[发明专利]一种低温液位可控注气式蓄压器

说明书

一种低温液位可控注气式蓄压器，包括法兰、绝热层壳体、潜管、惯性孔、第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀，第一孔板、第二孔板、高压气瓶，过滤器、减压器、控制器、气体容腔，注气式蓄压器通过法兰与液体推进剂输送管路相连，输送管路内液体推进剂通过惯性孔进入壳体，并在壳体内形成自由液位、气体容腔。

技术领域

本发明涉及低温液体运载火箭用POGO抑制系统及蓄压器设计领域，特别是一种低温液位可控注气式蓄压器。

背景技术

液体火箭的POGO振动是指结构系统与推进系统动特性相互耦合而产生的纵向不稳定低频振动。严重时将导致火箭发动机关机、有效载荷故障、航天员身体不适甚至箭体结构破坏等后果。蓄压器是液体运载火箭POGO抑制系统的重要单机，它一般安装于火箭推进剂输送管路末端，发动机泵入口，通过在输送管路上附加气体容腔来改变输送系统的固有频率，使其与箭体结构的固有频率分离，从而达到POGO抑制的目的。

目前我国现役火箭主要采用贮气式金属膜盒蓄压器，能量值较低。金属膜盒是由许多金属膜片焊接而成，焊缝数量多、长度长，焊缝缺陷控制难度显著增大，同时，充压后容易失稳，尤其是在振动工况下可靠性较差。相比现役运载火箭上采用的金属膜盒式蓄压器而言，注气式蓄压器结构简单，无膜盒等运动部件，能量值较大，可以极大的降低加工制造难度、提高发射及飞行可靠性、简化监测维护流程，并且对于大型低温运载火箭而言，这种优势更为显著。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种低温液位可控注气式蓄压器，解决了大型低温运载火箭POGO抑制系统对蓄压器气腔容积需求日益增大的问题，可替代现有技术容积小、工艺性及可靠性差的金属膜盒蓄压器，本发明新型低温液位可控注气式蓄压器气体容腔大、容积可以保持不变，注入的过量的气体避免进入输送管，不会对发动机性能造成影响。

本发明的技术解决方案是：一种低温液位可控注气式蓄压器，包括法兰、绝热层壳体、潜管、惯性孔、第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀，第一孔板、第二孔板、高压气瓶，过滤器、减压器、控制器、气体容腔，其中：

注气式蓄压器通过法兰与液体推进剂输送管路相连，输送管路内液体推进剂通过惯性孔进入壳体，并在壳体内形成自由液位、气体容腔；

当处于低温预冷状态时，第四电磁阀排气，气体容腔与大气相通，低温推进剂气化产生的气体通过第四电磁阀排出，液体推进剂填满气体容腔，实现注气式蓄压器的低温预冷；

当进入工作状态时，第四电磁阀关闭，高压气瓶中充入高压氦气，第二电磁阀打开，氦气通过过滤器、减压器、第二孔板注入气体容腔，气体容腔压力升高，液体推进剂通过惯性孔进入输送管中，第一电磁阀打开，液体推进剂通过潜管排出，气体容腔增大，液面下降至潜管出口位置时，潜管排气，液面停止下降，当输送管内压力高于气体容腔压力时，气体容腔被压缩，液面升高，当液面高于潜管出口时，气体注入气体容腔，当气体容腔压力高时，液面继续下降，使得液面在潜管出口附近调节。

还包括消能器，消能器降低气流的速度，引导气流的方向，防止气体直吹介质液面、输送管内壁。

还包括防晃板，防晃板在壳体内部，抑制在火箭飞行过程中产生的液面晃动。

还包括温度传感器用于测量气腔内的温度。

还包括液位计用于测量蓄压器内推进剂介质的高度。

还包括压力传感器，用于测量气体容腔内的压力。

还包括第三电磁阀、第三孔板，当电磁阀、减压器出现故障时，电磁阀打开，气体通过孔板注入气体容腔中。

所述的绝热层壳体为双层管结构，内外夹层中可提供所需要的气体容腔，内外层通过惯性孔连接。

所述的法兰为两个。

所述的壳体为绝热材料制成。