專利名稱：一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液化氣微推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化
直O(jiān)
背景技術(shù)：
隨著微納衛(wèi)星得到越來(lái)越廣泛的使用，液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被普 遍應(yīng)用于微小衛(wèi)星上進(jìn)行姿態(tài)控制以及軌道維持與控制。液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)中由于推進(jìn)劑 是以液態(tài)形式貯存，工作時(shí)，需要吸收熱量進(jìn)行氣化過(guò)程變?yōu)闅怏w，然后從推進(jìn)系統(tǒng)的推力 器中噴出，如果氣化過(guò)程中吸收的熱量不充分，造成氣化不完全，就會(huì)有部分推進(jìn)劑以液態(tài) 的形式從推力器中噴出，造成推進(jìn)系統(tǒng)比沖的下降，以及推進(jìn)劑的浪費(fèi)，并有可能使得推進(jìn) 系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命，因此，液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)中普遍都設(shè)計(jì)有加熱裝置，對(duì)推進(jìn)劑進(jìn) 行加熱，保證其氣化過(guò)程。液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)通常由氣化系統(tǒng)17與推進(jìn)系統(tǒng)18兩部分組成，如圖1所示，氣 化系統(tǒng)17中通過(guò)加熱裝置16對(duì)推進(jìn)劑貯箱13中的液態(tài)推進(jìn)劑進(jìn)行加熱，使液態(tài)推進(jìn)劑氣 化后，經(jīng)由管路進(jìn)入到推進(jìn)系統(tǒng)18中，經(jīng)推進(jìn)系統(tǒng)18中的供給管路14進(jìn)入到各個(gè)供氣管 路12中，經(jīng)供氣管路12到達(dá)相應(yīng)的推力器中15，最終從推進(jìn)系統(tǒng)的推力器15中噴出，得到 推力。但這種方式由于加熱裝置16也需要消耗功率，因此整個(gè)液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)消耗的功 率較大，浪費(fèi)能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，本發(fā)明氣化 裝置采用被動(dòng)加熱模式，即從衛(wèi)星內(nèi)部散熱單元吸取熱量，從而對(duì)推進(jìn)劑進(jìn)行加熱，不需要 消耗額外的功率；該套裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不消耗功率、熱量利用充分的優(yōu)點(diǎn)，能夠使推進(jìn) 劑完全氣化。本發(fā)明一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，主要包括第一推進(jìn)劑貯箱、 第二推進(jìn)劑貯箱、第一導(dǎo)熱模塊、第二導(dǎo)熱模塊、減壓器、穩(wěn)壓罐、安全閥、壓力傳感器與過(guò)
Ii^ O第一推進(jìn)劑貯箱與第二推進(jìn)劑貯箱上分別安裝有第一導(dǎo)熱模塊與第二導(dǎo)熱模塊， 第一導(dǎo)熱模塊與第二導(dǎo)熱模塊通過(guò)管路連接；第二導(dǎo)熱模塊通過(guò)管路與安全閥連接，安全閥與入口四通連接，入口四通上通過(guò) 管路與第一推進(jìn)劑貯箱、第二推進(jìn)劑貯箱連接；第一導(dǎo)熱模塊通過(guò)管路依次連接有減壓器、穩(wěn)壓罐和過(guò)濾器，過(guò)濾器通過(guò)出口三 通連接壓力傳感器和推力器。所述的第一導(dǎo)熱模塊和第二導(dǎo)熱模塊將由衛(wèi)星散熱單元上獲得的熱量傳遞至推 進(jìn)劑貯箱，由于液態(tài)的推進(jìn)劑具有一定的熱容，因此液態(tài)推進(jìn)劑將熱量?jī)?chǔ)存，液態(tài)推進(jìn)劑溫 度會(huì)升高；液態(tài)推進(jìn)劑貯存于較高壓力貯箱內(nèi)，而外部連接管路壓力為真空，因此當(dāng)打開(kāi)安
