工作流量非常小，所需的肼推進(jìn)劑總量也非常少，而目 前國內(nèi)已有的肼推進(jìn)劑加注裝置都是為大使用量肼推進(jìn)劑試驗設(shè)計的，并不適用于電弧加熱 發(fā)動機試驗。目前國內(nèi)還沒有專門為電弧加熱發(fā)動機試驗設(shè)計的肼推進(jìn)劑加注裝置。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一套液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法。根據(jù)以肼為推進(jìn)劑低功率電 弧加熱發(fā)動機試驗研究中液體推進(jìn)劑加注的實際需求，針對強腐蝕性、強揮發(fā)性肼推進(jìn)劑加 注的特殊要求，發(fā)明了適用于肼推進(jìn)劑加注的一種液體推進(jìn)劑加注裝置與方法。發(fā)明采用壓 力差加注的方式，實現(xiàn)肼推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱加注到推進(jìn)劑貯箱中；發(fā)明釆用特殊的管路連接 方式以及操作方法，成功避免了肼推進(jìn)劑的外泄問題，解決了管路殘留肼推進(jìn)劑的問題，保 證了試驗的安全性。該液體推進(jìn)劑加注裝置與方法成功實現(xiàn)肼推進(jìn)劑的加注，為低功率電弧 加熱發(fā)動機試驗研究與工程應(yīng)用提供了必要的前提基礎(chǔ)。
本發(fā)明提供了一種液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法，能夠為電弧加熱發(fā)動機試驗提供肼推 進(jìn)劑的加注，滿足電弧加熱發(fā)動機試驗要求。
該液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法可以用在其他液體推進(jìn)劑加注的場合或是需要液體轉(zhuǎn)移 的場合。使用該液體推進(jìn)劑加注裝置和方法加注液體推進(jìn)劑或是轉(zhuǎn)移其他用途液體，能夠使 得要加注的液體推進(jìn)劑或是要轉(zhuǎn)移的其他用途液體始終處于一個密閉的推進(jìn)劑加注裝置內(nèi)部 的環(huán)境中，從而可以使用該液體推進(jìn)劑加注裝置加注或是轉(zhuǎn)移易揮發(fā)性、有毒、污染性、或是需要與空氣隔絕的液體推進(jìn)劑或是其他用途液體。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下該液體推進(jìn)劑加注裝置由高壓氣源裝置、中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置、 推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置、推進(jìn)劑吹除裝置、卸壓裝置、中轉(zhuǎn)儲箱、推進(jìn)劑貯箱組成。
液體推進(jìn)劑加注裝置使用髙壓氣源通過中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置給中轉(zhuǎn)儲箱增壓，利用卸壓裝 置保證中轉(zhuǎn)儲箱和推進(jìn)劑貯箱之間的壓力差，并利用這個壓力差通過推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置把液體 推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱轉(zhuǎn)移到推進(jìn)劑貯箱中。加注完畢后，使用卸壓裝置把中轉(zhuǎn)儲箱中的壓強卸 掉。通過推進(jìn)劑吹除裝置把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置管路中殘留的液體推進(jìn)劑吹除干凈，最后使用卸 壓裝置把吹除裝置的壓力卸掉。液體推進(jìn)劑加注完成。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
(1) 液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法采用特別設(shè)計的管路連接和操作步驟，使得整個加注 過程中，液體推進(jìn)劑始終處于一個密閉的環(huán)境中，能夠用于加注具有揮發(fā)性，特別是具有毒 性的液體推進(jìn)劑；
(2) 該液體推進(jìn)劑加注裝置在加注完畢后不會積存液體推進(jìn)劑，液體推進(jìn)劑管路都進(jìn)行 了吹除，保證了現(xiàn)場試驗人員進(jìn)行加注操作以及其他操作時的安全。
附


圖1為本發(fā)明所述液體推進(jìn)劑加注裝置的示意圖2為本發(fā)明所述液體推進(jìn)劑加注裝置中的卸壓裝置示意圖3為本發(fā)明所述液體推進(jìn)劑加注方法的流程圖。
其中，
l.高壓氣源裝置 IOI.高純氮氣氣102.氣瓶手閥 103.金屬軟管 瓶
