專利名稱：一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于真空科學技術領域，本發(fā)明涉及一種為雙層熱沉裝置提供液氮制冷的液氮輸送系統(tǒng)，具體是指衛(wèi)星熱真空試驗及發(fā)動機羽流試驗同時兼顧的雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術：
真空羽流效應試驗系統(tǒng)(多功能羽流試驗平臺)是多用途試驗裝置，主要用于航天姿、軌控發(fā)動機羽流試驗研究，同時兼顧衛(wèi)星等熱真空試驗。由于羽流試驗平臺可進行的試驗種類繁多,試驗中需配有零部件眾多、管路復雜的低溫液氮輸送系統(tǒng)。低溫液氮輸送系統(tǒng)的作用主要是為艙內(nèi)熱沉提供液氮制冷，使熱沉溫度低于100K 并保持熱沉溫度均勻，用于吸附艙內(nèi)氣體，保持艙內(nèi)的真空度和低溫環(huán)境，用于模擬真實的太空低溫真空環(huán)境。目前，國內(nèi)還沒有既能進行衛(wèi)星熱真空試驗又能進行發(fā)動機羽流試驗的大型真空環(huán)境模擬試驗設備，且傳統(tǒng)的低溫液氮輸送系統(tǒng)只能為單層熱沉裝置提供簡單的低溫液氮制冷，無法同時實現(xiàn)復雜的雙層熱沉裝置的液氮制冷。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種同時兼顧衛(wèi)星熱真空試驗及發(fā)動機羽流試驗的一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，包括熱沉系統(tǒng)(100)、液氮供應系統(tǒng)(200)、過冷器系統(tǒng) (300)、液氮泵系統(tǒng)(400)、熱沉入口管路系統(tǒng)(500)、熱沉出口管路系統(tǒng)(600)。熱沉系統(tǒng)(100)包括大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105)、大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109);大門液氮熱沉(106)、大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)與封頭液氦熱沉(104)、封頭液氮熱沉(109)依次由前至后設置；艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103) 設置在艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)內(nèi)部；羽流吸附泵(105)設置在艙體后部液氦熱沉(103)內(nèi)部，用來吸附羽流氣體。液氮供應系統(tǒng)(200)包括液氮貯槽(233)以及氣動截止閥(211)、第一手動截止閥(212)、第二手動截止閥(219)、第三手動截止閥(216)、第四手動截止閥(218)、第五手動截止閥(223)、第六手動截止閥(224)、第七手動截止閥(225)、第八手動截止閥(226)、第九手動截止閥(228)、第一遠程壓力表(213)、第二遠程壓力表(231)、第一現(xiàn)場壓力表(215)、 第二現(xiàn)場壓力表(232)、低溫電磁閥(217)、第一液位計(214)、第一低溫安全閥(229)、第二低溫安全閥(230)、汽化器(220)、液氮貯槽排氣閥(236);其中，通過第九手動截止閥(228) 控制液氮貯槽(233)內(nèi)液氮加注；汽化器(220)入口通過第二手動截止閥(219)與液氮貯槽(233)底部連通，出口通過管路與液氮貯槽(233)頂部連通，低溫電磁閥(217)通過管路與第二手動截止閥(219)并聯(lián)；液氮貯槽(233)上安裝有第一遠程壓力表(213)和第一現(xiàn)場壓力表(215);液氮貯槽(233)上還安裝有第一液位計(214);液氮貯槽(233)通過管路連接有第五手動截止閥(223);第五手動截止閥(223)通過管路依次連接第一低溫安全閥 (229)、第六手動截止閥(224)、第七手動截止閥(225)、第二低溫安全閥(230)，最終與熱沉入口管路系統(tǒng)(500)相連；第七手動截止閥(225)通過三通管路與第二遠程壓力表(231)、 第二現(xiàn)場壓力表(232)相連；液氮供應系統(tǒng)(200)中管路最低位置處安裝有第八手動截止閥(226);液氮貯槽(233)通過管路與氣動截止閥(211)相連；液氮貯槽(233)上還安裝有液氮貯槽排氣閥(236)。熱沉入口管路系統(tǒng)(500)包括第十手動截止閥(501)、第十一手動截止閥(502)、 第十二手動截止閥(505)、第十三手動截止閥(506)、第十四手動截止閥(508)、第十五手動截止閥(509)、第十六手動截止閥(514)、第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥 (516)、第十九手動截止閥(517)、第三低溫安全閥(503)、第四低溫安全閥(507)、第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、 第五氣動調(diào)節(jié)閥(513);其中，第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)通過管路連接至大門液氦熱沉(101) 入口 ；第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)通過管路連接至艙體前部液氦熱沉(102)入口 ；第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)通過管路連接至艙體后部液氦熱沉(103)入口 ；第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)通過管路連接至封頭液氦熱沉(104)入口 ；第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)通過管路連接至羽流吸附泵(105)入口 ；第十六手動截止閥(514)所通過管路連接至大門液氮熱沉(106)入口；第十七手動截止閥(515)所在支路連接至艙體前部液氮熱沉(107)入口 ；第十八手動截止閥
(516)通過管路連接至艙體后部液氮熱沉(108)入口 ；第十九手動截止閥(517)通過管路連接至封頭液氮熱沉(109)入口 ；第十手動截止閥(501)為各個液氦熱沉及羽流吸附泵的總控制閥，通過第十手動截止閥(501)手動控制液氮輸送；第十手動截止閥(501) —端與液氮供應系統(tǒng)(200)中液氮輸送管路相連，另一端分別連接第十一手動截止閥(502)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第十二手動截止閥(505)所在的三條支路；其中，第十一手動截止閥(502) 通過管路與第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)所在的四條支路入口聯(lián)通，作為四條支路液氮輸送的總控制閥；第十二手動截止閥(505)分別通過大門液氮熱沉(106)入口管路、艙體前部液氮熱沉(107)入口管路、艙體后部液氮熱沉(108)入口管路以及封頭液氮熱沉(109)入口管路與第十六手動截止閥(514)、第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥(516)、第十九手動截止閥(517) 相連，由此將大門液氦熱沉(101)入口與各個液氮熱沉入口通過管路聯(lián)通；第十三手動截止閥(506)通過管路將艙體前部液氮熱沉107入口管路、艙體后部液氮熱沉108、封頭液氦熱沉104入口管路與大門液氮熱沉(106)入口管路、艙體前部液氮熱沉(107)入口管路、艙體后部液氮熱沉(108)入口管路、封頭液氮熱沉(109)入口管路聯(lián)通；第十四手動截止閥 (508)通過吹除管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)的入口管路相連；第十五手動截止閥(509) —端通過管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)的入口管路，另一端通過管路直接連接至大氣；第三低溫安全閥(503)安裝在大門液氦熱沉(101)入口管路上，第四低溫安全閥(507)安裝在吹除管路上。熱沉出口管路系統(tǒng)(600)包括第二十手動截止閥￠02)、第二i^一手動截止閥(606)、第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥(615)、第二十五手動截止閥￠18)、第二十六手動截止閥￠21)、第二十七手動截止閥 (622)、第二十八手動截止閥￠23)、第三十手動截止閥￠25)、第三十手動截止閥￠26)、第三十一手動截止閥￠28)、第三十二手動截止閥￠30)、第一低溫溫度計￠01)、第二低溫溫度計￠07)、第三低溫溫度計￠08)、第四低溫溫度計￠09)、第五低溫溫度計￠10)、第六低溫溫度計￠11)、第七低溫溫度計￠12)、第八低溫溫度計￠32)、第五低溫安全閥￠05)、 第六低溫安全閥(616)、第七低溫安全閥(617)、第八低溫安全閥(624)、第九低溫安全閥
(627)、第十低溫安全閥(629)、第十一低溫安全閥(631)、第三遠程壓力表(603)、第四遠程壓力表￠19)、第三現(xiàn)場壓力表￠04)、第四現(xiàn)場壓力表(620)與第六氣動調(diào)節(jié)閥￠33);其中，第二十一手動截止閥(606) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第五低溫安全閥￠05)、第二十手動截止閥￠02)、第三遠程壓力表(603)至大門液氦熱沉(101) 出口，形成大門液氦熱沉(101)出口排放管路；第二十手動截止閥(602)還與第三現(xiàn)場壓力表￠04)、第一低溫溫度計(601)相連；第二十六手動截止閥(621) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第二十五手動截止閥￠18)、第七低溫安全閥(617)后，分別連接有六路管路，第一路通過第二低溫溫度計(607)連接至艙體前部液氦熱沉(102)出口 ； 第二路通過第三低溫溫度計(608)連接至艙體后部液氦熱沉103出口 ；第三路通過第四低溫溫度計(609)連接至封頭液氦熱沉(104)出口 ；第四路通過第二十二手動截止閥￠13)、 第五低溫溫度計(610)連接至羽流吸附泵105大筒出口 ；第五路通過第二十三手動截止閥 (614)、第六低溫溫度計(611)連接至羽流吸附泵(105)中筒出口 ；第六路通過第二十四手動截止閥(615)、第七低溫溫度計(612)連接至羽流吸附泵(105)小筒出口 ；所述二十五手動截止閥￠18)與第四遠程壓力表￠19)、第四現(xiàn)場壓力表(620)相連；第六氣動調(diào)節(jié)閥(633) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第八低溫溫度計￠32)、第十一低溫安全閥￠31)、第三十二手動截止閥￠30)、第十低溫安全閥￠29)、第三十一手動截止閥(628)、第九低溫安全閥(627)后分別連接有四路管路，四路管路分別連接至大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109);通過第二十七手動截止閥(622)將大門液氦熱沉(101)的出口的排放管路與其余液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路連通；通過第二十八手動截止閥￠23)、第八低溫安全閥 (624)、第三十手動截止閥(626)將各液氦熱沉、羽流吸附泵及各液氮熱沉的出口排放管路連通形成管網(wǎng)系統(tǒng)，具體連接方式為第二十八手動截止閥(623) —端通過管路與羽流吸附泵(105)出口排放管路連通，另一端通過管路順次連接第八低溫安全閥￠24)、第三十手動截止閥(626)連接至第三十一手動截止閥￠28)與第十低溫安全閥(629)之間管路上， 第二十八手動截止閥(623)、第三十手動截止閥(626)操作時要求同時關閉或同時打開。