3全閥時(shí)，液態(tài)推進(jìn)劑會(huì)在壓力作用下從貯箱內(nèi)流出，并隨著壓力的變化，開(kāi)始?xì)饣S后依 次進(jìn)入第二導(dǎo)熱模塊和第一導(dǎo)熱模塊，推進(jìn)劑進(jìn)一步吸收熱量氣化為氣態(tài)；由于推進(jìn)系統(tǒng) 工作壓力低于推進(jìn)劑貯存壓力，因此經(jīng)過(guò)氣化的推進(jìn)劑需要經(jīng)過(guò)減壓閥，使壓力降至推進(jìn) 系統(tǒng)工作壓力；因液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)推力很小，推進(jìn)劑的壓力變化會(huì)對(duì)工作性能造成較大 的影響，因此減壓后的氣態(tài)推進(jìn)劑進(jìn)入穩(wěn)壓罐，使壓力保持穩(wěn)定，隨后進(jìn)入過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò) 濾。至此，經(jīng)氣化裝置作用，液態(tài)推進(jìn)劑完成氣化過(guò)程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，可靠性高；2、一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置采用被動(dòng)吸熱模式，以衛(wèi)星內(nèi)部散 熱單元為氣化裝置熱源，通過(guò)從吸取散熱單元熱量，完成對(duì)推進(jìn)劑加熱的目的，減小功率上 的消耗；3、一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置能夠使推進(jìn)劑得到充分氣化，確保 推進(jìn)劑以氣態(tài)形式完成工作。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)連接示意圖；圖2為本發(fā)明用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中
1-第二推進(jìn)劑貯箱2_第一推進(jìn)劑貯箱3-安全閥
4-第二導(dǎo)熱模塊5_第一導(dǎo)熱模塊6-減壓器
7-穩(wěn)壓罐8-過(guò)濾器9-壓力傳感器
10-出口三通11-入口四通12.-供氣管路
13-推進(jìn)劑貯箱14-供給管道15._推力器
16-加熱裝置17-氣化系統(tǒng)18.-推進(jìn)系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，包括第一推進(jìn)劑貯箱2、第二 推進(jìn)劑貯箱1、第一導(dǎo)熱模塊5、第二導(dǎo)熱模塊4、減壓器6、穩(wěn)壓罐7、安全閥3、壓力傳感器 9與過(guò)濾器8，如圖2所示。第一推進(jìn)劑貯箱2與第二推進(jìn)劑貯箱1用來(lái)裝填液態(tài)推進(jìn)劑，液態(tài)推進(jìn)劑以液體 形式儲(chǔ)存在第一推進(jìn)劑貯箱2與第二推進(jìn)劑貯箱1中，儲(chǔ)存的壓力為0. 84MPa，裝填液態(tài)推 進(jìn)劑總質(zhì)量為0. 6kg，并且可根據(jù)不同的任務(wù)要求改變液態(tài)推進(jìn)劑的質(zhì)量。第一推進(jìn)劑貯箱 2與第二推進(jìn)劑貯箱1上分別安裝有第一導(dǎo)熱模塊5與第二導(dǎo)熱模塊4，第一導(dǎo)熱模塊5的 推進(jìn)劑入口與第二導(dǎo)熱模塊4的推進(jìn)劑出口通過(guò)管路連接。第一推進(jìn)劑貯箱2與第二推進(jìn) 劑貯箱1為圓柱形貯箱，便于固定，且體積損失小。第二導(dǎo)熱模塊4的推進(jìn)劑入口通過(guò)管路與安全閥3連接，安全閥3與入口四通11 連接，入口四通11上通過(guò)管路與第一推進(jìn)劑貯箱2、第二推進(jìn)劑貯箱1連接。外界的液態(tài)丙烷通過(guò)入口四通11裝填到第一推進(jìn)劑貯箱2與第二推進(jìn)劑貯箱1 中，可根據(jù)不同的任務(wù)要求改變所裝填液態(tài)推進(jìn)劑的質(zhì)量。安全閥3用來(lái)使裝填后的推進(jìn)劑貯箱內(nèi)的液態(tài)推進(jìn)劑與微推進(jìn)裝置其他管路隔離。第一導(dǎo)熱模塊5與第二導(dǎo)熱模塊4與 衛(wèi)星熱控單元的散熱體接觸，由衛(wèi)星內(nèi)部散熱部件獲得熱量。由于液態(tài)的推進(jìn)劑具有一定 的熱容，因此推進(jìn)劑可以將熱量?jī)?chǔ)存，液體推進(jìn)劑溫度會(huì)升高；液體推進(jìn)劑貯存在較高壓力 的第一推進(jìn)劑貯箱2與第二推進(jìn)劑貯箱1內(nèi)，而外部連接管路壓力為真空，因此當(dāng)打開(kāi)安全 閥3時(shí)，液體推進(jìn)劑會(huì)在壓力作用下從第一推進(jìn)劑貯箱2、第二推進(jìn)劑貯箱1內(nèi)流出，并隨著 壓力的變化，開(kāi)始?xì)饣?，并依次進(jìn)入第二導(dǎo)熱模塊4和第一導(dǎo)熱模塊5內(nèi)。所述第一導(dǎo)熱模 塊5與第二導(dǎo)熱模塊4內(nèi)部設(shè)計(jì)有U形管路，未被氣化的液態(tài)推進(jìn)劑在U形管路中流動(dòng)，吸 收第一導(dǎo)熱模塊5與第二導(dǎo)熱模塊4上的熱量，使未被氣化的推進(jìn)劑進(jìn)一步氣化。