104.集氣管 105.氣瓶壓力表 2.中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝200.過濾器A
201.減壓器 205.增壓手閬
303.加注閥
401.吹除減壓器
405.吹除閥 501.卸壓減壓器
202.過濾器B 3.推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置
304.貯箱手閩
402.吹除過濾器 B
406.吹除路手閥 502.操縱氣壓力
203.單向閥
301.中轉(zhuǎn)儲箱壓 力表
4. 推進(jìn)劑吹除裝置 403.吹除單向閥
5. 卸壓裝置 503.中轉(zhuǎn)儲箱卸
2CM.增壓壓力表
302.中轉(zhuǎn)儲箱手
閥
400.吹除過濾器 A
404.吹除壓力表
500.卸壓過濾器 504.中轉(zhuǎn)儲箱卸表
505.推進(jìn)劑f!:箱506.推進(jìn)劑貯箱 卸壓電磁閥 卸壓氣動閥 509.廢氣集氣管 510.推進(jìn)劑貯箱 壓力表
7.推進(jìn)劑貯箱
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
液體推進(jìn)劑加注裝置由高壓氣源裝置1、中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2、推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3、推進(jìn) 劑吹除裝置4、卸壓裝置5、中轉(zhuǎn)儲箱6和推進(jìn)劑貯箱7組成，請參見附圖l所示。
高壓氣源裝置1為中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2提供加壓氣體，為推進(jìn)劑吹除裝置4提供吹除氣 體，為卸壓裝置5提供操縱氣；中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2給中轉(zhuǎn)儲箱6增壓；推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3 把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱6轉(zhuǎn)注到推進(jìn)劑貯箱7中；吹除裝置4在轉(zhuǎn)注結(jié)束后對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注 裝置3進(jìn)行吹除；卸壓裝置5卸除推進(jìn)劑吹除裝置4、中轉(zhuǎn)儲箱6、推進(jìn)劑肥箱7以及卸壓 裝置5自身中的壓強；高壓氣源裝置1通過中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2給中轉(zhuǎn)儲箱6增壓，利用卸 壓裝置5保證中轉(zhuǎn)儲箱6和推進(jìn)劑貯箱7之間的壓力差，并利用這個壓力差通過推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注 裝置3把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱6轉(zhuǎn)移到推進(jìn)劑貯箱7屮；加注完畢后，使用卸壓裝置5把 中轉(zhuǎn)儲箱6中的壓強卸掉；通過推進(jìn)劑吹除裝置4把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3管路中殘留的液體推 進(jìn)劑吹除干凈，最后使用卸壓裝置5把推進(jìn)劑吹除裝置4的壓力卸掉。
高壓氣源裝置1給液體推進(jìn)劑加注裝置提供平穩(wěn)的高壓氣體。高壓氣源裝置1由高純氮 氣氣瓶101、氣瓶手閥102、金屬軟管103、集氣管104、氣瓶壓力表105組成。高純氮 氣氣瓶101為整個裝置提供高壓氣源。氣瓶手閥102控制高壓氣體來源，氣瓶手閥102由 高純氮氣氣瓶101自帶。氣瓶壓力表105監(jiān)測高純氮氣氣瓶101內(nèi)高純氮氣壓強，當(dāng)高純 氮氣氣瓶101內(nèi)高純氮氣壓強小于5MPa時，應(yīng)更換高純氮氣氣瓶101。金屬軟管103連 接氣瓶手閥102和集氣管104，使得高純氮氣氣瓶101可以在一定的范圍內(nèi)移動。集氣管 104使得高壓氣體的供應(yīng)平穩(wěn)。
中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2能夠給中轉(zhuǎn)儲箱6增壓。中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2由過濾器A200、減 壓器201、過濾器B202、單向閥203、增壓壓力表204以及增壓手閥205組成。減壓器 201把高壓氣源裝置1提供的高壓氣體降壓，來滿足中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置2的需求。過濾器 A200和過濾器B202保證加壓氣體的清潔度，過濾器A200保證減壓器201前氣體清潔； 過濾器202保證單向閥203氣體的清潔度；從而保證增壓氣體的清潔。單向閥203保證單 向?qū)ㄐ?，防止中轉(zhuǎn)儲箱6中的液體推進(jìn)劑反向流入集氣管104中。增壓壓力表204監(jiān)測