第八低溫安全閥(624)安裝在第二十八手動截止閥(623)和第三十手動截止閥(626)之間的管路上；第二十九手動截止閥(625) —端連接至第二十八手動截止閥(623)與第三十手動截止閥(626)之間，另一端直通大氣；第六氣動調(diào)節(jié)閥(633)與第十一低溫安全閥￠31)間的管路與液氮供應系統(tǒng)(200)中的氣動截止閥(201)相連。第六低溫安全閥616安裝在第二十一手動截止閥615入口管路上。過冷器系統(tǒng)(300)用來對向各個液氮熱沉輸送的液氮制冷降溫，使所輸送的液氮中含有的氣氮液化，包括過冷器(316)以及第三十三手動截止閥(301)、第三十四手動截止閥(302)、第三十五手動截止閥(305)、第三十六手動截止閥(311)、第三十七手動截止閥(312)、第三十八手動截止閥(314)、第三十九手動截止閥(315)、第九低溫溫度計(303)、 第十低溫溫度計(313)、第七氣動調(diào)節(jié)閥(304)、第五遠程壓力表(306)、第六遠程壓力表 (308)、第五現(xiàn)場壓力表(307)、第六現(xiàn)場壓力表(309)與第二液位計(310);其中，第三十三手動截止閥(301)為過冷器系統(tǒng)(300)的進液和補液閥，一端與液氮供應系統(tǒng)(200)中第一低溫安全閥(229)、第七手動截止閥(224)間的液氮輸送管路連通，另一端通過管路與過冷器(316)主體內(nèi)的過冷管道進液端連通；第九低溫溫度計(303)設置在過冷管道入口處； 第七氣動調(diào)節(jié)閥(304) —端通過管路與液氮供應系統(tǒng)(200)中第一低溫安全閥(229)與第七手動截止閥(224)間的液氮輸送管路連通；第二液位計(310)安裝在過冷器(316)上； 第五遠程壓力表(306)與第五現(xiàn)場壓力表(307)通過第三十五手動截止閥(305)連接至過冷管道出口處；在過冷器(316)主體上安裝有第三十六手動截止閥(311);在過冷器(316) 主體上還安裝有第三十七手動截止閥(312);第三十九手動截止閥(315)通過管路連接至過冷管道出口處，且第三十九手動截止閥(315)還通過管路連接至液氮泵系統(tǒng)(400)以及熱沉出口管路系統(tǒng)(600)中第十一低溫安全閥(631)與第三十二手動截止閥(630)間管路上；第三十八手動截止閥(314) —端通過管路連接至第三十七手動截止閥(312)與過冷器 (316)主體間的管路上，另一端連接至第三十九手動截止閥(315)與熱沉出口管路系統(tǒng)600 之間的管路上；第十低溫溫度計(313)設置在過冷管道出口處；第三十四手動截止閥(302) 一端通過管路與過冷管道入口處連通，另一端通過管路連接至熱沉出口管路系統(tǒng)￠00)中第三十二手動截止閥(630)與第十低溫安全閥￠29)間的管路上。液氮泵系統(tǒng)(400)包括精過濾器(401)、液氮泵(407)、第四十手動截止閥(403)、 第四十一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)、第四十三手動截止閥(409)、第四十四手動截止閥(410)、第四十五手動截止閥(413)、第十二低溫安全閥(402)、第十三低溫安全閥(416)、第十一低溫溫度計(411)、第七遠程壓力表(404)、第八遠程壓力表(414)、 第七現(xiàn)場壓力表(405)、第八現(xiàn)場壓力表(415)與低溫流量計(412);其中，精過濾器(401) 安裝在液氮泵系統(tǒng)(400)入口管路處；精過濾器(401) —端通過管路與過冷器系統(tǒng)(300) 中第三十九手動截止閥(315)相連；精過濾器(401)另一端安裝有三通管路，一路通過管路順次連接第四十一手動截止閥(406)、液氮泵(407)、第四十二手動截止閥(408)、第四十三手動截止閥(409)，另一路通過管路連接第四十四手動截止閥(410)，兩路管路通過三通管路并聯(lián)至低溫流量計(412)入口處；第七遠程壓力表(404)及第七現(xiàn)場壓力表(405)通過三通與第四十手動截止閥(403)相連后，安裝在液氮泵(407)入口處；第八遠程壓力表 (414)及第八現(xiàn)場壓力表(415)安裝在液氮泵(407)出口處，通過三通與第四十五手動截止閥(413)相連；第十一低溫溫度計(411)安裝在液氮泵(407)的出口管路上；低溫流量計(412)位于液氮泵(407)的出口管路上；第十二低溫安全閥(402)、第十三低溫安全閥
(416)分別安裝在液氮泵(407)入口和出口管路上?；谏鲜鲆环N雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)進行發(fā)動機羽流試驗操作方法，包括以下幾個步驟步驟一液氮貯槽(233)液氮加注；打開第九手動截止閥(228)完成液氮貯槽(233)的液氮加注；步驟二 過冷器(316)主體液氮加注；依次打開第五手動截止閥(223)、第七氣動調(diào)節(jié)閥(304)及第三十六手動截止閥(311)完成液氮過冷器(316)主體的液氮加注；步驟三各個液氮熱沉預冷；依次打開第三十三手動截止閥(301)、第四十四手動截止閥(410)、第十六手動截止閥(514)、第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥(516)、第十九手動截止閥(517)、 第三十一手動截止閥￠28)、第三十二手動截止閥￠30)、第六氣動調(diào)節(jié)閥￠33)，使液氮進入到過冷器(316)內(nèi)部管道中，利用過冷器(316)主體內(nèi)的液氮為通過過冷器(316)內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器(316)出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)(400)中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)(500)后，實現(xiàn)對大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109)進行預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷；各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷和液氮熱沉預冷同時進行，依次打開第六手動截止閥(224)、第十手動截止閥(501)、第十一手動截止閥(502)、第一氣動調(diào)節(jié)閥 (504)、第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十七手動截止閥￠22)、第二十八手動截止閥￠23)、第三十手動截止閥 (626)，對大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105)進行預冷；步驟五熱沉系統(tǒng)(100)溫度調(diào)節(jié)；通過第十六手動截止閥(514)調(diào)節(jié)大門液氮熱沉(106)溫度，利用第十七手動截止閥(515)調(diào)節(jié)艙體前部液氮熱沉(107)溫度，利用第十八手動截止閥(516)調(diào)節(jié)艙體后部液氮熱沉(108)溫度，利用第十九手動截止閥(517)調(diào)節(jié)封頭液氮熱沉(109)溫度，利用第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)調(diào)節(jié)大門液氦熱沉(101)溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉(102)溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉(103)溫度， 利用第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉(104)溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥(615)調(diào)節(jié)羽流吸附泵(105)溫度，保證各熱沉與羽流吸附泵(105)溫度均勻；步驟六各個液氮熱沉的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)溫度降至液氮溫區(qū)77K后， 各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四i^一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)對液氮泵(407)通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y(408)出口處有液氮噴出時，關閉第四十二手動截止閥(408)、第四十四手動截止閥(410)，同時打開第四十三手動截止閥(409)，完成液氮泵(407)的啟動，其次，關閉第三十二手動截止閥￠30)，同時逐漸打開第三十四手動截止閥(302)，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡；步驟七停止各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的液氮供應；待各個液氮熱沉完全進入閉式循環(huán)后，關閉第十手動截止閥(501)停止對各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的液氮輸送?；谏鲜鲆环N雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)進行衛(wèi)星熱真空試驗操作方法，包括以下幾個步驟步驟一液氮貯槽(233)液氮加注；打開第九手動截止閥(228)完成液氮貯槽(233)的液氮加注；
步驟二 過冷器(316)主體液氮加注；依次打開第五手動截止閥(223)、第七氣動調(diào)節(jié)閥304及第三十六手動截止閥 (311)完成液氮過冷器(316)主體的液氮加注；步驟三各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷；依次打開第三十三手動截止閥(301)、第四十四手動截止閥(410)、第十二手動截止閥(505)、第十三手動截止閥(506)、第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十七手動截止閥 (622)、第二十八手動截止閥￠23)、第三十手動截止閥￠26)、第三十二手動截止閥￠30)、 第六氣動調(diào)節(jié)閥(633)，使液氮進入到過冷器(316)內(nèi)部管道中，利用過冷器(316)主體內(nèi)的液氮為通過過冷器(316)內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器(316)出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)(400)中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)(500)后，實現(xiàn)對大門液氦熱沉
