[发明专利]一种气液两相高压釜水循环压力平衡系统

说明书

本发明公开了一种气液两相高压釜水循环压力平衡系统，属于水循环压力平衡技术领域，包括：高压釜、电磁阀、PLC单元、压力变送器及电动循环泵；所述高压釜的内部充满水和空气；高压釜顶部设有气体排放口，所述气体排放口分别通过管路与外界空气相通，在所述管路上分别安装有电磁阀；高压釜上安装有压力变送器；压力变送器和电磁阀分别与PLC单元连接；高压釜的进水端和出水端通过液体管路相通，所述液体管路上安装有电动循环泵；电动循环泵用于将高压釜内的水从出水端抽出后，再次由高压釜的进水端进入到其内部；本发明在进行水下火箭发动机模拟试验过程中，能够快速精确调节高压釜内的气液两相的压力。

技术领域

本发明属于水循环压力平衡技术领域，具体涉及一种气液两相高压釜水循环压力平衡系统。

背景技术

目前国内深水火箭发动机技术的研究，由于外场试验技术难度较大，也会受到舰船、海况以及试验成本等因素的限制，急需在陆上建设水下火箭发动机模拟试验系统。在现有的深水火箭发动机模拟试验过程中，火箭发动机排出的大量高温高压燃气将引起高压釜内气垫压强升高，从而导致火箭发动机工作环境背压发生变化，不能真实的模拟火箭发动机在某一水深的工作情况，严重时试验系统发生破坏甚至发生爆炸事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种气液两相高压釜水循环压力平衡系统，在进行水下火箭发动机模拟试验过程中，能够快速精确调节高压釜内的气液两相的压力，保证水下的火箭发动机的环境背压在工作过程中基本不变，高压釜内水流均匀平稳，使得试验测试数据的真实有效，也可以保证整个试验系统的安全。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种气液两相高压釜水循环压力平衡系统，包括：高压釜、电磁阀、PLC单元、压力变送器及电动循环泵；

所述高压釜的内部充满水和空气；高压釜顶部设有两个以上气体排放口，所述气体排放口分别通过管路与外界空气相通，在所述管路上分别安装有电磁阀，当电磁阀开启时，高压釜内的气体能够通过管路排出；

高压釜上安装有压力变送器，压力变送器用于测量高压釜内部的压力；压力变送器和电磁阀分别与PLC单元连接，压力变送器将收集到的压力信号传输给PLC单元，PLC单元根据接收到的压力信号控制电磁阀的开启或关闭，实现对高压釜内压力平衡的控制；

高压釜的进水端和出水端通过液体管路相通，所述液体管路上安装有电动循环泵；电动循环泵用于将高压釜内的水从出水端抽出后，再次由高压釜的进水端进入到其内部。

进一步的，还包括设置在管路末端的消音器。

进一步的，所述消声器为小孔形消声器。

进一步的，还包括流量计，流量计安装在高压釜的进水端和出水端之间的液体管路上，用于监测流经液体管路的水的流量。

进一步的，还包括整流装置，整流装置安装在高压釜进水端的液体管路上。

进一步的，所述高压釜顶部设有爆破片，当高压釜内的压力超过设定的最大工作压力时，通过爆破片在所述高压釜上形成爆破口实现泄压。

进一步的，所述高压釜内部的水的体积为高压釜容积的2/3，空气的体积为高压釜容积的1/3。

有益效果：(1)本发明在试验过程中，火箭发动机的尾喷燃气使得高压釜内压力高于设定压力后，PLC单元开启电磁阀，气体通过管路及消声器排出，以降低高压釜内压力，当高压釜内压力降低至设定压力时，PLC单元关闭电磁阀，如此循环使高压釜内压力稳定在设定范围内，实现对高压釜内压力的实时监测和控制，且高压釜内平衡压力控制精度达到0.01MPa，控制速率达到0.2MPa/s。

(2)本发明采用电动循环泵和整流装置，使得高压釜内形成稳定的水循环，从而更能接近实际的水下试验环境。