壓電磁閥
507.吹除卸壓手 閥
511.操縱氣手閥
壓氣動閥 508.操縱氣卸壓
手閥
6.中轉(zhuǎn)儲箱中轉(zhuǎn)儲箱增壓氣體的壓強。
推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3實現(xiàn)液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱6加注到推進(jìn)劑貯箱7中。推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝 置3由中轉(zhuǎn)儲箱壓力表301、中轉(zhuǎn)儲箱手閥302、加注閥303以及Jfc箱手閥304組成。中 轉(zhuǎn)儲箱壓力表301用來監(jiān)測中轉(zhuǎn)儲箱6中的壓強。中轉(zhuǎn)儲箱手閥302控制中轉(zhuǎn)儲箱6是否 供應(yīng)液體推進(jìn)劑。加注閥303控制加注過程是否進(jìn)行。貯箱手閥304控制液體推進(jìn)劑是否 進(jìn)入推進(jìn)劑貯箱7。'
推進(jìn)劑吹除裝置4完成推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3的管路的吹除清洗，防止液體推進(jìn)劑殘留在推 進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3中。推進(jìn)劑吹除裝置4由吹除過濾器A400、吹除減壓器401、吹除過濾器 B402、吹除單向閥403、吹除壓力表404、吹除閥405以及吹除路主閥406組成。吹除路 主閥406控制高壓氣源氣體是否供應(yīng)推進(jìn)劑吹除裝置4。吹除減壓器401把高壓氣源裝置1 提供的高壓氣體降壓，來滿足推進(jìn)劑吹除裝置4的需求。吹除過濾器A400和吹除過濾器 B402保證吹除氣體的清潔度；吹除過濾器400保證吹除減壓器401前氣體清潔；吹除過濾 器402保證吹除單向閥403前氣體的清潔度。吹除單向閥403保證單向?qū)ㄐ裕乐怪修D(zhuǎn) 儲箱6、推進(jìn)劑貯箱7中的液體推進(jìn)劑反向流入集氣管104中。吹除壓力表404監(jiān)測吹除 氣體的壓強。吹除閥405控制吹除氣體是否用來吹除推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3。
卸壓裝置5在液體推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注過程中卸除推進(jìn)劑JC箱7的壓力，維持中轉(zhuǎn)儲箱6與推進(jìn) 劑貯箱7之間的壓力差，保證轉(zhuǎn)注過程正常進(jìn)行；卸壓裝置5在液體推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注完成后卸除 中轉(zhuǎn)儲箱6壓力，保證吹除過程正常進(jìn)行；卸壓裝置5在推進(jìn)劑吹除裝置4完成對推進(jìn)劑轉(zhuǎn) 注裝置3吹除后，卸除卸壓裝置5本身管路的壓力，保證安全；卸壓裝置5排出的廢氣統(tǒng)一 集中回收處理，防止污染環(huán)境；卸壓裝置5還應(yīng)卸除自身裝置管路中操縱氣的壓強。如圖2 所示，卸壓裝置5由卸壓過濾器500、卸壓減壓器501、操縱氣壓力表502、中轉(zhuǎn)儲箱卸壓 電磁閥503、屮轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504、推進(jìn)劑肥箱卸壓電磁閥505、推進(jìn)劑lfc箱卸壓氣動 閥506、吹除卸壓手閥507、操縱氣卸壓手閥508、廢氣集氣管509、推進(jìn)劑貯箱壓力表 510、操縱氣手閥511組成。操縱氣手閥511用來控制高壓氣源氣體是否供給卸壓裝晉5。 卸壓減壓器501把高壓氣源裝置1提供的高壓氣體降壓，來滿足卸壓裝置5的需求。操縱氣 壓力表502監(jiān)測推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥506以及中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504的操縱氣的壓強。 中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥503控制操縱氣驅(qū)動中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504。中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥 504開啟，卸除中轉(zhuǎn)儲箱6中的壓強。推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥505控制操縱氣驅(qū)動推進(jìn)劑貯 箱卸壓氣動閥506，推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥506開啟，卸除推進(jìn)劑貯箱7中的壓強。吹除卸 壓手閥507卸除吹除裝置管路中的壓強。廢氣集氣管509收集試驗過程中產(chǎn)生的廢氣，便 于集中處理。推進(jìn)劑歌箱壓力表510用來監(jiān)測推進(jìn)劑貯箱7中的壓強。