(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105)進行預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的溫度調(diào)節(jié)；各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷過程中，通過液氮供應量來調(diào)節(jié)各個熱沉降溫速度，通過第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)調(diào)節(jié)大門液氦熱沉(101)溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥 (510)調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉(102)溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉(103)溫度，利用第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉(104)溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥 (615)調(diào)節(jié)羽流吸附泵(105)溫度，保證各液氦熱成與羽流吸附泵(105)溫度均勻；步驟五各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)溫度降至液氮溫區(qū)77K后， 各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四i^一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)對液氮泵(407)通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y(408)出口處有液氮噴出時，關閉第四十二手動截止閥(408)、第四十四手動截止閥(410)，同時打開第四十三手動截止閥(409)，完成液氮泵(407)的啟動，其次，關閉第三十二手動截止閥￠30)，同時逐漸打開第三十四手動截止閥(302)，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡。本發(fā)明的優(yōu)點在于I、本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)能同時為雙層熱沉裝置提供液氮制冷；2、本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)能同時滿足衛(wèi)星熱真空試驗及發(fā)動機羽流試驗兩種試驗需求；3、通過本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)進行衛(wèi)星熱真空試驗時，可為內(nèi)層液氦熱沉提供液氮預冷至77K并保持恒定，此時外層液氮熱沉可不通液氮預冷(不工作)；4、通過本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)進行發(fā)動機羽流試驗時，可為內(nèi)層液氦熱沉提供液氮預冷至80K，可為外層液氮熱沉提供液氮預冷至77K并保持恒定；5、本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)中內(nèi)層液氦熱沉及外層液氮熱沉均可以同時或單獨與低溫液氮輸送系統(tǒng)相連，構成閉式循環(huán)系統(tǒng)；6、本發(fā)明本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)能滿足試驗要求的最大熱負荷為 60kW，可進行高熱負荷試驗；
7、本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)采用液氮泵增壓式密閉循環(huán)，適合長時間運行，可充分保證熱沉溫度的均勻性，減小液氮消耗，降低試驗運行費用；8、在本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)中熱沉預冷時，在液氮進入熱沉系統(tǒng)前，采用讓液氮先進入過冷器后進入熱沉的方式，實現(xiàn)了熱沉及過冷器的同步預冷，避免了傳統(tǒng)的先預冷熱沉再預冷過冷器最后預冷液氮泵的麻煩，節(jié)約了整個輸送系統(tǒng)運行時間；9、本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)中各熱沉均配有相應的支管路閥門系統(tǒng)， 實現(xiàn)單獨供液及調(diào)節(jié)，保證熱沉溫度的均勻。


圖I是本發(fā)明提供的一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明的液氮輸送系統(tǒng)在進行發(fā)動機羽流試驗時的工作流程圖；圖3是本發(fā)明的液氮輸送系統(tǒng)在進行衛(wèi)星熱真空試驗時的工作流程圖。圖中100-熱沉系統(tǒng)沉入口管600-熱沉出口管頭液氦熱路系統(tǒng)105-羽流吸附泵頭液氮熱234-液氮貯槽A 407-液氮泵A418-液氮泵 B 216-第三手動截218-第四手動截八手動截止閥228-第九手動截十三手動止閥508-第十四手動十八手動截止閥517-第十九手動二十二手截止閥
200-液氮供應300-過冷器系統(tǒng)400-液氮泵系統(tǒng)500-熱系統(tǒng)路系統(tǒng)101-大門液氦102-艙體前部液103-艙體后部液104-封熱沉氦熱沉氦熱沉沉106-大門液氮107-艙體前部液108-艙體后部液109-封熱沉氮熱沉氮熱沉沉233-液氮貯槽B 316-過冷器 401-精過濾器211-氣動截止 212-第一手動截 219-第二二手動截閥止閥止閥止閥223-第五手動224-第六手動截225-第七手動截226-第截止閥止閥止閥止閥501-第十手動502-第^ 手動505-第十二手動506-第截止閥截止閥截止閥截止閥509-第十五手514-第十六手動515-第十七手動516-第動截止閥截止閥截止閥截止閥602-第二十手606-第二 i^一手613-第二十二手614-第動截止閥動截止閥動截止閥動截止
615-第二十四手 ~■十八手動截止閥
閥625-第二十九手二十二手動截止閥
閥302-第三十四手二十八手動截止閥
閥315-第三十九手四十三手動截止閥
閥410-第四十四手三遠程壓動截止閥619-第四遠程壓八遠程壓力表215-第一現(xiàn)場壓五現(xiàn)場壓力表309-第六現(xiàn)場壓二氣動調(diào)力表511-第三氣動調(diào)七氣動調(diào)節(jié)閥601-第一低溫溫五低溫溫度計611-第六低溫溫十低溫溫度計411-第^^一低溫
618-第二十五621-第二十六手622-第二十七手623-第手動截止閥動截止閥動截止閥動截止626-第三十手628-第三十一手630-第三十二手301-第動截止閥動截止閥動截止閥動截止305-第三十五311-第二十六手312-第三十七手314-第手動截止閥動截止閥動截止閥動截止403-第四十手406-第四十一手408-第四十二手409-第動截止閥動截止閥動截止閥動截止413-第四十五213-第一遠程壓231-第二遠程壓603-第手動截止閥力表力表力表306-第五遠程308-第六遠程壓404-第七遠程壓414-第壓力表力表力表力表232-第二現(xiàn)場604-第三現(xiàn)場壓620-第四現(xiàn)場壓307-第壓力表力表力表力表405-第七現(xiàn)場415-第八現(xiàn)場壓504-第一氣動調(diào)510-第壓力表力表節(jié)閥節(jié)閥512-第四氣動513-第五氣動調(diào)633-第六氣動調(diào)304-第調(diào)節(jié)閥節(jié)閥節(jié)閥節(jié)閥607-第二低溫608-第三低溫溫609-第四低溫溫610-第溫度計度計度計度計612-第七低溫632-第八低溫溫303-第九低溫溫313-第溫度計度計度計度計229-第一低溫230-第二低溫安503-第三低溫安507-第
溫度計411
安全閥、
全閥
全閥
全閥605-第五低溫安616-第六低溫617七低溫安全 624-第八低溫安627第九低溫安全全閥安全閥閥全閥閥629-第十低溫安631-第^ 低416-第十三低溫214-第一液位計310-第二液位計全閥溫安全217-低溫電磁閥220-汽化貯槽排氣閥
安全閥
412-低溫流量計211-氣動截止閥236-液氮
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明的一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，如圖I所示，包括熱沉系統(tǒng)100、液氮供應系統(tǒng)200、過冷器系統(tǒng)300、液氮泵系統(tǒng)400、熱沉入口管路系統(tǒng)500、熱沉出口管路系統(tǒng) 600。如圖I所示，熱沉系統(tǒng)100包括大門液氦熱沉101、艙體前部液氦熱沉102、艙體后部液氦熱沉103、封頭液氦熱沉104、羽流吸附泵105、大門液氮熱沉106、艙體前部液氮熱沉107、艙體后部液氮熱沉108、封頭液氮熱沉109。其中，大門液氮熱沉106、大門液氦熱沉 101、封頭液氮熱沉109與封頭液氦熱沉104均為圓弧平板形結構；艙體前部液氮熱沉107、 艙體前部液氦熱沉102、艙體后部液氮熱沉108與艙體后部液氦熱沉103均為圓筒形結構。 大門液氮熱沉106、大門液氦熱沉101、艙體前部液氮熱沉107、艙體后部液氮熱沉108與封頭液氦熱沉104、封頭液氮熱沉109依次由前至后設置。艙體前部液氦熱沉102、艙體后部液氦熱沉103設置在艙體前部液氮熱沉107、艙體后部液氮熱沉108內(nèi)部。羽流吸附泵105 設置在艙體后部液氦熱沉103內(nèi)部，用來吸附羽流氣體。由此在空間結構上，上述所有液氦熱沉均位于所有液氮熱沉內(nèi)部，由液氮熱沉包裹，構成雙層熱沉結構。液氮供應系統(tǒng)200用來存儲并供給熱沉系統(tǒng)100所需液氮，包括液氮貯槽233以及氣動截止閥211、第一手動截止閥212、第二手動截止閥219、第三手動截止閥216、第四手動截止閥218、第五手動截止閥223、第六手動截止閥224、第七手動截止閥225、第八手動截止閥226、第九手動截止閥228、第一遠程壓力表213、第二遠程壓力表231、第一現(xiàn)場壓力表 215、第二現(xiàn)場壓力表232、低溫電磁閥217、第一液位計214、第一低溫安全閥229、第二低溫安全閥230、汽化器220、液氮貯槽排氣閥236。其中，液氮貯槽233用來存儲液氮，通過第九手動截止閥228控制液氮貯槽233內(nèi)液氮加注；汽化器220入口通過第二手動截止閥219與液氮貯槽233底部連通，出口通過管路與液氮貯槽233頂部連通，第三手動截止閥216通過管路順次連接低溫電磁閥217、第四手動截止閥218形成一路，并與第二手動截止閥219并聯(lián)；其中，低溫電磁閥217用于控制液氮貯槽233向汽化器220輸送液氮，可遠程自動控制， 操作方便；第三手動截止閥216與第四手動截止閥218常開，當?shù)蜏仉姶砰y217損壞時，關閉第三手動截止閥216與第四手動截止閥218，此時拆卸低溫電磁閥217維修更換均不影響系統(tǒng)正常工作；第二手動截止閥219作為備份平時常閉不工作，當?shù)蜏仉姶砰y217損壞時， 同時關閉第三手動截止閥216、第四手動截止閥218，打開第二手動截止閥219實現(xiàn)液氮貯槽233向汽化器220的液氮輸送控制；通過汽化器220將由液氮貯槽233輸送來的液氮汽化為氣氮，并對汽化后的氣氮加壓后分別由液氮貯槽233的頂部供給到液氮貯槽233中，由此為液氮貯槽233內(nèi)液氮加壓。所述汽化器220的供氣壓力在O. 