一種適用于大流量試驗臺的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液體火箭發(fā)動機試驗臺冷卻水系統(tǒng)，尤其適用于大流量可重復使用發(fā)動機冷卻水供應系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著中國航天事業(yè)朝著登陸月球或是火星的方向進行，進行大推力可重復使用發(fā)動機的研制成為了一件日趨急迫的事情?？芍貜褪褂冒l(fā)動機不同于以往火箭發(fā)動機的主要方面為發(fā)動機各個組件對發(fā)動機的重復性點火具有很高的可靠性。在對發(fā)動機推力室單獨進行地面試驗階段，由于重復點火形成的高溫高壓燃氣對燃燒室內(nèi)壁面沖刷嚴重，為了模擬真實發(fā)動機條件下，需要對推力室進行冷卻，以免高溫燃氣燒壞試驗件。在常溫條件下，水是理想的冷卻劑，具有比熱大，容易獲取，安全性高的特點，成為了推力室冷卻的良好介質。目前對發(fā)動機推力室試驗時，采用的方法主要是利用氣體對水來進行增壓，為水系統(tǒng)流通提供動力，這種方式主要的弱點是系統(tǒng)較大，需要增加較多額外的設備，增加了系統(tǒng)的支出，另外很難在試驗的過程中將水進行循環(huán)利用，只能在試驗結束后，再對水箱進行補給。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種適用于大流量試驗臺的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，消除了氣體增壓方式過程中水無法及時補充的問題，精簡了系統(tǒng)設備。
[0004]一種適用于大流量試驗臺冷卻水系統(tǒng)，具體為:桶裝蒸餾水(A001)后連接小型水泵(A002)，水箱(A003)四周與小型水泵(A002)、手動截止閥(A004)、手動截止閥(A006)相連接，阻尼塊(A005)安放在水箱(A003)底部，水箱(A003)內(nèi)水管與軟管(A021)連接，阻尼塊(A005)處于水管的正下方，阻尼塊(A005)與水管之間設有距離，水管上設置壓力傳感器(A022)、溫度傳感器(A023)和壓力表(A025)來檢測蒸餾水狀態(tài)參數(shù)，并且還設置三通連接手動截止閥(A024)，手動截止閥(A006)后與軟管(A007)連接，軟管(A007)相對地面設有斜角，高壓水泵(A009)入水口連接軟管(A007)，出水口連接軟管(A010)以及壓力表(A008)，軟管(A010)后分三通分別連接安全閥(AOll)和流量調(diào)節(jié)閥(A012);流量調(diào)節(jié)閥(A012)分三通分別連接手動截止閥(A013)和過濾器(A014);過濾器(A014)后分三通連接壓力表(A015)和電磁閥(A016);電磁閥(A016)后連接流量計(A017)，流量計(A017)另外一端與軟管(A020)連接，兩者之間分別連接壓力傳感器(A018)和溫度傳感器(A019);試驗件兩端分別連接軟管(A020)和軟管(A021)。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0006](I)本發(fā)明中采用高壓水泵來將水提高到額定的輸出壓力及流量，對試驗件進行水冷卻過程，系統(tǒng)簡單，穩(wěn)定可靠，能夠根據(jù)試驗件的額定工況來隨時調(diào)節(jié)高壓水泵；
[0007](2)本發(fā)明中將水管深入到水箱底部，防止蒸餾水回水的過程中，由于水壓力太大，對水箱液面進行沖擊，造成水箱中充滿了氣泡，影響水泵的工作性能。另外在回水管路底部放置阻尼塊，對水的壓力進行進一步的釋放，減少回水對水箱的損壞；