中轉(zhuǎn)儲箱6是液體推進(jìn)劑加注裝置中液體推進(jìn)劑來源，中轉(zhuǎn)儲箱6為液體推進(jìn)劑加注裝置提供推進(jìn)劑。中轉(zhuǎn)儲箱6采用容積為5L，承壓為lOMPa的不銹鋼罐。
推進(jìn)劑貯箱7是液體推進(jìn)劑加注裝置中液體推進(jìn)劑的最終目的地，液體推進(jìn)劑加注進(jìn)入 推進(jìn)劑貯箱7，即推進(jìn)劑貯箱7整體質(zhì)量的增加是判斷液體推進(jìn)劑加注裝置與方法是否可行 的基本指標(biāo)；當(dāng)推進(jìn)劑貯箱7增加的質(zhì)量滿足試驗要求后，加注完成。推進(jìn)劑貯箱7為一圓 球體，容積為2L、設(shè)計壓強為4MPa，箱體采用鈦合金焊接而成，具有可靠的結(jié)構(gòu)強度與耐 腐蝕性。
下面結(jié)合附圖3對本發(fā)明中的液體推進(jìn)劑加注方法進(jìn)行具體說明。
步驟一，加注開始前檢査液體推進(jìn)劑裝置的氣密性，并保證所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。
步驟二，打開高壓氣體供給；
液體推進(jìn)劑加注時，打開如附圖1所示的氣瓶手閥102，氣體由高純氮氣氣瓶101進(jìn)入 集氣管104，高壓氣體處于供給狀態(tài)。
步驟三，打開推進(jìn)劑吹除裝置4中操縱氣供給，卸除推進(jìn)劑貯箱7的壓力；
打開如附圖2所示的操縱氣手閥511。監(jiān)測操縱氣壓力表502，調(diào)節(jié)卸壓減壓器501， 使得操縱氣壓力表502的讀數(shù)為4.5MPa，此時中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504和推進(jìn)劑貯箱卸壓 氣動閥506的操縱氣壓強為4.5MPa，卸壓減壓器501調(diào)節(jié)完畢，推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注過程中不再調(diào) 節(jié)卸壓減壓器501。卸壓過濾器500保證卸壓減壓器501前的氣體清潔度。打開推進(jìn)劑肥 箱卸壓電磁閥505，推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥505控制操縱氣驅(qū)動推進(jìn)劑lt箱卸壓氣動閥506， 推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥506處于開啟狀態(tài)，推進(jìn)劑貯箱7處于卸壓狀態(tài)。
步驟四，中轉(zhuǎn)儲箱6增壓，進(jìn)行液體推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注；
打開增壓手閥205。監(jiān)測增壓壓力表204，調(diào)節(jié)減壓器201，使得增壓壓力表204的
讀數(shù)滿足液體推進(jìn)劑加注現(xiàn)場的實際要求，中轉(zhuǎn)儲箱6處于增壓狀態(tài)。
打開中轉(zhuǎn)儲箱手閥302，打開加注閥303，打開貯箱手閥304。液體推進(jìn)劑處于加注狀態(tài)。
當(dāng)推進(jìn)劑貯箱7內(nèi)的液體推進(jìn)劑加注到試驗要求，即液體推進(jìn)劑]C箱7增加的質(zhì)量滿足 試驗要求后，關(guān)閉增壓手閥205，關(guān)閉減壓器201，中轉(zhuǎn)儲箱6的增壓過程結(jié)束，高壓氣源 裝置1不再對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3供給高壓氣體。
步驟五，卸除中轉(zhuǎn)儲箱6中壓力；
打開中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥503，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥503控制操縱氣驅(qū)動中轉(zhuǎn)儲箱卸壓 氣動閥504，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504處于開啟狀態(tài)，中轉(zhuǎn)儲箱6處于卸壓狀態(tài)。 步驟六，對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3的管路進(jìn)行吹除；
