本發(fā)明涉及低溫推進(jìn)劑加注，特別涉及一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)及其預(yù)冷啟泵方法。

背景技術(shù)：

1、液氧推進(jìn)劑是目前主流的低溫火箭推進(jìn)劑，具有無(wú)毒、無(wú)污染、低成本、高比沖等優(yōu)勢(shì)，在航天和火箭技術(shù)中具有非常廣泛的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，液氧加注采用氣枕擠壓和液氧泵兩種動(dòng)力模式。預(yù)冷階段采用氣枕擠壓方式，為了能將液氧壓入高處的貯箱內(nèi)，地面液氧加注貯罐需增至較高壓力，超出液氧泵前的工作壓力上限，容易導(dǎo)致低溫推進(jìn)劑泄漏，此時(shí)要將液氧泵與管路隔斷，進(jìn)入緩慢回溫狀態(tài)。而大流量加注采用液氧泵加注，需要中斷預(yù)冷流動(dòng)過(guò)程，先對(duì)貯罐泄壓，再進(jìn)行液氧泵排放預(yù)冷和狀態(tài)準(zhǔn)備。液氧預(yù)冷和大流量加注的工序轉(zhuǎn)換，需要額外的貯罐增壓泄壓、液氧泵隔離溝通、泵冷卻回溫再冷卻等操作和狀態(tài)變化，大大增加了操作難度和加注時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，無(wú)需通過(guò)旁路升高壓力將液氧擠壓進(jìn)貯箱，減少了旁路泄漏風(fēng)險(xiǎn)，且加注時(shí)無(wú)需中斷預(yù)冷流動(dòng)過(guò)程。

2、本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，包括

4、液氧貯罐，用于存儲(chǔ)液氧；

5、高位加注管路，連通液氧貯罐與火箭高位貯箱；

6、低位加注管路，連通液氧貯罐與火箭低位貯箱。

7、進(jìn)一步，所述高位加注管路與低位加注管路并聯(lián)，所述液氧貯罐與高位加注管路和低位加注管路連接的管路上設(shè)置有液氧貯罐端加注閥。

8、進(jìn)一步，所述高位加注管路上依次設(shè)置有第三閥門(mén)、高位液氧加注泵、第四閥門(mén)以及高位液氧加注閥，第四閥門(mén)與高位液氧加注閥之間設(shè)置有高位加注排氣管路，所述高位加注排氣管路上設(shè)置有高位加注排氣閥；

9、所述低位加注管路上依次設(shè)置有第七閥門(mén)、低位液氧加注泵、第八閥門(mén)以及低位液氧加注閥第八閥門(mén)與低位液氧加注閥之間設(shè)置有低位加注排氣管路，所述低位加注排氣管路上設(shè)置有低位加注排氣閥。

10、進(jìn)一步，所述液氧貯罐、火箭高位貯箱和低位加注管路內(nèi)均設(shè)置有壓力、溫度、液位監(jiān)測(cè)裝置，所述液氧貯罐上還設(shè)置有汽化器。

11、進(jìn)一步，還包括高位泵泄壓排放管路，和低泵泄壓排放管路；高位泵泄壓排放管路一端設(shè)置在高位液氧加注閥與第四閥門(mén)之間，另一端設(shè)置于高位加注排氣管路的高位加注排氣閥之后，高位泵泄壓排放管路上設(shè)置有高位泵泄壓排放閥；低位泵泄壓排放管路一端設(shè)置在低位液氧加注閥與第八閥門(mén)之間，另一端設(shè)置于低位加注排氣管路的低位加注排氣閥之后，低位泵泄壓排放管路上設(shè)置有低位泵泄壓排放閥。

12、本發(fā)明還提供一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)的預(yù)冷啟泵方法，包括如下步驟：

13、管路預(yù)冷，開(kāi)啟液氧貯罐端加注閥，關(guān)閉火箭液氧貯箱端加注閥，并開(kāi)啟排氣閥，使液氧流過(guò)管路，對(duì)管路進(jìn)行預(yù)冷；

14、貯箱預(yù)冷，管路預(yù)冷后，對(duì)貯箱進(jìn)行預(yù)冷；

15、啟泵預(yù)冷，低頻啟動(dòng)液氧加注泵，逐漸提升液氧加注泵頻率。

16、進(jìn)一步，所述液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，包括高位加注管路和低位加注管路，分別用于對(duì)火箭高位貯箱和火箭低位貯箱進(jìn)行加注，所述管路預(yù)冷步驟中，開(kāi)啟液氧貯罐端加注閥，關(guān)閉火箭高位貯箱端的加注閥和火箭低位貯箱端的加注閥，開(kāi)啟高位加注管路的第三閥門(mén)、第四閥門(mén)以及高位加注排氣閥，開(kāi)啟低位加注管路的第七閥門(mén)、第八閥門(mén)以及低位加注排氣閥，關(guān)閉高位泵泄壓排放閥和低位泵泄壓排放閥，使液氧流過(guò)管路，對(duì)管路進(jìn)行預(yù)冷。

17、進(jìn)一步，管路預(yù)冷至高位液氧加注閥和低位液氧加注閥的閥前溫度低于40k后，開(kāi)啟火箭高位貯箱端的高位液氧加注閥和火箭低位貯箱端的低位液氧加注閥，使液氧注入貯箱，開(kāi)始貯箱預(yù)冷。

