[发明专利]一种火箭发动机点火剂贮存供应装置

说明书

本发明涉及一种火箭发动机点火剂贮存供应装置，主要包括壳体组件、金属膜盒组件、气路隔离组件以及液路隔离组件。点火剂为强化学活性物质，贮存和使用要求氧、水隔绝环境，本发明采用金属壳体、金属膜盒、气路和液路隔离膜片实现点火剂液体的密封贮存；点火剂供应过程中，金属膜盒作为管理元件保证了完全的气液隔离，金属膜盒可多次重复使用；气路和液路隔离膜片采用冗余密封接头与模块壳体连接，既能可靠密封连接，也能方便更换；加排阀用于点火剂液体的加注和正压惰性气体封装，压力传感器用于监测模块内气腔压力，保证正压安全贮存环境。通过上述特点，能够实现点火剂液体的安全可靠贮存，具备多次供应、可重复使用特性。

技术领域

本发明涉及液体火箭发动机技术领域，尤其涉及一种火箭发动机点火剂贮存供应装置。

背景技术

对于液氧和烃类推进剂组合的火箭发动机，由于其推进剂组合无法自燃，需要专门的点火系统进行发动机点火起动。采用自燃点火剂进行点火起动，已被广泛证明是一种可靠、简洁和高效的点火方案。其主要工作原理为：将预先装填点火剂的特制容器安装在发动机燃料管路系统中，由增压气体挤压点火剂喷射进入发动机燃烧室，点火剂与液氧发生自燃反应，然后组织燃料喷入掺混燃烧，实现点火。点火剂的贮存和供应模块是点火系统的重要组成部分。

目前常用的点火剂为三乙基硼和三乙基铝的混合物。该种点火剂具有很强的化学活性，与氧、水等物质接触会发生剧烈燃烧反应，操作、贮存和使用过程中，必须保证绝氧、绝水份环境。

目前火箭发动机点火系统中使用的点火剂贮存供应装置均为点火导管。点火导管安装在燃料管路系统中，容量为一次点火使用剂量；隔离密封装置为焊接结构，使用后无法更换。上述特点，决定了点火导管只能用于一次起动工作的发动机系统；同时，点火导管无法实现点火剂和增压气体的气液隔离，无法实现复杂过载条件下的液体供应管理。对于多次起动、回收后重复使用的火箭发动机系统使用需求，需研制一种可供多次点火、可重复使用的火箭发动机点火剂贮存和供应系统。

发明内容

针对现有技术中存在问题，本发明提供一种火箭发动机点火剂贮存供应装置，满足多次点火、可重复使用液体火箭的点火需求，具备集成度高、可靠性高、工艺实现性强的特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种火箭发动机点火剂贮存供应装置，其特征在于，包括壳体组件、金属膜盒组件、气路隔离组件、液路隔离组件、气路加注阀、液路加注阀、过滤器、气路冗余密封接头和液路冗余密封接头；

壳体组件内部由金属膜盒组件分隔为增压气腔和点火剂液腔；

点火剂通过液路加注阀预先充装在点火剂液腔中，增压气体压力作用在所述气路隔离组件上，压力达到一定值时气路隔离组件主动打开，增压气体进入增压气腔，气体压力推动金属膜盒组件沿轴向压缩变形；金属膜盒组件挤压点火剂液体使其压力升高直至液路隔离组件在压力作用下主动打开，点火剂液体通过过滤器和液路冗余密封接头向下游供应。

进一步地，所述金属膜盒组件包括金属膜盒、膜盒顶盖、导向环与膜盒底座；

所述金属膜盒组件通过膜盒底座与壳体组件焊接连接；

所述金属膜盒与导向环焊接连接，导向环与膜盒顶盖焊接连接，金属膜盒与膜盒底座焊接连接；

所述金属膜盒、膜盒顶盖、导向环构成了物理隔离，用于隔离增压气体和点火剂液体；

所述金属膜盒能够在压力作用下沿轴向伸缩变形；

所属导向环在金属膜盒沿轴向伸缩变形时起到轴向支撑作用，防止金属膜盒与壳体柱段发生刮碰。

进一步地，所述金属膜盒为焊接膜盒，所述金属膜盒侧壁为波纹结构，所述波纹结构的外径与外部壳体组件的内径尺寸匹配。