打開吹除路手閥406。監(jiān)測吹除壓力表404，調(diào)節(jié)吹除減壓器401，使得吹除壓力表 404讀數(shù)滿足液體推進(jìn)劑加注現(xiàn)場吹除要求。打開吹除閥405，進(jìn)行推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3管路的吹除，把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3管路中的液體推進(jìn)劑吹回中轉(zhuǎn)儲箱6，吹到推進(jìn)劑貯箱7。 吹除完畢后關(guān)閉吹除閥405，關(guān)閉加注閥303，關(guān)閉貯箱手閥304，關(guān)閉中轉(zhuǎn)儲箱手閥
302。停止對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置3的吹除。
步驟七，結(jié)束對推進(jìn)劑貯箱7和中轉(zhuǎn)儲箱6的卸壓操作；
觀察推進(jìn)劑貯箱壓力表510讀數(shù)，當(dāng)推進(jìn)劑貯箱壓力表510讀數(shù)變?yōu)榱銜r，關(guān)閉推進(jìn) 劑貯箱卸壓電磁閥505，停止對推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥506供給操縱氣，推進(jìn)劑JC箱卸壓氣 動閥506處于關(guān)閉狀態(tài)，推進(jìn)劑貯箱7卸壓結(jié)束。觀察中轉(zhuǎn)儲箱壓力表301讀數(shù)，當(dāng)中轉(zhuǎn) 儲箱壓力表301讀數(shù)變?yōu)榱銜r，關(guān)閉中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥503，停止對中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥 504供給操縱氣，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥504處于關(guān)閉狀態(tài)，中轉(zhuǎn)儲箱6卸壓結(jié)束。
步驟八，卸除推進(jìn)劑吹除裝置4以及卸壓裝置5中管路壓力；
關(guān)閉操縱氣手閥511，關(guān)閉卸壓減壓器501，打開操縱氣卸壓手閥508，把操縱氣排放 到大氣中，卸除卸壓裝置5操縱氣管路壓強。當(dāng)操縱氣壓力表502讀數(shù)為零時，關(guān)閉操縱氣 卸壓手閥508。
關(guān)閉吹除路手閥406，關(guān)閉吹除減壓器401，停止高壓氣源裝置1對推進(jìn)劑吹除裝置4 的高壓氣體供應(yīng)。打開吹除卸壓手閥507，卸除推進(jìn)劑吹除裝置4管路中的壓強。當(dāng)吹除壓 力表404讀數(shù)為零時，關(guān)閉吹除卸壓手閥507，推進(jìn)劑吹除裝置4卸壓完畢。
步驟九，卸壓裝置5中廢氣集氣管509中的廢氣集中處理，防止污染環(huán)境。
液體推進(jìn)劑加注裝置工作完畢。
在電弧加熱發(fā)動機試驗臺上，已經(jīng)成功采用本發(fā)明所述液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法對 電弧加熱發(fā)動機的液體推進(jìn)劑貯箱進(jìn)行肼推進(jìn)劑加注。
液體推進(jìn)劑加注裝置和方法采用特別設(shè)計的管路連接和操作步驟，使得整個加注過程中， 液體推進(jìn)劑始終處于一個密閉的環(huán)境中，從而能夠用于加注具有揮發(fā)性，特別是具有毒性的 液體推進(jìn)劑肼。在電弧加熱發(fā)動機試驗臺上，采用該液體推進(jìn)劑加注裝置和方法對電弧加熱 發(fā)動機的液體推進(jìn)劑貯箱進(jìn)行肼推進(jìn)劑加注的過程中沒有發(fā)生肼推進(jìn)劑泄漏的現(xiàn)象。
該液體推進(jìn)劑加注裝置在加注完畢后不會積存液體推進(jìn)劑，液體推進(jìn)劑管路都進(jìn)行了吹 除，保證了現(xiàn)場試驗人員進(jìn)行加注操作以及其他操作時的安全。
權(quán)利要求