[0008](3)本發(fā)明中主要的缺點在于高壓水泵往往伴隨著大的震動，在試驗工作的過程中，其震動對管路的密封性及試驗件都是具有相當大的損害作用，因此在水泵的兩端和試驗件的兩端都安裝了相應的軟管，防止震動隨著管路進行傳播。另外對于高壓水泵，還需要修建相應的地基基礎，隔離震動；
[0009](4)本發(fā)明考慮了水泵的工作特點，在水泵的入口處，管路為傾斜狀態(tài)，在初始開閥的過程中，排空管路中空氣，減少對水泵的影響；
[0010](5)本發(fā)明中，蒸餾水在發(fā)動機試驗的過程中為循環(huán)使用，在一定的時間內(nèi)，再無需對水箱進行蒸餾水充填，減少工作量，相對于其他類型水路增壓方式具有強烈的優(yōu)勢；
[0011](6)本發(fā)明中設置了充分的試驗測量裝置及安全措施，包含了安全閥、流量計、溫度傳感器、壓力傳感器等，對系統(tǒng)狀態(tài)進行了充分的測量及安全保證。
【附圖說明】
[0012]圖1是冷卻水系統(tǒng)原理圖；
[0013]圖中:
[0014]A001-桶裝蒸餾水A002-小型水泵A003-水箱
[0015]A004-手動截止閥A005-阻尼塊A006-手動截止閥
[0016]A007-軟管A008-壓力表A009-高壓水泵
[0017]A010-軟管AOll-安全閥A012-流量調(diào)節(jié)閥
[0018]A013-手動截止閥A014-過濾器A015-壓力表
[0019]A016-電磁閥A017-流量計A018-壓力傳感器
[0020]A019-溫度傳感器A020-軟管A021-軟管
[0021]A022-壓力傳感器A023-溫度傳感器A024-手動截止閥
[0022]A025-壓力表
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0024]本發(fā)明是一種適用于大流量試驗臺冷卻水系統(tǒng)，如圖1所示，具體為:
[0025]桶裝蒸餾水AOOl后連接小型水泵A002，水箱A003四周與小型水泵A002、手動截止閥A004、手動截止閥A006相連接，阻尼塊A005安放在水箱A003底部，水箱A003內(nèi)水管與軟管A021連接，阻尼塊A005處于水管的正下方，且保持一定的空間距離，對回水管中出來的蒸餾水進行壓力釋放，防止其對水箱A003產(chǎn)生沖擊，水管上設置壓力傳感器A022、溫度傳感器A023和壓力表A025來檢測蒸餾水狀態(tài)參數(shù)，并且還設置三通連接手動截止閥A024，手動截止閥A006后與軟管A007連接，兩者連接過程中相對地面需保證一定斜角(約10° )，防止高壓水泵A009 A 口產(chǎn)生空泡，對高壓水泵A009產(chǎn)生損壞。，高壓水泵A009入水口連接軟管A007，出水口連接軟管AOlO以及壓力表A008，軟管AOlO后分三通分別連接安全閥AOll和流量調(diào)節(jié)閥A012。流量調(diào)節(jié)閥A012分三通分別連接手動截止閥A013和過濾器A014。過濾器A014后分三通連接壓力表A015和電磁閥A016。電磁閥A016后連接流量計A017，流量計A017另外一端與軟管A020連接，兩者之間分別連接壓力傳感器A018和溫度傳感器A019。試驗件兩端分別連接軟管A020和軟管A021。
[0026]本發(fā)明中水介質采用的主要是蒸餾水，蒸餾水的主要特點是里面含有的礦物質極少，長時間使用對試驗件及管路設備沒有腐蝕傷害。各個設備中，通過高壓水泵A009來提供試驗件所需的初始壓力，通過流量調(diào)節(jié)閥A012對試驗件所需的流量進行調(diào)節(jié)，主要的流量指示器件為流量計A017，壓力表A015、壓力傳感器A018以及溫度傳感器A019對試驗件入口的蒸餾水物質特性進行監(jiān)控。整體系統(tǒng)工作過程簡單，具體如下:
[0027]首先對水箱A003進行蒸餾水充填，啟動小型水泵A002，利用小型水泵A002對桶裝蒸餾水AOOl進行抽取，待充填完畢后，關閉小型水泵A002。打開手動截止閥A006，待高壓水泵A009 A 口處的氣泡消失后，啟動高壓水泵A009，打開電磁閥AO16、逐步調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥A012，通過流量計A017示數(shù)來判斷是否試驗件參數(shù)達標。待水系統(tǒng)參數(shù)正常后，即可進行發(fā)動機正式試驗，此系統(tǒng)正常工作后屬于封閉系統(tǒng)，理論上可以實現(xiàn)水的無限循環(huán)。發(fā)動機試驗的過程中，通過壓力傳感器A018、溫度傳感器A019檢測入口水路參數(shù)變化，通過壓力傳感器A022、溫度傳感器A023來檢測試驗件出口水路參數(shù)。待試驗完畢之后，對系統(tǒng)進行關閉操作，首先關閉高壓水泵A009，關閉手動截止閥A006、關閉電磁閥A016。打開手動截止閥A024、手動截止閥A013，進行放水操作，上述兩個泄放閥在安裝過程中為管路的最低點。在對水箱清理的時候，打開手動截止閥A004，進行泄放。至此整體試驗系統(tǒng)操作完畢。
【主權項】
1.一種適用于大流量試驗臺冷卻水系統(tǒng)，具體為:桶裝蒸餾水(AOOl)后連接小型水泵(A002)，水箱(A003)四周與小型水泵(A002)、手動截止閥(A004)、手動截止閥(A006)相連接，阻尼塊(A005)安放在水箱(A003)底部，水箱(A003)內(nèi)水管與軟管(A021)連接，阻尼塊(A005)處于水管的正下方，阻尼塊(A005)與水管之間設有距離，水管上設置壓力傳感器(A022)、溫度傳感器(A023)和壓力表(A025)來檢測蒸餾水狀態(tài)參數(shù)，并且還設置三通連接手動截止閥(A024)，手動截止閥(A006)后與軟管(A007)連接，軟管(A007)相對地面設有斜角，高壓水泵(A009)入水口連接軟管(A007)，出水口連接軟管(A010)以及壓力表(A008)，軟管(A010)后分三通分別連接安全閥(AOll)和流量調(diào)節(jié)閥(A012);流量調(diào)節(jié)閥(A012)分三通分別連接手動截止閥(A013)和過濾器(A014);過濾器(A014)后分三通連接壓力表(A015)和電磁閥(A016);電磁閥(A016)后連接流量計(A017)，流量計(A017)另外一端與軟管(A020)連接，兩者之間分別連接壓力傳感器(A018)和溫度傳感器(A019);試驗件兩端分別連接軟管(A020)和軟管(A021)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于大流量試驗臺冷卻水系統(tǒng)，所述軟管(A007)相對地面設有10°斜角。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于大流量試驗臺冷卻水系統(tǒng)，桶裝蒸餾水后連接小型水泵，水箱四周與小型水泵、手動截止閥、手動截止閥相連接，阻尼塊安放在水箱底部，水箱內(nèi)水管與軟管連接，阻尼塊處于水管的正下方，水管上設置壓力傳感器、溫度傳感器和壓力表來檢測蒸餾水狀態(tài)參數(shù)，并且還設置三通連接手動截止閥，手動截止閥后與軟管連接，高壓水泵入水口連接軟管，出水口連接軟管以及壓力表，軟管后分三通分別連接安全閥和流量調(diào)節(jié)閥；流量調(diào)節(jié)閥分三通分別連接手動截止閥和過濾器；過濾器后分三通連接壓力表和電磁閥；電磁閥后連接流量計，流量計外一端與軟管連接，兩者之間分別連接壓力傳感器和溫度傳感器；試驗件兩端分別連接軟管和軟管。
【IPC分類】G01M15-02
【公開號】CN104729856
【申請?zhí)枴緾N201510148762
【發(fā)明人】俞南嘉, 戴健, 蔡國飆
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月31日