[发明专利]一种贮箱隔膜翻转性能测试装置及系统

说明书

本发明涉及一种贮箱隔膜翻转性能测试装置及系统。对于具有隔膜结构的贮箱，隔膜将贮箱分隔成气腔和液腔，隔膜翻转实现贮箱液体和气体的置换，从而实现液体的排出。隔膜的翻转性能试验是考核隔膜工作质量的重要指标。先将贮箱内充满液体，测试装置通过贮箱的充气口向贮箱内通指定压力气体，隔膜在气体和液体的压差作用下从气腔向液腔翻转，当隔膜翻转完毕后，液体完全排出，隔膜质量即满足技术要求。该测试装置可实现贮箱隔膜翻转全过程相关参数实时高速采集、存储和分析，精确测量隔膜翻转过程中压力、压差、流量变化及动作时间，使得用户及设计人员对贮箱隔膜翻转过程中的工作特性有更进一步得了解。

技术领域

本发明涉及一种贮箱隔膜翻转性能测试装置及系统，可用于具有隔膜结构的贮箱的翻转试验，属于火箭发动机测试领域。

背景技术

液体火箭发动机由推力室、推进剂供应系统和发动机供应系统组成。其中挤压式供应系统通常由高压气瓶、减压器等组成。贮存在气瓶中的高压惰性气体经减压器后进入贮箱，将推进剂从贮箱挤压到推力室。作为液体火箭发动机的重要组成部分，推进剂贮箱在结构上主要由贮箱壳体和金属膜片构成，在贮箱内部，膜片与贮箱壳体密封连接，一般通过焊接工艺来实现。工作过程中，外部的增压气体通过贮箱的进气口进入腔体，然后挤压膜片，将推进剂从贮箱的出口挤入输送管路，向外部装备供应推进剂。在工作期间金属膜片需要经历从上半球翻转到下半球的弹塑性变形，金属膜片能否有效稳定的翻转是决定贮箱性能优劣的关键参数。

由于金属膜片翻转试验代价太高，不能反复多次试验。目前，在膜片的翻转过程评价指标中，对于整体翻转过程的压力波动评价指标很少，因此有必要设计一套贮箱隔膜翻转性能测试装置，能够完成贮箱隔膜翻转试验并采集其翻转过程中的压力值、压差值、流量值等重要试验参数，方便实验人员进行后期数据分析，从而判别贮箱性能状态是否良好。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种贮箱隔膜翻转性能测试装置及测试系统，可实现贮箱隔膜翻转过程中相关参数的采集和分析，且具有操作方便、测量精度高的特点。

本发明的技术方案如下：

一种贮箱隔膜翻转性能测试装置，包括：

气路系统，气路系统的阀门、接嘴集成在固定台架上，通过管路相连，气路系统出口与贮箱气腔接嘴相连；

液路系统，设置流量计用以检测贮箱排出液体的流量，液路系统管路采用直线管路，且管路通径大于贮箱排液口；液路系统入口与贮箱液腔接嘴相连；

气路系统和液路系统之间设置的压差计，压差计两端分别连接贮箱的气腔和液腔，实时检测贮箱气腔和液腔的压差；

控制系统，实时采集气腔压力、液腔流量、气液腔压差。

进一步的，所述气路系统包括：进气口g2、进气总阀门K2、机械压力计P0、减压器G1、安全阀A1、压力传感器P1、产品气路阀门K3、减压器后端放气阀门K5、气源放气阀门K4、气体进贮箱接口g5、气体排放口g6以及气体排放口g7；

进气口g2连接气源，经过进气总阀门K2、机械压力计P0后分为两路，第一路经过气源放气阀门K4后连接气体排放口g7进行放气；第二路经过减压器G1、安全阀A1、压力传感器P1、产品气路阀门K3后再次分为两路，其中一路通过气体进贮箱接口g5进入产品气腔内，另一路经过放气阀门K5连接气体排放口g6进行放气；

减压器G1用于将高压气源减压至贮箱隔膜翻转所需的低压；

安全阀A1用于安全保护，当系统压力超过规定值时，安全阀A1打开，将部分气体排入大气中；

机械压力计P0用于检测气源压力值，压力传感器P1用于检测经过减压器G1后的气体压力值即进入产品气腔内的压力值；

阀门K2、K3、K4、K5用于对管路中的介质进行输送和切断。