1、一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于該裝置由高壓氣源裝置(1)、中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置(2)、推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)、推進(jìn)劑吹除裝置(4)、卸壓裝置(5)、中轉(zhuǎn)儲箱(6)和推進(jìn)劑貯箱(7)組成；高壓氣源裝置(1)為中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置(2)提供加壓氣體，為推進(jìn)劑吹除裝置(4)提供吹除氣體，為卸壓裝置(5)提供操縱氣；中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置(2)給中轉(zhuǎn)儲箱(6)增壓；推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱(6)轉(zhuǎn)注到推進(jìn)劑貯箱(7)中；吹除裝置4在轉(zhuǎn)注結(jié)束后對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)進(jìn)行吹除；卸壓裝置(5)卸除推進(jìn)劑吹除裝置(4)、中轉(zhuǎn)儲箱(6)、推進(jìn)劑貯箱(7)以及卸壓裝置(5)自身中的壓強；高壓氣源裝置(1)通過中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置(2)給中轉(zhuǎn)儲箱(6)增壓，利用卸壓裝置(5)保證中轉(zhuǎn)儲箱(6)和推進(jìn)劑貯箱(7)之間的壓力差，并利用這個壓力差通過推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)把液體推進(jìn)劑從中轉(zhuǎn)儲箱(6)轉(zhuǎn)移到推進(jìn)劑貯箱(7)中；加注完畢后，使用卸壓裝置(5)把中轉(zhuǎn)儲箱(6)中的壓強卸掉；通過推進(jìn)劑吹除裝置(4)把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)管路中殘留的液體推進(jìn)劑吹除干凈，最后使用卸壓裝置(5)把推進(jìn)劑吹除裝置(4)的壓力卸掉；液體推進(jìn)劑加注完成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的高壓氣源裝置(1) 由高純氮氣氣瓶(101)、氣瓶手閥(102)、金屬軟管(103)、集氣管(104)、氣瓶壓力表(105)組成；氣瓶手閥(102)控制高壓氣體來源，氣瓶手閥(102)由高純氮氣氣瓶(101) 自帶；氣瓶壓力表(105)監(jiān)測高純氮氣氣瓶(101)內(nèi)高純氮氣壓強，當(dāng)高純氮氣氣瓶(101) 內(nèi)高純氮氣壓強小于5MPa時，需更換高純氮氣氣瓶(101);金屬軟管(103)連接氣瓶手 閥(102)和集氣管(104)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝 置(2)由過濾器A (200)、減壓器(201)、過濾器B (202)、單向閥(203)、增壓壓力 表(204)以及增壓手閥(205)組成；減壓器(201)把高壓氣源裝置(1)提供的高壓氣 體降壓；單向閥(203)保證單向?qū)ㄐ?；增壓壓力?204)監(jiān)測中轉(zhuǎn)儲箱增壓氣體的壓 強。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置 (3)由中轉(zhuǎn)儲箱壓力表(301)、中轉(zhuǎn)儲箱手閥(302)、加注閥(303)以及貯箱手閥(3(M)組成；中轉(zhuǎn)儲箱壓力表(301)監(jiān)測中轉(zhuǎn)儲箱(6)中的壓強；中轉(zhuǎn)儲箱手閥(302)控制中 轉(zhuǎn)儲箱(6)是否供應(yīng)液體推進(jìn)劑；加注閥(303)控制加注過程是否進(jìn)行；貯箱手閥(304)控制液體推進(jìn)劑是否進(jìn)入推進(jìn)劑貯箱(7)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的推進(jìn)劑吹除裝置 (4)由吹除過濾器A(400)、吹除減壓器(401)、吹除過濾器B(402)、吹除單向閩(403)、吹除壓力表(404)、吹除閥(405)以及吹除路主閥(406)組成；吹除路主閥(406)控 制高壓氣源氣體是否供應(yīng)推進(jìn)劑吹除裝置(4);吹除減壓器(401)把高壓氣源裝置(1)提 供的高壓氣體降壓；吹除過濾器(402)保證吹除氣體的清潔度；吹除單向閥(403)保證 單向?qū)ㄐ?；吹除壓力?404)監(jiān)測吹除氣體的壓強；吹除閥(405)控制吹除氣體是否 用來吹除推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的卸壓裝置(5)由 卸壓過濾器(500)、卸壓減壓器(501)、操縱氣壓力表(502)、中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥(503)、 中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)、推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥(505)、推進(jìn)劑JC箱卸壓氣動閥(506)、 吹除卸壓手閥(507)、操縱氣卸壓手閥(508)、廢氣集氣管(509)、推進(jìn)劑貯箱壓力表(510)、 