第一導(dǎo)熱模塊5的推進(jìn)劑出口通過(guò)管路依次連接有減壓器6、穩(wěn)壓罐7和過(guò)濾器 8，大部分氣化后的推進(jìn)劑以及小部分未被氣化的推進(jìn)劑由第一導(dǎo)熱模塊5進(jìn)入減壓器6中 進(jìn)行減壓，經(jīng)過(guò)減壓器6的壓降過(guò)程，使全部的推進(jìn)劑氣化，由此保證推進(jìn)劑充分氣化，至 此推進(jìn)劑氣化過(guò)程完成。通過(guò)減壓器6還可使氣化后的推進(jìn)劑壓力從0. 84MPa降到推力器 入口所要求的壓力。減壓器6減壓后的丙烷氣體進(jìn)入穩(wěn)壓罐7，使推進(jìn)劑壓力保持穩(wěn)定，保 證推進(jìn)劑能夠平穩(wěn)的進(jìn)入推力器，并且在微推進(jìn)裝置工作時(shí)，推進(jìn)劑的壓力不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。 氣化后的推進(jìn)劑進(jìn)入到過(guò)濾器8中進(jìn)行過(guò)濾，以免氣化后的推進(jìn)劑氣體中存在雜質(zhì)堵塞外 界推進(jìn)系統(tǒng)中的推力器的喉部。過(guò)濾器8通過(guò)出口三通10與壓力傳感器9連接。出口三 通10與推進(jìn)系統(tǒng)連接。過(guò)濾后的氮?dú)庾罱K由出口三通10進(jìn)入推進(jìn)系統(tǒng)中推進(jìn)劑供氣管路， 經(jīng)由供氣管路進(jìn)入到推力器中；減壓后的推進(jìn)劑壓力由壓力傳感器9監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求
一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，其特征在于包括第一推進(jìn)劑貯箱、第二推進(jìn)劑貯箱、第一導(dǎo)熱模塊、第二導(dǎo)熱模塊、減壓器、穩(wěn)壓罐、安全閥、壓力傳感器與過(guò)濾器；第一推進(jìn)劑貯箱與第二推進(jìn)劑貯箱上分別安裝有第一導(dǎo)熱模塊與第二導(dǎo)熱模塊，第二導(dǎo)熱模塊的推進(jìn)劑出口與第一導(dǎo)熱模塊的推進(jìn)劑入口通過(guò)管路連接；第二導(dǎo)熱模塊的推進(jìn)劑入口通過(guò)管路與安全閥連接，安全閥與入口四通連接，入口四通上通過(guò)管路與第一推進(jìn)劑貯箱、第二推進(jìn)劑貯箱連接；第一導(dǎo)熱模塊的推進(jìn)劑出口通過(guò)管路依次連接有減壓器、穩(wěn)壓罐和過(guò)濾器，過(guò)濾器通過(guò)出口三通連接壓力傳感器和推力器。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，其特征在于所述 第一推進(jìn)劑貯箱與第二推進(jìn)劑貯箱為圓柱形貯箱。
3.如權(quán)利要求1所述一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，其特征在于所 述第一推進(jìn)劑貯箱與第二推進(jìn)劑貯箱中儲(chǔ)存的壓力為0. 84MPa，裝填液態(tài)推進(jìn)劑總質(zhì)量為 0. 6kg0
4.如權(quán)利要求1所述一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，其特征在于所述 第一導(dǎo)熱模塊與第二導(dǎo)熱模塊內(nèi)部為U形管路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于液化氣微推進(jìn)系統(tǒng)的加熱氣化裝置，包括第一推進(jìn)劑貯箱、第二推進(jìn)劑貯箱、第一導(dǎo)熱模塊、第二導(dǎo)熱模塊、減壓器、穩(wěn)壓罐、安全閥、壓力傳感器與過(guò)濾器；本發(fā)明采用被動(dòng)加熱模式，以衛(wèi)星內(nèi)部散熱單元為熱源，不需要額外消耗功率；該氣化裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件較少，具有高高可靠性和安全性，降低生產(chǎn)成本；該氣化裝置能夠使推進(jìn)劑得到充分氣化，確保推進(jìn)劑以氣態(tài)形式完成工作。
文檔編號(hào)F02K9/42GK101943082SQ20101023849
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者晉曉偉, 湯海濱, 蔣建, 訾振鵬, 鄒宇, 閆志勇, 馬鍵 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué);西安航天動(dòng)力研究所