4 O. 6MPa間可調(diào)，可通過低溫電磁閥B217或第二手動截止閥219開度的大小調(diào)節(jié)，開度小意味著向汽化器220輸送的液氮量小，經(jīng)過汽化器220后被氣化的氣氮量同時減小，導致液氮貯槽233的增壓壓力減小，反向操作則導致液氮貯槽233的增壓壓力增加。液氮貯槽233頂部安裝有第一遠程壓力表213和第一現(xiàn)場壓力表215 ;第一遠程壓力表213和第一現(xiàn)場壓力表215分別實現(xiàn)液氮貯槽233中壓力數(shù)據(jù)的現(xiàn)場測量和遠程測量；根據(jù)測得的壓力的數(shù)據(jù)，控制低溫電磁閥217 或第二手動截止閥219的開度大小。液氮貯槽233上還安裝有第一液位計214 ;第一液位計214用于測量液氮貯槽233的液氮液位高低，當液氮液位過低時，及時加注液氮；液氮貯槽233通過管路連接有第五手動截止閥223，第五手動截止閥223 ;第五手動截止閥223用于控制液氮貯槽233的液氮輸送；第五手動截止閥223通過管路依次連接第一低溫安全閥 229、第六手動截止閥224、第七手動截止閥225、第二低溫安全閥230，最終與熱沉入口管路系統(tǒng)500相連；第一低溫安全閥229、第二低溫安全閥230用于防止液氮供應系統(tǒng)管路200 的壓力過高，放氣、排液用；第七手動截止閥225用于控制流經(jīng)熱沉入口管路系統(tǒng)500的液氮量，第七手動截止閥225通過三通管路與第二遠程壓力表231、第二現(xiàn)場壓力表232相連， 第二遠程壓力表231用于將液氮供應系統(tǒng)管路200的壓力值傳輸?shù)竭h程計算機中，便于數(shù)據(jù)存儲、處理；第二現(xiàn)場壓力表232用于現(xiàn)場讀取壓力值，便于現(xiàn)場操作。液氮供應系統(tǒng)200 中管路最低位置處安裝有第八手動截止閥226，用于試驗結束后將本發(fā)明整個系統(tǒng)管路中殘留的液氮及時排出。液氮貯槽233通過管路依次與第一手動截止閥212、氣動截止閥211 相連，氣動截止閥211為液氮貯槽233的回液閥，與液氮貯槽233相連可遠程操作，用于控制在熱沉系統(tǒng)100預冷時流經(jīng)熱沉系統(tǒng)100的多余液氮經(jīng)熱沉出口管路系統(tǒng)600回收到液氮貯槽233中，達到節(jié)約液氮的目的；第一手動截止閥212為氣動截止閥211的備用閥門， 平時常開不工作，當氣動截止閥211損壞時，可通過現(xiàn)場操作第一手動截止閥212控制熱沉系統(tǒng)100預冷時的液氮回收；液氮貯槽排氣閥236安裝在液氮貯槽233頂部，用于液氮貯槽 233內(nèi)的氣體釋放，需放氣時開啟，平時關閉。熱沉入口管路系統(tǒng)500用來向熱沉系統(tǒng)100輸送液氮，包括第十手動截止閥501、 第十一手動截止閥502、第十二手動截止閥505、第十三手動截止閥506、第十四手動截止閥 508、第十五手動截止閥509、第十六手動截止閥514、第十七手動截止閥515、第十八手動截止閥516、第十九手動截止閥517、第三低溫安全閥503、第四低溫安全閥507、第一氣動調(diào)節(jié)閥504、第二氣動調(diào)節(jié)閥510、第三氣動調(diào)節(jié)閥511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥
513。本發(fā)明中采用氣動調(diào)節(jié)閥遠程調(diào)節(jié)進入各個液氦熱沉及羽流吸附泵的液氮量大小，可實現(xiàn)高精度精調(diào)，其中，第一氣動調(diào)節(jié)閥504通過管路連接至大門液氦熱沉101入口，用于控制進入大門液氦熱沉101的液氮量；第二氣動調(diào)節(jié)閥510通過管路連接至艙體前部液氦熱沉102入口，用于控制進入艙體前部液氦熱沉102的液氮量；第三氣動調(diào)節(jié)閥511通過管路連接至艙體后部液氦熱沉103入口，用于控制進入艙體后部液氦熱沉103的液氮量；第四氣動調(diào)節(jié)閥512通過管路連接至封頭液氦熱沉104入口，用于控制進入封頭液氦熱沉104的液氮量；第五氣動調(diào)節(jié)閥513通過管路連接至羽流吸附泵105入口，用于控制進入羽流吸附泵105的液氮量。本發(fā)明中采用手動截止閥現(xiàn)場調(diào)節(jié)進入各個液氮熱沉的液氮量大小， 各個液氮熱沉不需精調(diào)，為節(jié)約經(jīng)費，現(xiàn)場粗調(diào)即可；其中，第十六手動截止閥514所通過管路連接至大門液氮熱沉106入口，用于控制進入大門液氮熱沉106的液氮量；第十七手動截止閥515所在支路連接至艙體前部液氮熱沉107入口，用于控制進入艙體前部液氮熱沉 107的液氮量；第十八手動截止閥516通過管路連接至艙體后部液氮熱沉108入口，用于控制進入艙體后部液氮熱沉108的液氮量；第十九手動截止閥517通過管路連接至封頭液氮熱沉109入口，用于控制進入封頭液氮熱沉109的液氮量；第十手動截止閥501為各個液氦熱沉及羽流吸附泵的總控制閥，通過第十手動截止閥501手動控制液氮輸送。第十手動截止閥501 —端與液氮供應系統(tǒng)200中液氮輸送管路相連，另一端分別連接第十一手動截止閥502、第三氣動調(diào)節(jié)閥504、第十二手動截止閥505所在的三條支路；其中，第i^一手動截止閥502通過管路與第二氣動調(diào)節(jié)閥510、第三氣動調(diào)節(jié)閥511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥513所在的四條支路入口聯(lián)通，為該四條支路液氮輸送的總控制閥；第十二手動截止閥505分別通過大門液氮熱沉106入口管路、艙體前部液氮熱沉107入口管路、艙體后部液氮熱沉108入口管路以及封頭液氮熱沉109入口管路與第十六手動截止閥514、第十七手動截止閥515、第十八手動截止閥516、第十九手動截止閥517相連，由此將大門液氦熱沉101入口與各個液氮熱沉入口通過管路聯(lián)通；第十三手動截止閥506通過管路將除大門液氦熱沉101入口管路外的其余液氦熱沉入口管路(艙體前部液氮熱沉107入口管路、 艙體后部液氮熱沉108、封頭液氦熱沉104入口管路)與各個液氮熱沉入口管路(大門液氮熱沉106入口管路、艙體前部液氮熱沉107入口管路、艙體后部液氮熱沉108入口管路、封頭液氮熱沉109入口管路)聯(lián)通，由此通過第十二手動截止閥505、第十三手動截止閥506 實現(xiàn)所有液氮熱沉與所有液氦熱沉間的相互連通供液或單獨供液。第十四手動截止閥508 通過吹除管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥510、第三氣動調(diào)節(jié)閥511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥513的入口管路相連，第十四手動截止閥508可用來連接外部氣氮吹除系統(tǒng)，通過外部氣氮吹除系統(tǒng)向液氦熱沉及羽流吸附泵提供氣氮，吹除與各液氦熱沉及羽流吸附泵 105相連管路中殘留的液氮。第十五手動截止閥509 —端通過管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥
510、第三氣動調(diào)節(jié)閥511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥513的入口管路，另一端通過管路直接連接至大氣，用于各個液氦熱沉及羽流吸附泵105相連管路中液氮的排放。第三低溫安全閥503安裝在大門液氦熱沉101入口管路上，第四低溫安全閥507安裝在吹除管路上，第三低溫安全閥503、第四低溫安全閥507用于在熱沉入口管路系統(tǒng)中管路壓力過高時，放氣、排液用。熱沉出口管路系統(tǒng)600用來將熱沉系統(tǒng)100預冷時流經(jīng)熱沉系統(tǒng)100的多余液氮經(jīng)熱沉出口管路系統(tǒng)600回收到液氮貯槽233中，包括第二十手動截止閥602、第二十一手動截止閥606、第二十二手動截止閥613、第二十三手動截止閥614、第二十四手動截止閥615、第二十五手動截止閥618、第二十六手動截止閥621、第二十七手動截止閥622、第二十八手動截止閥623、第二十九手動截止閥625、第三十手動截止閥626、第三十一手動截止閥628、第三十二手動截止閥630、第一低溫溫度計601、第二低溫溫度計607、第三低溫溫度計608、第四低溫溫度計609、第五低溫溫度計610、第六低溫溫度計611、第七低溫溫度計 612、第八低溫溫度計632、第五低溫安全閥605、第六低溫安全閥616、第七低溫安全閥617、
18第八低溫安全閥624、第九低溫安全閥627、第十低溫安全閥629、第十一低溫安全閥631、第三遠程壓力表603、第四遠程壓力表619、第三現(xiàn)場壓力表604、第四現(xiàn)場壓力表620與第六氣動調(diào)節(jié)閥633。其中，第二十一手動截止閥606 —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第五低溫安全閥605、第二十一手動截止閥602、第三遠程壓力表603至大門液氦熱沉101出口，形成大門液氦熱沉101出口排放管路；第二十手動截止閥602還與第三現(xiàn)場壓力表604、第一低溫溫度計601相連，第一低溫溫度計601用于測量大門液氦熱沉101 出口處的溫度，第三遠程壓力表603及第三現(xiàn)場壓力表604用于測量大門液氦熱沉101出口處壓力。第二十六手動截止閥621 —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第二十五手動截止閥618、第七低溫安全閥617后，分別連接有六路管路，第一路通過第二低溫溫度計607連接至艙體前部液氦熱沉102出口，第二低溫溫度計607用于測量艙體前部液氦熱沉102出口溫度；第二路通過第三低溫溫度計608連接至艙體后部液氦熱沉103出口，第三低溫溫度計608用于測量艙體后部液氦熱沉103出口溫度；第三路通過第四低溫溫度計609連接至封頭液氦熱沉104出口，第四低溫溫度計609用于測量封頭液氦熱沉104 出口溫度；第四路通過第二十二手動截止閥613、第五低溫溫度計610連接至羽流吸附泵 105大筒出口，第五低溫溫度計610用于測量羽流吸附泵105大筒出口溫度，第二十二手動截止閥613用于控制通過羽流吸附泵105大筒的液氮流量大?。坏谖迓吠ㄟ^第二十三手動截止閥614、第六低溫溫度計611連接至羽流吸附泵105中筒出口，第六低溫溫度計611用于測量羽流吸附泵105中筒出口溫度，第二十三手動截止閥614用于控制通過羽流吸附泵 105中筒的液氮流量大小；第六路通過第二十四手動截止閥615、第七低溫溫度計612連接至羽流吸附泵105小筒出口，第七低溫溫度計612用于測量羽流吸附泵105小筒出口溫度， 第二十四手動截止閥615用于控制通過羽流吸附泵105小筒的液氮流量大小。由此形成除大門液氦熱沉106外的其他液氦熱沉及羽流吸附泵出口排放管路，所述二十五手動截止閥618與第四遠程壓力表619、第四現(xiàn)場壓力表620相連，第四遠程壓力表619用于將壓力值傳輸?shù)竭h程計算機中，便于數(shù)據(jù)存儲、處理，第四現(xiàn)場壓力表620用于現(xiàn)場讀取壓力值， 便于現(xiàn)場操作。第六氣動調(diào)節(jié)閥633用來排出整個系統(tǒng)中的氣氮，一端通過管路直通大氣， 另一端通過管路順次連接第八低溫溫度計632、第十一低溫安全閥631、第三十二手動截止閥630、第十低溫安全閥629、第三i^一手動截止閥628、第九低溫安全閥627后分別連接有四路管路，四路管路分別連接至大門液氮熱沉106、艙體前部液氮熱沉107、艙體后部液氮熱沉108、封頭液氮熱沉109。通過第二十七手動截止閥622將大門液氦熱沉101的出口的排放管路與其余液氦熱沉以及羽流吸附泵105的出口排放管路連通。