操縱氣手閥(511)組成；操縱氣手閥(511)控制高壓氣源氣體是否供給卸壓裝置(5); 卸壓減壓器(501)把高壓氣源裝置(1)提供的高壓氣體降壓；操縱氣壓力表(502)監(jiān)測 推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥(506)以及中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)的操縱氣的壓強；中轉(zhuǎn)儲 箱卸壓電磁閥(503)控制操縱氣驅(qū)動中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504);中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504) 開啟，卸除中轉(zhuǎn)儲箱(6)中的壓強；推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥(505)控制操縱氣驅(qū)動推進(jìn)劑 肥箱卸壓氣動閥(506)，推進(jìn)劑IC箱卸壓氣動閥(506)開啟，卸除推進(jìn)劑歌箱(7)中的 壓強；吹除卸壓手閥(507)卸除吹除裝置管路中的壓強；廢氣集氣管(509)收集試驗過 程中產(chǎn)生的廢氣；推進(jìn)劑貯箱壓力表(510)監(jiān)測推進(jìn)劑貯箱(7)中的壓強。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的中轉(zhuǎn)儲箱(6)是 一個容積為5L，承壓為lOMPa的不銹鋼罐。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體推進(jìn)劑加注裝置，其特征在于所述的推進(jìn)劑貯箱(7) 為一圓球體，容積為2L、設(shè)計壓強為4MPa,箱體釆用鈦合金焊接而成。
9、 一種液體推進(jìn)劑加注方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一，加注開始前檢查液體推進(jìn)劑裝置的氣密性，并保證所有閩門處于關(guān)閉狀態(tài)； 步驟二，打開高壓氣體供給；液體推進(jìn)劑加注時，打開氣瓶手閥(102),氣體由高純氮氣氣瓶(101)進(jìn)入集氣管(104)，高壓氣體處于供給狀態(tài)；步驟三，打開推進(jìn)劑吹除裝置(4)中操縱氣供給，卸除推進(jìn)劑貯箱(7)的壓力； 打開操縱氣手閥(511);監(jiān)測操縱氣壓力表(502)，調(diào)節(jié)卸壓減壓器(501)，使得操縱氣壓力表(502)的讀數(shù)為4.5MPa，此時中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)和推進(jìn)劑肥箱卸壓 氣動閥(506)的操縱氣壓強為4.5MPa，卸壓減壓器(501)調(diào)節(jié)完畢，推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注過程中 不再調(diào)節(jié)卸壓減壓器(501);卸壓過濾器(500)保證卸壓減壓器(501)前的氣體清潔度; 打開推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥(505)，推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥(505)控制操縱氣驅(qū)動推進(jìn)劑 貯箱卸壓氣動閥(506)，推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥(506)處于開啟狀態(tài)，推進(jìn)劑Jt箱(7) 處于卸壓狀態(tài)；步驟四，中轉(zhuǎn)儲箱(6)增壓，進(jìn)行液體推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注；打開增壓手閥(205);監(jiān)測增壓壓力表(204)，調(diào)節(jié)減壓器(201),使得增壓壓力表 (204)的讀數(shù)滿足液體推進(jìn)劑加注現(xiàn)場的實際要求，中轉(zhuǎn)儲箱(6)處于增壓狀態(tài)；打開中轉(zhuǎn)儲箱手閥(302),打開加注閥(303)，打開jjt箱手閥(304);液體推進(jìn)劑處 于加注狀態(tài)；當(dāng)推進(jìn)劑貯箱(7)內(nèi)的液體推進(jìn)劑加注到試驗要求，即液體推進(jìn)劑jC箱(7)增加的質(zhì) 量滿足試驗要求后，關(guān)閉增壓手閥(205)，關(guān)閉減壓器(201)，中轉(zhuǎn)儲箱(6)的增壓過程 