[实用新型]一种可用于火箭发动机推进剂供应的挤压泵

说明书

本实用新型提供一种可用于火箭发动机推进剂供应的挤压泵，包括高压气源、低压贮箱、火箭发动机、贮箱稳压器、高压泵腔一、高压泵腔二，所述高压气源通过连接管路分别与低压贮箱、高压泵腔一、高压泵腔二连接，所述高压泵腔一和高压泵腔二的另一端分别与低压贮箱和火箭发动机连接，所述高压气源与低压贮箱之间的连接管路上设置有贮箱稳压器。本实用新型结构简单，可靠性高，同时大大降低研发周期和制造成本并且可减轻低压贮箱质量80％以上，使得火箭的飞行时间和运载能力大大提升，具有极其广阔的应用前景和可观的经济价值。

技术领域

本实用新型属于火箭发动机的挤压泵技术领域，尤其涉及一种可用于火箭发动机推进剂供应的挤压泵。

背景技术

发动机系统是火箭、卫星、空间站等航天器的完成各项任务所必需的动力之源，液体火箭发动机相对于固体发动机具有性能高、成本低、可重复使用、安全性好等优势，而液体火箭发动机需要在工作时由增压输送系统持续不断的把推进剂由贮箱供应至发动机，同时满足一定的流量和压力要求。

目前液体火箭发动机的推进剂增压输送方式主要有两种：挤压式和泵压式。两者的优缺点和适用场景对比如下：

挤压式：由高压气瓶直接向大容积的推进剂贮箱提供增压气体，推进剂在高压气体作用下被挤压至发动机。挤压式供应系统的优点是系统简单可靠，缺点是由于贮箱需要耐受较高的压力，大大增加结构重量，导致火箭效率极低，无法完成入轨等实际应用，同时发动机的工作压力难以提高，发动机比冲等性能较差，因此挤压式供应系统目前仅用于卫星在轨推进等少数领域。

泵压式：一般采用高速旋转的离心泵将低压贮箱中的推进剂增压并输送至发动机。根据驱动离心泵的方式不同，又可分为燃气发生器循环、膨胀循环、分级燃烧循环、电驱动泵等，最高可实现数十兆帕的增压。泵压式的优点是贮箱仅需耐受低压，结构质量大大减轻，全箭效率高，发动机比冲高，缺点是涡轮泵系统极其复杂、工作环境恶劣，风险较高，心泵转速一般为数万转，燃气发生器温度接近1000度，需要长时间的研发和试验，制造工艺复杂，成本昂贵。

本实用新型专利提出一种可用于火箭发动机推进剂供应的挤压泵，利用挤压式系统简单可靠的优点，实现泵压式高效、减重的效果，通过对架构优化和控制时序的设计，该挤压泵具备一定的系统容错能力，显著提供全箭的可靠性，缩短研发周期，大大降低研发及制造成本。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可用于火箭发动机推进剂供应的挤压泵，包括高压气源、低压贮箱、火箭发动机、贮箱稳压器、高压泵腔一、高压泵腔二，所述高压气源通过连接管路分别与低压贮箱、高压泵腔一、高压泵腔二连接，所述高压泵腔一和高压泵腔二的另一端分别与低压贮箱和火箭发动机连接，所述高压气源与低压贮箱之间的连接管路上设置有贮箱稳压器，所述高压气源与高压泵腔一和高压泵腔二之间的连接管路上分别设置有泵腔稳压器一和泵腔稳压器二，所述高压泵腔一和高压泵腔二上分别设置有泄压阀一、泄压阀二，所述高压泵腔一、高压泵腔二与低压贮箱之间的连接支路上分别设置有进液阀一和进液阀二，所述高压泵腔一和高压泵腔二与火箭发动机之间的连接支路上分别设置有出液阀一和出液阀二。

优选的，所述高压气源由复合材料或金属制成。

优选的，所述贮箱稳压器、泵腔稳压器一、泵腔稳压器二可以采用隔膜式稳压器或其他类型稳压器，且部内均设置有控制电磁阀。

优选的，所述高压泵腔一上方分别设置有泵腔稳压器一和泄压阀一，所述高压泵腔二上方分别设置有泵腔稳压器二和泄压阀二。

优选的，所诉高压泵腔一下方分别设置有进液阀一和出液阀一，所述高压泵腔二下方分别设置有进液阀二和出液阀二。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型与传统涡轮泵相比，没有高速旋转部件，没有燃烧部件，没有高低温恶劣环境，没有高压动密封的需求，结构简单，可靠性高，同时大大降低研发周期和制造成本。