[发明专利]一种低温推进剂贮存技术地面试验系统

权利要求书

1.一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，包括：

真空罐，用于提供不同的真空环境或常压环境；

试验贮箱，置于所述真空罐中，并位于所述红外灯之间，所述试验贮箱的外壁包裹有绝热层；

若干加热带，沿所述试验贮箱的高度方向均匀分布，用于模拟低温推进剂的热分层现象；

红外灯，位于所述试验贮箱的两侧，用于提供外热流；

低温推进剂加注模块，在试验前，为所述试验贮箱中加注低温推进剂；

热力学排气模块，包括液体循环排气单元和制冷排气单元，所述液体循环排气单元从试验贮箱中抽取低温推进剂，通过换热器形成分散射流喷出，与试验贮箱内的低温推进剂混合，消除热分层，使整个试验贮箱的低温推进剂温度降低，压力下降，同时上层低温推进剂温度降低，气枕温度也随之降低，压力下降，压力下降到设定值后，液体循环排气单元停止工作，直到压力再次升高，液体循环排气单元再次开启；所述制冷排气单元在试验贮箱内压力升高到设定的最高压力时，试验贮箱中的部分低温推进剂通过所述制冷排气单元气化、降温后，进入所述换热器的气侧，试验贮箱中的另一部分低温推进剂进入所述换热器的液侧，发生热量交换后，气侧的气体温度升高，排出试验贮箱，液侧的低温推进剂温度降低，进入试验贮箱；

蒸汽冷却屏模块，设置在所述试验贮箱和红外灯之间，用于将试验贮箱中蒸发的气体再利用；

检测控制模块，包括上位机、控制器、液位传感器及若干贮箱温度传感器，所述贮箱温度传感器用于测量试验贮箱中低温推进剂的温度，所述液位传感器用于测量试验贮箱中低温推进剂的液位，所述上位机通过控制器接收所述温度和液位，并发出控制指令通过控制器控制所述低温推进剂加注模块、热力学排气模块及蒸汽冷却屏模块工作。

2.根据权利要求1所述的一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，所述贮箱温度传感器与所述加热带对应，即每个加热带处设置一个贮箱温度传感器，用于检测热分层后低温推进剂的每层的温度。

3.根据权利要求1所述的一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，所述低温推进剂加注模块包括相互连接的压力气瓶和杜瓦罐，所述杜瓦罐与所述试验贮箱连接，所述压力气瓶和杜瓦罐之间的管路上依次设有第一压力表、减压阀和第二压力表，所述杜瓦罐与试验贮箱之间的管路上设有截止阀，第一液体流量计和泄出阀，所述杜瓦罐的罐口安装有安全阀，用于在杜瓦罐中的压力过高，自行排气，加注低温推进剂时，所述压力气瓶中的增压气体经减压阀减压后，进入杜瓦罐中，当杜瓦罐中达到一定压力后，开启截止阀，则低温推进剂进入试验贮箱中，实现低温推进剂的加注。

4.根据权利要求1所述的一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，所述液体循环排气单元包括依次连接的第二液体流量计、循环泵、流量调节阀和换热器，所述第二液体流量计的入口端与所述试验贮箱连接，所述循环泵抽取试验贮箱中的部分低温推进剂后，通过换热器形成分散射流喷出至试验贮箱，实现对试验贮箱中低温推进剂的混合，消除热分层，降低试验贮箱中的压力；

所述换热器、第二液体流量计和循环泵复用为所述制冷排气单元的一部分，所述制冷排气单元还包括依次连接的第三液体流量计、调节阀及焦汤膨胀阀，所述第三液体流量计的入口与所述循环泵出口连接，所述焦汤膨胀阀的出口与所述换热器的气侧入口连接，所述换热器的气侧出口连通至所述真空罐外侧，所述调节阀与焦汤膨胀阀之间设有第二温度传感器和第二压力传感器，所述焦汤膨胀阀与所述换热器之间设有第三温度传感器和第三压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，所述蒸汽冷却屏模块包括设置在所述红外灯和试验贮箱之间的冷却屏，所述冷却屏上布置有进气管路和出气管路，所述进气管路的入口与所述试验贮箱连通，所述进气管路的出口与所述出气管路的入口连通，所述试验贮箱与所述进气管路之间的依次设有第二截止阀、第三截止阀及背压阀。

6.根据权利要求5所述的一种低温推进剂贮存技术地面试验系统，其特征在于，该系统还包括与所述第二截止阀的出口连接的气体流量计，所述气体流量计的出口与大气连通，所述第二截止阀的出口与所述气体流量计之间设有第四温度传感器和第四压力传感器。