結(jié)束，高壓氣源裝置(1)不再對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)供給高壓氣體；步驟五，卸除中轉(zhuǎn)儲箱(6)中壓力；打開中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥(503)，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥(503)控制操縱氣驅(qū)動中轉(zhuǎn)儲 箱卸壓氣動閥(504)，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)處于開啟狀態(tài)，中轉(zhuǎn)儲箱(6)處于卸 壓狀態(tài)；步驟六，對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)的管路進(jìn)行吹除；打開吹除路手闊406;監(jiān)測吹除壓力表(404)，調(diào)節(jié)吹除減壓器(401)，使得吹除壓 力表(404)讀數(shù)滿足液體推進(jìn)劑加注現(xiàn)場吹除要求；打開吹除閥(405)，進(jìn)行推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注 裝置(3)管路的吹除，把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)管路中的液體推進(jìn)劑吹回中轉(zhuǎn)儲箱(6)，吹 到推進(jìn)劑貯箱(7);吹除完畢后關(guān)閉吹除閥(405)，關(guān)閉加注閥(303)，關(guān)閉貯箱手閥(304)，關(guān)閉中轉(zhuǎn)儲箱手閥(302);停止對推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置(3)的吹除；步驟七，結(jié)束對推進(jìn)劑貯箱(7)和中轉(zhuǎn)儲箱(6)的卸壓操作； ' 觀察推進(jìn)劑貯箱壓力表(510)讀數(shù)，當(dāng)推進(jìn)劑lfc箱壓力表(510)讀數(shù)變?yōu)榱銜r，關(guān)閉推進(jìn)劑貯箱卸壓電磁閥(505)，停止對推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥(506)供給操縱氣，推進(jìn)劑貯箱卸壓氣動閥(506)處于關(guān)閉狀態(tài)，推進(jìn)劑貯箱(7)卸壓結(jié)束；觀察中轉(zhuǎn)儲箱壓力表 (301)讀數(shù)，當(dāng)中轉(zhuǎn)儲箱壓力表(301)讀數(shù)變?yōu)榱銜r，關(guān)閉中轉(zhuǎn)儲箱卸壓電磁閥(503)，停止對中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)供給操縱氣，中轉(zhuǎn)儲箱卸壓氣動閥(504)處于關(guān)閉狀態(tài)，中轉(zhuǎn)儲箱(6)卸壓結(jié)束；步驟八，卸除推進(jìn)劑吹除裝置(4)以及卸壓裝置(5)中管路壓力；關(guān)閉操縱氣手閥(511)，關(guān)閉卸壓減壓器(501)，打開操縱氣卸壓手閥(508)，把操縱氣排放到大氣中，卸除卸壓裝置(5)操縱氣管路壓強；當(dāng)操縱氣壓力表(502)讀數(shù)為零時，關(guān)閉操縱氣卸壓手閥(508);關(guān)閉吹除路手閥406，關(guān)閉吹除減壓器(401)，停止高壓氣源裝置(1)對推進(jìn)劑吹除裝置(4)的高壓氣體供應(yīng)；打開吹除卸壓手閥(507)，卸除推進(jìn)劑吹除裝置(4)管路中的壓強；當(dāng)吹除壓力表(404)讀數(shù)為零時，關(guān)閉吹除卸壓手閥(507)，推進(jìn)劑吹除裝置(4)卸壓完畢；步驟九，卸壓裝置(5)中廢氣集氣管(509)中的廢氣集中處理，防止污染環(huán)境； 液體推進(jìn)劑加注裝置工作完畢。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液體推進(jìn)劑加注裝置及其方法。液體推進(jìn)劑加注裝置包括高壓氣源裝置、中轉(zhuǎn)儲箱增壓裝置、推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注裝置、推進(jìn)劑吹除裝置、卸壓裝置、中轉(zhuǎn)儲箱、推進(jìn)劑貯箱。該裝置采用壓力差的方法進(jìn)行液體推進(jìn)劑的加注。中轉(zhuǎn)儲箱加壓以及推進(jìn)劑吹除使用高純氮氣；卸壓裝置保證中轉(zhuǎn)儲箱以及推進(jìn)劑貯箱中的壓力差，保證加注過程正常進(jìn)行；卸壓裝置能夠卸除管路壓力，保證試驗安全。該液體推進(jìn)劑加注裝置和方法還能使用在其他液體轉(zhuǎn)移的場合。
文檔編號F02K9/50GK101539068SQ200910082020
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張莘艾, 施陳波, 湯海濱, 鐘凌偉 申請人:北京航空航天大學(xué)