通過第二十八手動截止閥623、第八低溫安全閥624、第三十手動截止閥626將各液氦熱沉、羽流吸附泵及各液氮熱沉的出口排放管路連通形成管網(wǎng)系統(tǒng)，具體連接方式為第二十八手動截止閥623 —端通過管路與羽流吸附泵105出口排放管路連通，另一端通過管路順次連接第八低溫安全閥 624、第三十手動截止閥626連接至第三十一手動截止閥628與第十低溫安全閥629之間管路上，第二十八手動截止閥623、第三十手動截止閥626操作時要求同時關閉或同時打開。 第八低溫安全閥624安裝在第二十八手動截止閥623和第三十手動截止閥626之間的管路上，用于當該段管路壓力過高時放氣。第二十九手動截止閥625 —端連接至第二十八手動截止閥623與第三十手動截止閥626之間，另一端直通大氣，用于流體(液體或氣體)的排放。第六氣動調(diào)節(jié)閥633與第i^一低溫安全閥631間的管路與液氮供應系統(tǒng)200中的氣動截止閥201相連，達到液氮貯槽233回收液氮的目的。所述第六低溫安全閥616安裝在第二十一手動截止閥615入口管路上，用于當該段管路壓力過高時放氣。過冷器系統(tǒng)300用來對向各個液氮熱沉輸送的液氮制冷降溫，使所輸送的液氮中含有的氣氮液化，包括過冷器316以及第三十三手動截止閥301、第三十四手動截止閥302、 第三十五手動截止閥305、第三十六手動截止閥311、第三十七手動截止閥312、第三十八手動截止閥314、第三十九手動截止閥315、第九低溫溫度計303、第十低溫溫度計313、第七氣動調(diào)節(jié)閥304、第五遠程壓力表306、第六遠程壓力表308、第五現(xiàn)場壓力表307、第六現(xiàn)場壓力表309與第二液位計310。其中，第三十三手動截止閥301為過冷器系統(tǒng)300的進液和補液閥，一端與液氮供應系統(tǒng)200中第一低溫安全閥229、第六手動截止閥224間的液氮輸送管路連通，另一端通過管路與過冷器316主體內(nèi)的過冷管道進液端連通，由此使液氮供應系統(tǒng)200中的液氮可進入到冷器系統(tǒng)300中；當熱沉系統(tǒng)100預冷時，可通過第三十三手動截止閥301控制過冷管道中的液氮輸送；當熱沉預冷完畢后過冷器系統(tǒng)300進入閉式循環(huán)后，可通過調(diào)節(jié)第三十三手動截止閥301開度的大小對過冷管道進行補液，保證過冷器系統(tǒng)300中管路內(nèi)液氮的充足。第九低溫溫度計303設置在過冷管道入口處，用于測量過冷管道入口溫度；第七氣動調(diào)節(jié)閥304 —端通過管路與液氮供應系統(tǒng)200中第一低溫安全閥229與第六手動截止閥224間的液氮輸送管路連通，用于控制向過冷器316主體內(nèi)輸送液氮。第二液位計310安裝在過冷器316上，用來測量過冷器316主體內(nèi)液氮液位，并可通過第二液位計310測得數(shù)值的大小來遠程自動調(diào)節(jié)過冷器316主體液氮液位，保持過冷器 316主體內(nèi)液位的恒定。第五遠程壓力表306與第五現(xiàn)場壓力表307通過第三十五手動截止閥305連接至過冷管道出口處，第五遠程壓力表306、第五現(xiàn)場壓力表307均用于測量過冷管道入口處的壓力，通過第五遠程壓力表306將測得的壓力數(shù)值送至上位機實現(xiàn)遠程測量；通過第五現(xiàn)場壓力表307實現(xiàn)現(xiàn)場直觀測量，便于現(xiàn)場人員查看；第三十五手動截止閥 305用于控制壓力表的啟停；當三十五手動截止閥305打開時，第五遠程壓力表306及第五現(xiàn)場壓力表307工作；當?shù)谌迨謩咏刂归y305關閉時，第五遠程壓力表306及第五現(xiàn)場壓力表307不工作；當?shù)谖暹h程壓力表306或第五現(xiàn)場壓力表307損壞時可關閉第三十五手動截止閥305進行更換，更換的過程中并不影響過冷器系統(tǒng)300正常運行。同理，第六遠程壓力表308、第六現(xiàn)場壓力表309均用于測量過冷器316主體壓力，第六遠程壓力表309 測得的壓力數(shù)值送至上位機實現(xiàn)遠程測量；第六現(xiàn)場壓表309實現(xiàn)現(xiàn)場直觀測量，便于現(xiàn)場人員查看；在過冷器316主體頂部位置安裝有第三十六手動截止閥311，用于排放因液氮氣化所產(chǎn)生的氮氣。在過冷器316主體底部位置安裝有第三十七手動截止閥312，用于試驗結束后過冷器316主體內(nèi)殘余液氮的排放。第三十九手動截止閥315通過管路連接至過冷管道出口處，且第三十九手動截止閥315還通過管路連接至液氮泵系統(tǒng)400以及熱沉出口管路系統(tǒng)600中第十一低溫安全閥631與第三十二手動截止閥630間管路上；所述第三十九手動截止閥315安裝位置高于過冷管道出口，便于過冷器系統(tǒng)300內(nèi)管路中產(chǎn)生的氣氮的排放，過冷器系統(tǒng)300內(nèi)管路中產(chǎn)生的氣氮隨熱沉出口管路系統(tǒng)600中第六氣動調(diào)節(jié)閥633排出。第三十八手動截止閥314 —端通過管路連接至第三十七手動截止閥312與過冷器316主體間的管路上，另一端連接至第三十九手動截止閥315與熱沉出口管路系統(tǒng) 600之間的管路上，用于控制試驗結束后過冷器316主體液氮的回收。第十低溫溫度計313 設置在過冷管道出口處，用于測量過冷管道出口溫度。第三十四手動截止閥302 —端通過管路與過冷管道入口處連通，另一端通過管路連接至熱沉出口管路系統(tǒng)600中第三十二手動截止閥630與第十低溫安全閥629間的管路上，由此在整個輸送系統(tǒng)閉式循環(huán)時，熱沉系統(tǒng)100預冷時流經(jīng)熱沉系統(tǒng)100的多余液氮可進入到過冷器系統(tǒng)300中。液氮泵系統(tǒng)400用來向熱沉入口管路系統(tǒng)500輸送降溫后的液氮，并且實現(xiàn)熱沉系統(tǒng)100的閉式循環(huán)制冷，并且將經(jīng)過冷器系統(tǒng)300降溫后的液氮輸送到熱沉入口管路系統(tǒng)500后進入各個液氮熱沉。液氮泵系統(tǒng)400包括精過濾器401、液氮泵407、第四十手動截止閥403、第四十一手動截止閥406、第四十二手動截止閥408、第四十三手動截止閥409、 第四十四手動截止閥410、第四十五手動截止閥413、第十二低溫安全閥402、第十三低溫安全閥416、第十一低溫溫度計411、第七遠程壓力表404、第八遠程壓力表414、第七現(xiàn)場壓力表405、第八現(xiàn)場壓力表415與低溫流量計412。其中，精過濾器401安裝在液氮泵系統(tǒng)400 入口管路處，用于過濾雜質(zhì)，保證流入液氮泵407的液氮清潔，避免由于雜質(zhì)存在造成液氮泵407的損壞。精過濾器401 —端通過管路與過冷器系統(tǒng)300中第三十九手動截止閥315 相連，由此使經(jīng)過冷器系統(tǒng)300降溫后的液氮可進入到液氮泵系統(tǒng)400中；精過濾器401 另一端安裝有三通管路，一路通過管路順次連接第四十一手動截止閥406、液氮泵407、第四十三手動截止閥409，另一路通過管路連接第四十四手動截止閥410，兩路管路通過三通管路并聯(lián)至低溫流量計412入口處。其中，四十四手動截止閥410所在支路為熱沉預冷專用管路，熱沉預冷時此管路工作。液氮泵407所在管路為系統(tǒng)閉式循環(huán)專用管路，當熱沉預冷完畢后使用此管路。第四十二手動截止閥408 —端通過管路與液氮泵407出口管路連通，另一端與大氣連通，平時關閉，當需要啟動液氮泵407時開啟，當觀察到第四十二手動截止閥 408出口處有液氮持續(xù)流出時關閉此閥，同時啟動液氮泵407。第七遠程壓力表404及第七現(xiàn)場壓力表405安裝在液氮泵407入口處，用于測量液氮泵407入口管路壓力，由第四十手動截止閥403控制啟停。第八遠程壓力表414及第八現(xiàn)場壓力表415安裝在液氮泵407出口處，通過三通與第四十五手動截止閥413相連，均用于測量液氮泵407出口管路壓力，由第四十五手動截止閥413控制啟停。第十一低溫溫度計411安裝在液氮泵407的出口管路上，用于測量流經(jīng)液氮泵407的液氮溫度；低溫流量計412位于液氮泵407的出口管路上， 用于測量流經(jīng)液氮泵407的液氮流量，可根據(jù)實際需要將低溫流量計412安裝在第十一低溫溫度計411左側(cè)或右側(cè)。第十二低溫安全閥402、第十三低溫安全閥416分別安裝在液氮泵407入口和出口管路上，用于防止管路壓力過高，放氣、排液用。在進行發(fā)動機羽流試驗時，液氮熱沉、液氦熱沉及羽流吸附泵需同時工作，相應的液氮輸送系統(tǒng)工作流程具體為包括以下幾個步驟，如圖2所示步驟一液氮貯槽233液氮加注；打開第九手動截止閥228完成液氮貯槽233的液氮加注；步驟二 過冷器316主體液氮加注；依次打開第六手動截止閥223、第七氣動調(diào)節(jié)閥304及第三十六手動截止閥311完成液氮過冷器316主體的液氮加注，加注初期微開第七氣動調(diào)節(jié)閥304，利用初期蒸發(fā)的冷氮氣充分吹除過冷器316主體內(nèi)的空氣，然后全開第七氣動調(diào)節(jié)閥304并快速加注直到指定液位，并根據(jù)第二液位計310的數(shù)值，遠程調(diào)節(jié)第七氣動調(diào)節(jié)閥304的開度，以保持液位的恒定；步驟三各個液氮熱沉預冷；
依次打開第三十三手動截止閥301、第四十四手動截止閥410、第十六手動截止閥
514、第十七手動截止閥515、第十八手動截止閥516、第十九手動截止閥517、第三i^一手動截止閥628、第三十二手動截止閥630、第六氣動調(diào)節(jié)閥633，使液氮進入到過冷器316內(nèi)部管道中，利用過冷器316主體內(nèi)的液氮為通過過冷器316內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器316出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)400中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)500后，實現(xiàn)對大門液氮熱沉106、艙體前部液氮熱沉107、艙體后部液氮熱沉108、封頭液氮熱沉109 進行預冷(從常溫到77K的冷卻過程)，此過程形成各個液氮熱沉的開式預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵105預冷；各個液氦熱沉及羽流吸附泵105預冷和液氮熱沉預冷同時進行，依次打開第六手動截止閥224、第十手動截止閥501、第i^一手動截止閥502、第一氣動調(diào)節(jié)閥504、第二氣動調(diào)節(jié)閥510、第三氣動調(diào)節(jié)閥511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥513、第二十七手動截止閥622、第二十八手動截止閥623、第三十手動截止閥626，對大門液氦熱沉101、艙體前部液氦熱沉102、艙體后部液氦熱沉103、封頭液氦熱沉104、羽流吸附泵105進行預冷(從常溫到77K的冷卻過程)，此過程形成各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的開式預冷；步驟五熱沉系統(tǒng)100溫度調(diào)節(jié)；在各個液氮熱沉、液氦熱沉及羽流吸附泵105預冷過程中，通過液氮供應量來調(diào)節(jié)各熱沉的降溫速度，以保證各熱沉與羽流吸附泵溫度均勻，利用第十六手動截止閥514 調(diào)節(jié)大門液氮熱沉106溫度，利用第十七手動截止閥515調(diào)節(jié)艙體前部液氮熱沉107溫度， 