18、進(jìn)一步，啟泵預(yù)冷步驟中，當(dāng)火箭低位貯箱內(nèi)液氧累積至預(yù)設(shè)液位后，低頻啟動(dòng)低位液氧加注泵，逐漸提升低位液氧加注泵運(yùn)行頻率，直至預(yù)設(shè)頻率；低位液氧加注泵啟動(dòng)10秒后，低頻啟動(dòng)高位液氧加注泵，逐漸提升高位液氧加注泵運(yùn)行頻率，直至預(yù)設(shè)頻率。

19、進(jìn)一步，以每秒升頻5hz的速度，逐漸提升低位液氧加注泵和高位液氧加注泵的運(yùn)行頻率。

20、本發(fā)明有益效果如下：本發(fā)明的一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，取消了加注旁路，減少了旁路泄漏風(fēng)險(xiǎn)，使整個(gè)加注系統(tǒng)更為簡(jiǎn)化，而本發(fā)明提供的液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)的預(yù)冷啟泵方法，通過(guò)高位泵和低位泵進(jìn)行貯箱加注，無(wú)需通過(guò)旁路升高壓力將液氧擠壓進(jìn)貯箱，也無(wú)需中斷預(yù)冷流動(dòng)過(guò)程，無(wú)需液氧預(yù)冷和大流量加注的工序轉(zhuǎn)換，減少了操作難度和加注時(shí)間。

技術(shù)特征：

1.一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，其特征在于，包括

2.如權(quán)利要求1所述的液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，其特征在于：

3.如權(quán)利要求2所述的液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，其特征在于：

4.如權(quán)利要求3所述的液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，其特征在于：所述液氧貯罐、火箭高位貯箱和低位加注管路內(nèi)均設(shè)置有壓力、溫度、液位監(jiān)測(cè)裝置，所述液氧貯罐上還設(shè)置有汽化器。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，其特征在于：還包括高位泵泄壓排放管路，和低泵泄壓排放管路；高位泵泄壓排放管路一端設(shè)置在高位液氧加注閥與第四閥門(mén)之間，另一端設(shè)置于高位加注排氣管路的高位加注排氣閥之后，高位泵泄壓排放管路上設(shè)置有高位泵泄壓排放閥；低位泵泄壓排放管路一端設(shè)置在低位液氧加注閥與第八閥門(mén)之間，另一端設(shè)置于低位加注排氣管路的低位加注排氣閥之后，低位泵泄壓排放管路上設(shè)置有低位泵泄壓排放閥。

6.一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)的預(yù)冷啟泵方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，包括高位加注管路和低位加注管路，分別用于對(duì)火箭高位貯箱和火箭低位貯箱進(jìn)行加注，所述管路預(yù)冷步驟中，開(kāi)啟液氧貯罐端加注閥，關(guān)閉火箭高位貯箱端的加注閥和火箭低位貯箱端的加注閥，開(kāi)啟高位加注管路的第三閥門(mén)、第四閥門(mén)以及高位加注排氣閥，開(kāi)啟低位加注管路的第七閥門(mén)、第八閥門(mén)以及低位加注排氣閥，關(guān)閉高位泵泄壓排放閥和低位泵泄壓排放閥，使液氧流過(guò)管路，對(duì)管路進(jìn)行預(yù)冷。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，管路預(yù)冷至高位液氧加注閥和低位液氧加注閥的閥前溫度低于40k后，開(kāi)啟火箭高位貯箱端的高位液氧加注閥和火箭低位貯箱端的低位液氧加注閥，使液氧注入貯箱，開(kāi)始貯箱預(yù)冷。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，啟泵預(yù)冷步驟中，當(dāng)火箭低位貯箱內(nèi)液氧累積至預(yù)設(shè)液位后，低頻啟動(dòng)低位液氧加注泵，逐漸提升低位液氧加注泵運(yùn)行頻率，直至預(yù)設(shè)頻率；低位液氧加注泵啟動(dòng)10秒后，低頻啟動(dòng)高位液氧加注泵，逐漸提升高位液氧加注泵運(yùn)行頻率，直至預(yù)設(shè)頻率。

10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以每秒升頻5hz的速度，逐漸提升低位液氧加注泵和高位液氧加注泵的運(yùn)行頻率。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及涉及低溫推進(jìn)劑加注技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)及其預(yù)冷啟泵方法，提供了一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)，取消了加注旁路，減少了旁路泄漏風(fēng)險(xiǎn)，使整個(gè)加注系統(tǒng)更為簡(jiǎn)化，還提供了一種液氧推進(jìn)劑加注系統(tǒng)的預(yù)冷啟泵方法，包括如下步驟：管路預(yù)冷，開(kāi)啟液氧貯罐端加注閥，關(guān)閉火箭液氧貯箱端加注閥，并開(kāi)啟排氣閥，使液氧流過(guò)管路，對(duì)管路進(jìn)行預(yù)冷；貯箱預(yù)冷，管路預(yù)冷后，對(duì)貯箱進(jìn)行預(yù)冷；啟泵預(yù)冷，低頻啟動(dòng)液氧加注泵，逐漸提升液氧加注泵頻率。本發(fā)明通過(guò)高位泵和低位泵進(jìn)行貯箱加注，無(wú)需通過(guò)旁路升高壓力將液氧擠壓進(jìn)貯箱，也無(wú)需中斷預(yù)冷流動(dòng)過(guò)程，無(wú)需液氧預(yù)冷和大流量加注的工序轉(zhuǎn)換，減少了操作難度和加注時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘文安,張青,孫一龍,鄭艷,王寧,葉欣,李朋虎,余秀偉,馮凱倫,符一行,張豪,張東玖,徐緋然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西昌衛(wèi)星發(fā)射中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15