[发明专利]含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置

权利要求书

1.一种含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置，包括脉动抑制装置和气液分离排放系统；所述脉动抑制装置包括外壳体和内筒体，所述外壳体同轴套设于内筒体外部，两者之间构成一个密封腔室，内筒体上设有多个注液孔，作为低温推进剂从内筒体进入密封腔室的通道；其特征在于：所述气液分离排放系统包括气液分离排放单元和预冷排放紧急放气单元；

所述气液分离排放单元包括气液分离排放管路、气液排放隔离阀、气液排放量测量流量计、第一测温装置和第一测压装置；所述气液分离排放管路的进口设置在外壳体内部，且与液位高度平齐，所述气液排放隔离阀、气液排放量测量流量计、第一测温装置和第一测压装置均设置在气液分离排放管路上；

所述预冷排放紧急放气单元包括预冷排放紧急放气管路、气动截止阀、第二测温装置和第二测压装置；所述预冷排放紧急放气管路的进口与内筒体的气腔最高点连接，所述气动截止阀、第二测温装置和第二测压装置均设置在预冷排放紧急放气管路上；所述气液分离排放管路的进口设置有弯管，所述弯管包括相连接的竖直段和水平段；所述竖直段安装外壳体内，其进液口与液位高度平齐，水平段穿过外壳体，与气液分离排放管路连接；所述竖直段进液口上设置有封盖，且其侧壁上设置有多个通孔，多个通孔沿竖直段的侧壁周向均布，轴向排布；所述弯管与气液分离排放管路通过凹凸法兰连接；所述气液分离排放管路上还设置有孔板，用于控制气液分离排放管路的背压在稳定状态；

所述液位高度H通过公式(1)计算得到：

其中，V_蓄表示脉动抑制装置总体积；V_气表示气枕大小；V_封表示封头体积；H_封表示封头高度；r表示直管段直径；

所述气液分离排放管路的最小管径d通过式(2)至式(4)计算得到；

q_液＝A_液×ρ×ν (3)

其中，q_液为管路流量；C_液表示流量系数，通过放液标定获取；A_液为最小液相流通面积；ρ_液表示液体密度；P_i表示脉动抑制装置内部压力；L为现场管路布置长度；ΔP为管路流阻要求值；λ为阻力损失系数；ρ为液氧汽化后密度；ν表示管路流速。

2.根据权利要求1所述的含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置，其特征在于：所述气液分离排放管路上还设置有过滤器。

3.根据权利要求2所述的含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置，其特征在于：所述气液分离排放管路的出口下方设置有收集槽，收集排出的液体。

4.根据权利要求3所述的含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置，其特征在于：所述第一测温装置和第二测温装置为温度传感器。

5.根据权利要求4所述的含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置，其特征在于：所述第一测压装置和第二测压装置为压力传感器。

6.一种基于权利要求1至5任一所述含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置的预冷方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、同时打开气液排放隔离阀和气动截止阀，脉动抑制装置内预冷蒸发的气体同时从气液分离排放管路、预冷排放紧急放气管路排出，液位上升；

步骤二、当脉动抑制装置内的液位上升至预冷排放紧急放气管路有液体排出时，关闭气动截止阀，同时，保持气液排放隔离阀常开；

步骤三、脉动抑制装置内液位下降，下降至气液排放口时，此时脉动抑制装置内为动态平衡状态，脉动抑制装置预冷完成。