利用第十八手動截止閥516調(diào)節(jié)艙體后部液氮熱沉108溫度，利用第十九手動截止閥517 調(diào)節(jié)封頭液氮熱沉109溫度，利用第一氣動調(diào)節(jié)閥504調(diào)節(jié)大門液氦熱沉101溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥510調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉102溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥511調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉103溫度，利用第四氣動調(diào)節(jié)閥512調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉104溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥 513、第二十二手動截止閥613、第二十三手動截止閥614、第二十四手動截止閥615調(diào)節(jié)羽流吸附泵105溫度；步驟六各個液氮熱沉的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵105溫度降至液氮溫區(qū)77K后， 各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四十一手動截止閥406、第四十二手動截止閥408對液氮泵407通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y408出口處有液氮噴出時(根據(jù)經(jīng)驗預冷約15分鐘即可)，關閉第四十二手動截止閥408、第四十四手動截止閥410，同時打開第四十三手動截止閥409，完成液氮泵407的啟動，其次，逐漸關閉第三十二手動截止閥630(開度按進行或根據(jù)實際調(diào)節(jié))、同時逐漸打開第三十四手動截止閥 302 (開度按30 %、50 %、100 %進行或根據(jù)實際調(diào)節(jié))，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡，進入閉式循環(huán)后微開第三十九手動截止閥315供系統(tǒng)管路放氣用；步驟七停止各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的液氮供應；待各個液氮熱沉完全進入閉式循環(huán)后，關閉第十手動截止閥501停止對各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的液氮輸送。在進行衛(wèi)星熱真空試驗時，各個液氦熱沉及羽流吸附泵105同時工作，各個液氮熱沉作為防輻射屏不工作，具體為包括以下幾個步驟，如圖3所示步驟一液氮貯槽A234液氮加注；
打開第九手動截止閥228完成液氮貯槽233的液氮加注；步驟二 過冷器316主體液氮加注；依次打開第五手動截止閥223、第七氣動調(diào)節(jié)閥304及第三十六手動截止閥311完成液氮過冷器316主體的液氮加注，加注初期微開第七氣動調(diào)節(jié)閥304，利用初期蒸發(fā)的冷氮氣充分吹除過冷器316主體內(nèi)的空氣，然后全開第七氣動調(diào)節(jié)閥304并快速加注直到指定液位，并根據(jù)第二液位計310的數(shù)值，遠程調(diào)節(jié)第七氣動調(diào)節(jié)閥304的開度，以保持液位的恒定；步驟三各個液氦熱沉及羽流吸附泵105預冷；依次打開第三十三手動截止閥301、第四十四手動截止閥410、第十二手動截止閥 505、第十三手動截止閥506、第一氣動調(diào)節(jié)閥504、第二氣動調(diào)節(jié)閥510、第三氣動調(diào)節(jié)閥
511、第四氣動調(diào)節(jié)閥512、第五氣動調(diào)節(jié)閥513、第二十七手動截止閥622、第二十八手動截止閥623、第三十手動截止閥626、第三十二手動截止閥630、第六氣動調(diào)節(jié)閥633，使液氮進入到過冷器316內(nèi)部管道中，利用過冷器316主體內(nèi)的液氮為通過過冷器316內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器316出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)400中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)500后，實現(xiàn)對大門液氦熱沉101、艙體前部液氦熱沉102、艙體后部液氦熱沉 103、封頭液氦熱沉104、羽流吸附泵105進行預冷(從常溫到77K的冷卻過程)，此過程形成各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的開式預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的溫度調(diào)節(jié)；各個液氦熱沉及羽流吸附泵105預冷過程中，通過液氮供應量來調(diào)節(jié)各個熱沉降溫速度，以保證各液氦熱沉與羽流吸附泵105溫度均勻；通過第一氣動調(diào)節(jié)閥504調(diào)節(jié)大門液氦熱沉101溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥510調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉102溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥511調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉103溫度，利用第四氣動調(diào)節(jié)閥512調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉 104溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥513、第二十二手動截止閥613、第二十三手動截止閥614、第二十四手動截止閥615調(diào)節(jié)羽流吸附泵105溫度。步驟五各個液氦熱沉及羽流吸附泵105的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵105溫度降至液氮溫區(qū)77K后， 各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四十一手動截止閥406、第四十二手動截止閥408對液氮泵407通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y408出口處有液氮噴出時(根據(jù)經(jīng)驗預冷約15分鐘即可)，關閉第四十二手動截止閥408、第四十四手動截止閥410，同時打開第四十三手動截止閥409，完成液氮泵407的啟動，其次，逐漸關閉第三十二手動截止閥630(開度按進行或根據(jù)實際調(diào)節(jié))、同時逐漸打開第三十四手動截止閥 302 (開度按30%進行或根據(jù)實際調(diào)節(jié))，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡，進入閉式循環(huán)后微開第三十九手動截止閥315供系統(tǒng)管路放氣用。本發(fā)明本發(fā)明一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)能滿足試驗要求的最大熱負荷為 60kW，可進行高熱負荷試驗。
2權利要求
1.一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于包括熱沉系統(tǒng)(100)、液氮供應系統(tǒng) (200)、過冷器系統(tǒng)(300)、液氮泵系統(tǒng)(400)、熱沉入口管路系統(tǒng)(500)、熱沉出口管路系統(tǒng) (600)；熱沉系統(tǒng)(100)包括大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105)、大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉 (107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109);大門液氮熱沉(106)、大門液氦熱沉 (101)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)與封頭液氦熱沉(104)、封頭液氮熱沉(109)依次由前至后設置；艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)設置在艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)內(nèi)部；羽流吸附泵(105)設置在艙體后部液氦熱沉(103)內(nèi)部，用來吸附羽流氣體；液氮供應系統(tǒng)(200)包括液氮貯槽(233)以及氣動截止閥(211)、第一手動截止閥 (212)、第二手動截止閥(219)、第三手動截止閥(216)、第四手動截止閥(218)、第五手動截止閥(223)、第六手動截止閥(224)、第七手動截止閥(225)、第八手動截止閥(226)、第九手動截止閥(228)、第一遠程壓力表(213)、第二遠程壓力表(231)、第一現(xiàn)場壓力表(215)、第二現(xiàn)場壓力表(232)、低溫電磁閥(217)、第一液位計(214)、第一低溫安全閥(229)、第二低溫安全閥(230)、汽化器(220)、液氮貯槽排氣閥(236);其中，通過第九手動截止閥(228) 控制液氮貯槽(233)內(nèi)液氮加注；汽化器(220)入口通過第二手動截止閥(219)與液氮貯槽(233)底部連通，出口通過管路與液氮貯槽(233)連通，低溫電磁閥(217)通過管路與第二手動截止閥(219)并聯(lián)；液氮貯槽(233)上安裝有第一遠程壓力表(213)和第一現(xiàn)場壓力表(215);液氮貯槽(233)上還安裝有第一液位計(214);液氮貯槽(233)通過管路連接有第五手動截止閥(223);第五手動截止閥(223)通過管路依次連接第一低溫安全閥 (229)、第六手動截止閥(224)、第七手動截止閥(225)、第二低溫安全閥(230)，最終與熱沉入口管路系統(tǒng)(500)相連；第七手動截止閥(225)通過三通管路與第二遠程壓力表(231)、 第二現(xiàn)場壓力表(232)相連；液氮供應系統(tǒng)(200)中管路最低位置處安裝有第八手動截止閥(226);液氮貯槽(233)通過管路與氣動截止閥(211)相連；液氮貯槽(233)上還安裝有液氮貯槽排氣閥(236)；熱沉入口管路系統(tǒng)(500)包括第十手動截止閥(501)、第十一手動截止閥(502)、第十二手動截止閥(505)、第十三手動截止閥(506)、第十四手動截止閥(508)、第十五手動截止閥(509)、第十六手動截止閥(514)、第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥(516)、 第十九手動截止閥(517)、第三低溫安全閥(503)、第四低溫安全閥(507)、第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513);其中，第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)通過管路連接至大門液氦熱沉(101)入口 ； 第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)通過管路連接至艙體前部液氦熱沉(102)入口 ；第三氣動調(diào)節(jié)閥 (511)通過管路連接至艙體后部液氦熱沉(103)入口 ；第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)通過管路連接至封頭液氦熱沉(104)入口 ；第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)通過管路連接至羽流吸附泵(105) 入口 ；第十六手動截止閥(514)所通過管路連接至大門液氮熱沉(106)入口 ；第十七手動截止閥(515)所在支路連接至艙體前部液氮熱沉(107)入口 ；第十八手動截止閥(516)通過管路連接至艙體后部液氮熱沉(108)入口 ；第十九手動截止閥(517)通過管路連接至封頭液氮熱沉(109)入口 ；第十手動截止閥(501)為各個液氦熱沉及羽流吸附泵的總控制閥，通過第十手動截止閥(501)手動控制液氮輸送；第十手動截止閥(501) —端與液氮供應系統(tǒng)(200)中液氮輸送管路相連，另一端分別連接第十一手動截止閥(502)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第十二手動截止閥(505)所在的三條支路；其中，第十一手動截止閥(502)通過管路與第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)所在的四條支路入口聯(lián)通，作為四條支路液氮輸送的總控制閥；第十二手動截止閥(505)分別通過大門液氮熱沉(106)入口管路、艙體前部液氮熱沉(107)入口管路、艙體后部液氮熱沉(108)入口管路以及封頭液氮熱沉(109)入口管路與第十五手動截止閥(514)、 第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥(516)、第十九手動截止閥(517)相連，由此將大門液氦熱沉(101)入口與各個液氮熱沉入口通過管路聯(lián)通；第十三手動截止閥(506)通過管路將艙體前部液氮熱沉107入口管路、艙體后部液氮熱沉108、封頭液氦熱沉104入口管路與大門液氮熱沉(106)入口管路、艙體前部液氮熱沉(107)入口管路、艙體后部液氮熱沉(108)入口管路、封頭液氮熱沉(109)入口管路聯(lián)通；第十四手動截止閥(508)通過吹除管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)的入口管路相連；第十五手動截止閥(509) —端通過管路連接至第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)的入口管路，另一端通過管路直接連接至大氣；第三低溫安全閥(503)安裝在大門液氦熱沉(101)入口管路上，第四低溫安全閥(507)安裝在吹除管路上；熱沉出口管路系統(tǒng)(600)包括第二十手動截止閥￠02)、第二十一手動截止閥￠06)、 第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥￠15)、第二十五手動截止閥￠18)、第二十六手動截止閥￠21)、第二十七手動截止閥￠22)、第二十八手動截止閥￠23)、第二十九手動截止閥￠25)、第三十手動截止閥￠26)、第三十一手動截止閥￠28)、第三十二手動截止閥￠30)、第一低溫溫度計￠01)、第二低溫溫度計 (607)、第三低溫溫度計￠08)、第四低溫溫度計￠09)、第五低溫溫度計￠10)、第六低溫溫度計￠11)、第七低溫溫度計￠12)、第八低溫溫度計￠32)、第五低溫安全閥￠05)、第六低溫安全閥(616)、第七低溫安全閥(617)、第八低溫安全閥(624)、第九低溫安全閥(627)、 第十低溫安全閥￠29)、第i^一低溫安全閥￠31)、第三遠程壓力表￠03)、第四遠程壓力表(619)、第三現(xiàn)場壓力表￠04)、第四現(xiàn)場壓力表(620)與第六氣動調(diào)節(jié)閥￠33);其中， 第二十一手動截止閥(606) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第五低溫安全閥￠05)、第二十手動截止閥￠02)、第三遠程壓力表(603)至大門液氦熱沉(101)出口， 形成大門液氦熱沉(101)出口排放管路；第二十手動截止閥(602)還與第三現(xiàn)場壓力表 (604)、第一低溫溫度計(601)相連；第二十六手動截止閥(621) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第二十五手動截止閥￠18)、第七低溫安全閥(617)后，分別連接有六路管路，第一路通過第二低溫溫度計(607)連接至艙體前部液氦熱沉(102)出口 ；第二路通過第三低溫溫度計(608)連接至艙體后部液氦熱沉103出口 ；第三路通過第四低溫溫度計(609)連接至封頭液氦熱沉(104)出口 ；第四路通過第二十二手動截止閥￠13)、第五低溫溫度計(610)連接至羽流吸附泵105大筒出口 ；第五路通過第二十三手動截止閥￠14)、 第六低溫溫度計(611)連接至羽流吸附泵(105)中筒出口 ；第六路通過第二十四手動截止閥(615)、第七低溫溫度計(612)連接至羽流吸附泵(105)小筒出口 ；所述二十五手動截止閥(618)與第四遠程壓力表(619)、第四現(xiàn)場壓力表(620)相連；第六氣動調(diào)節(jié)閥(633) —端通過管路直通大氣，另一端通過管路順次連接第八低溫溫度計(632)、第十一低溫安全閥 (631)、第三十二手動截止閥￠30)、第十低溫安全閥￠29)、第三十一手動截止閥￠28)、第九低溫安全閥(627)后分別連接有四路管路，四路管路分別連接至大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109);通過第二十七手動截止閥(622)將大門液氦熱沉(101)的出口的排放管路與其余液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路連通；通過第二十八手動截止閥￠23)、第八低溫安全閥￠24)、第三十手動截止閥(626)將各液氦熱沉、羽流吸附泵及各液氮熱沉的出口排放管路連通形成管網(wǎng)系統(tǒng)，具體連接方式為第二十八手動截止閥(623) —端通過管路與羽流吸附泵(105) 出口排放管路連通，另一端通過管路順次連接第八低溫安全閥(624)、第三十手動截止閥(626)連接至第三十一手動截止閥￠28)與第十低溫安全閥(629)之間管路上，第二十八手動截止閥(623)、第三十手動截止閥(626)操作時要求同時關閉或同時打開。第八低溫安全閥(624)安裝在第二十八手動截止閥(623)和第三十手動截止閥(626)之間的管路上；第二十九手動截止閥(625) —端連接至第二十八手動截止閥(623)與第三十手動截止閥(626)之間，另一端直通大氣；第六氣動調(diào)節(jié)閥(633)與第十一低溫安全閥(631)間的管路與液氮供應系統(tǒng)(200)中的氣動截止閥(201)相連；第六低溫安全閥(616)安裝在第二十一手動截止閥(615)入口管路上；過冷器系統(tǒng)(300)用來對向各個液氮熱沉輸送的液氮制冷降溫，使所輸送的液氮中含有的氣氮液化，包括過冷器(316)以及第三十三手動截止閥(301)、第三十四手動截止閥(302)、第三十五手動截止閥(305)、第三十六手動截止閥(311)、第三十七手動截止閥 (312)、第三十八手動截止閥(314)、第三十九手動截止閥(315)、第九低溫溫度計(303)、 第十低溫溫度計(313)、第七氣動調(diào)節(jié)閥(304)、第五遠程壓力表(306)、第六遠程壓力表 (308)、第五現(xiàn)場壓力表(307)、第六現(xiàn)場壓力表(309)與第二液位計(310);其中，第三十三手動截止閥(301)為過冷器系統(tǒng)(300)的進液和補液閥，一端與液氮供應系統(tǒng)(200)中第一低溫安全閥(229)、第六手動截止閥(224)間的液氮輸送管路連通，另一端通過管路與過冷器(316)主體內(nèi)的過冷管道進液端連通；第九低溫溫度計(303)設置在過冷管道入口處； 第七氣動調(diào)節(jié)閥(304) —端通過管路與液氮供應系統(tǒng)(200)中第一低溫安全閥(229)與第六手動截止閥(224)間的液氮輸送管路連通；第二液位計(310)安裝在過冷器(316)上； 第五遠程壓力表(306)與第五現(xiàn)場壓力表(307)通過第三十五手動截止閥(305)連接至過冷管道出口處；在過冷器(316)主體上安裝有第三十六手動截止閥(311);在過冷器(316) 主體上還安裝有第三十七手動截止閥(312);第三十九手動截止閥(315)通過管路連接至過冷管道出口處，且第三十九手動截止閥(315)還通過管路連接至液氮泵系統(tǒng)(400)以及熱沉出口管路系統(tǒng)(600)中第十一低溫安全閥(631)與第三十二手動截止閥(630)間管路上；第三十八手動截止閥(314) —端通過管路連接至第三十七手動截止閥(312)與過冷器 (316)主體間的管路上，另一端連接至第三十九手動截止閥(315)與熱沉出口管路系統(tǒng)600 之間的管路上；第十低溫溫度計(313)設置在過冷管道出口處；第三十四手動截止閥(302) 一端通過管路與過冷管道入口處連通，另一端通過管路連接至熱沉出口管路系統(tǒng)￠00)中第三十二手動截止閥(630)與第十低溫安全閥￠29)間的管路上；液氮泵系統(tǒng)(400)包括精過濾器(401)、液氮泵(407)、第四十手動截止閥(403)、 第四十一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)、第四十三手動截止閥(409)、第四十四手動截止閥(410)、第四十五手動截止閥(413)、第十二低溫安全閥(402)、第十三低溫安全閥(416)、第十一低溫溫度計(411)、第七遠程壓力表(404)、第八遠程壓力表(414)、 第七現(xiàn)場壓力表(405)、第八現(xiàn)場壓力表(415)與低溫流量計(412);其中，精過濾器(401) 安裝在液氮泵系統(tǒng)(400)入口管路處；精過濾器(401) —端通過管路與過冷器系統(tǒng)(300) 中第四十手動截止閥(315)相連；精過濾器(401)另一端安裝有三通管路，一路通過管路順次連接第四十一手動截止閥(406)、液氮泵(407)、第四十三手動截止閥(409)，另一路通過管路連接第四十四手動截止閥(410)，兩路管路通過三通管路并聯(lián)至低溫流量計(412) 入口處；第四十二手動截止閥(408) —端通過管路與液氮泵(407)出口管路連通，另一端與大氣連通；第七遠程壓力表(404)及第七現(xiàn)場壓力表(405)通過三通與第四十手動截止閥(403)相連后，安裝在液氮泵(407)入口處；第八遠程壓力表(414)及第八現(xiàn)場壓力表(415)安裝在液氮泵(407)出口處，通過三通與第四十五手動截止閥(413)相連；第十一低溫溫度計(411)安裝在液氮泵(407)的出口管路上；低溫流量計(412)位于液氮泵(407)的出口管路上；第十二低溫安全閥(402)、第十三低溫安全閥(416)分別安裝在液氮泵(407) 入口和出口管路上。
2.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于所述大門液氮熱沉(106)、大門液氦熱沉(101)、封頭液氮熱沉(109)與封頭液氦熱沉(104)均為圓弧平板形結構。
3.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于艙體前部液氮熱沉(107)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氮熱沉(108)與艙體后部液氦熱沉(103)均為圓筒形結構。
4.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于所述低溫電磁閥 (217)所在管路上串聯(lián)有第三手動截止閥(216)、第四手動截止閥(218)，第三手動截止閥 (216)與第四手動截止閥(218)分別位于第二低溫電磁閥(217)兩端。
5.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于所述汽化器220的供氣壓力在O. 4 O. 6MPa。
6.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于氣動截止閥氣動截止閥(211)所在管路上串聯(lián)有第一手動截止閥(212)。
7.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于所述第三十六手動截止閥(311)安裝在過冷器(316)主體頂部。
8.如權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)，其特征在于所述第三十七手動截止閥安裝在過冷器(316)主體底部。
9.基于權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)的一種發(fā)動機羽流試驗操作方法，其特征在于包括以下幾個步驟步驟一液氮貯槽(233)液氮加注；打開第九手動截止閥(228)完成液氮貯槽(233)的液氮加注；步驟二 過冷器(316)主體液氮加注；依次打開第五手動截止閥(223)、第七氣動調(diào)節(jié)閥(304)及第三十六手動截止閥(311) 完成液氮過冷器(316)主體的液氮加注；步驟三各個液氮熱沉預冷；依次打開第三十三手動截止閥(301)、第四十四手動截止閥(410)、第十六手動截止閥(514)、第十七手動截止閥(515)、第十八手動截止閥(516)、第十九手動截止閥(517)、第三十一手動截止閥￠28)、第三十二手動截止閥￠30)、第六氣動調(diào)節(jié)閥￠33)，使液氮進入到過冷器(316)內(nèi)部管道中，利用過冷器(316)主體內(nèi)的液氮為通過過冷器(316)內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器(316)出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)(400)中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)(500)后，實現(xiàn)對大門液氮熱沉(106)、艙體前部液氮熱沉(107)、艙體后部液氮熱沉(108)、封頭液氮熱沉(109)進行預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷；各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷和液氮熱沉預冷同時進行，依次打開第六手動截止閥(224)、第十手動截止閥(501)、第十一手動截止閥(502)、第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)、 第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥 (513)、第二十七手動截止閥￠22)、第二十八手動截止閥￠23)、第三十手動截止閥￠26)， 對大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105)進行預冷;步驟五熱沉系統(tǒng)(100)溫度調(diào)節(jié)；通過第十六手動截止閥(514)調(diào)節(jié)大門液氮熱沉(106)溫度，利用第十七手動截止閥(515)調(diào)節(jié)艙體前部液氮熱沉(107)溫度，利用第十八手動截止閥(516)調(diào)節(jié)艙體后部液氮熱沉(108)溫度，利用第十九手動截止閥(517)調(diào)節(jié)封頭液氮熱沉(109)溫度，利用第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)調(diào)節(jié)大門液氦熱沉(101)溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉(102)溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉(103)溫度，利用第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉(104)溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥(615)調(diào)節(jié)羽流吸附泵(105)溫度，保證各熱沉與羽流吸附泵(105)溫度均勻；步驟六各個液氮熱沉的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)溫度降至液氮溫區(qū)77K后，各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四i^一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)對液氮泵(407)通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y(408)出口處有液氮噴出時，關閉第四十二手動截止閥(408)、第四十四手動截止閥(410)，同時打開第四十三手動截止閥(409)，完成液氮泵(407)的啟動，其次，關閉第三十二手動截止閥￠30)，同時逐漸打開第三十四手動截止閥(302)，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡；步驟七停止各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的液氮供應；待各個液氮熱沉完全進入閉式循環(huán)后，關閉第十手動截止閥(501)停止對各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的液氮輸送。
10.基于權利要求I所述一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)的一種在進行衛(wèi)星熱真空試驗操作方法，其特征在于包括以下幾個步驟步驟一液氮貯槽(233)液氮加注；打開第九手動截止閥(228)完成液氮貯槽(233)的液氮加注；步驟二 過冷器(316)主體液氮加注；依次打開第五手動截止閥(223)、第六氣動調(diào)節(jié)閥304及第三十六手動截止閥(311)完成液氮過冷器(316)主體的液氮加注；步驟三各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷；依次打開第三十三手動截止閥(301)、第四十四手動截止閥(410)、第十二手動截止閥(505)、第十三手動截止閥(506)、第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)、第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)、第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)、第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)、第五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、第二十七手動截止閥￠22)、 第二十八手動截止閥￠23)、第三十手動截止閥￠26)、第三十二手動截止閥￠30)、第六氣動調(diào)節(jié)閥(633)，使液氮進入到過冷器(316)內(nèi)部管道中，利用過冷器(316)主體內(nèi)的液氮為通過過冷器(316)內(nèi)部管道內(nèi)的液氮降溫，降溫后的液氮隨過冷器(316)出口管路進入到液氮泵系統(tǒng)(400)中，最后進入到液氮輸送系統(tǒng)(500)后，實現(xiàn)對大門液氦熱沉(101)、艙體前部液氦熱沉(102)、艙體后部液氦熱沉(103)、封頭液氦熱沉(104)、羽流吸附泵(105) 進行預冷；步驟四各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的溫度調(diào)節(jié)；各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)預冷過程中，通過液氮供應量來調(diào)節(jié)各個熱沉降溫速度，通過第一氣動調(diào)節(jié)閥(504)調(diào)節(jié)大門液氦熱沉(101)溫度，第二氣動調(diào)節(jié)閥(510)調(diào)節(jié)艙體前部液氦熱沉(102)溫度，利用第三氣動調(diào)節(jié)閥(511)調(diào)節(jié)艙體后部液氦熱沉(103) 溫度，利用第四氣動調(diào)節(jié)閥(512)調(diào)節(jié)封頭液氦熱沉(104)溫度，利用五氣動調(diào)節(jié)閥(513)、 第二十二手動截止閥￠13)、第二十三手動截止閥￠14)、第二十四手動截止閥(615)調(diào)節(jié)羽流吸附泵(105)溫度，保證各液氦熱成與羽流吸附泵(105)溫度均勻；步驟五各個液氦熱沉及羽流吸附泵(105)的閉式循環(huán)；待各個液氮熱沉、各個液氦熱沉以及羽流吸附泵(105)溫度降至液氮溫區(qū)77K后，各個液氮熱沉即可進入閉式循環(huán)，首先，打開第四i^一手動截止閥(406)、第四十二手動截止閥(408)對液氮泵(407)通液氮預冷，當?shù)谒氖謩咏刂归y(408)出口處有液氮噴出時，關閉第四十二手動截止閥(408)、第四十四手動截止閥(410)，同時打開第四十三手動截止閥(409)，完成液氮泵(407)的啟動，其次，關閉第三十二手動截止閥￠30)，同時逐漸打開第三十四手動截止閥(302)，完成各個液氮熱沉由開式預冷向閉式循環(huán)的過渡。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙熱沉閉式液氮輸送系統(tǒng)及其工作方法，包括熱沉系統(tǒng)、液氮供應系統(tǒng)、過冷器系統(tǒng)、液氮泵系統(tǒng)、熱沉入口管路系統(tǒng)、熱沉出口管路系統(tǒng)。液氮供應系統(tǒng)存儲并供給熱沉系統(tǒng)液氮；熱沉入口管路系統(tǒng)向熱沉系統(tǒng)輸送液氮；熱沉出口管路系統(tǒng)將熱沉系統(tǒng)流經(jīng)熱沉系統(tǒng)的多余液氮經(jīng)熱沉出口管路系統(tǒng)回收到液氮供應系統(tǒng)；過冷器系統(tǒng)對向各個液氮熱沉輸送的液氮制冷降溫，使所輸送的液氮中含有的氣氮液化；液氮泵系統(tǒng)向熱沉入口管路系統(tǒng)輸送降溫后的液氮，并且實現(xiàn)熱沉系統(tǒng)的閉式循環(huán)制冷，且將經(jīng)過冷器系統(tǒng)降溫后的液氮輸送到熱沉入口管路系統(tǒng)后進入各液氮熱沉。本發(fā)明的優(yōu)點為能夠同時滿足衛(wèi)星熱真空試驗及發(fā)動機羽流試驗兩種試驗需求。
文檔編號F17D1/14GK102606882SQ201210057530
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權日2012年3月7日
發(fā)明者凌桂龍, 張建華, 蔡國飆 申請人:北京航空航天大學